一種菸草及菸草製品中生物鹼的測定方法
2023-12-05 12:57:46
專利名稱：一種菸草及菸草製品中生物鹼的測定方法
技術領域：
本發明屬於菸草化學成分的測定方法，具體說是一種菸草及菸草製品中生物鹼的 測定方法。
背景技術：
生物鹼是影響菸葉質量的重要成分，除菸鹼外，菸草中主要的生物鹼還包括降煙 鹼、新菸鹼、麥斯明和假木賊鹼。菸鹼可直接刺激人體中樞神經，產生生理反應；降菸鹼對卷 煙吸味有負面影響；麥斯明有一種老鼠氣味，嚴重影響捲菸產品的吸味；假木賊鹼的毒性 稍稍低於菸鹼。生物鹼是菸草特有亞硝胺的直接前體物之一，在菸草調製和捲菸燃吸過程 中易代謝為降生物鹼，進而與亞硝酸鹽形成有致癌性的菸草特有亞硝胺，尤其是菸鹼向降 菸鹼轉化是導致菸葉NNN和總TSNA含量增高的主要因素之一。美國菸草工業1977年制定 了白肋煙菸葉中降菸鹼、新菸鹼和假木賊鹼三種生物鹼的最高限量，這三種生物鹼總和佔 總生物鹼的比例不能超過20%，近年來已將標準降到了 15%，其他菸葉主要生產國家也都制 定了菸葉以及品種選育中單株選擇的降菸鹼控制標準，以保證菸葉具有優良的品質和較高 的可用性。因此，研究菸草中生物鹼含量與組成對了解菸草的內在質量和提高菸葉的可用 性具有重要的指導意義。目前我國還沒有一套完整、系統的菸草中主要次級生物鹼的測定方法，建立一套 適用性強、穩定可靠的菸草及菸草製品中主要次級生物鹼的測定方法是非常必要的。文獻調研表明，菸草主要生物鹼的提取可採用索氏萃取、超聲波振蕩、SPME方法。 索氏萃取時間較長，SPME的定量重複性較差，而超聲波振蕩的萃取時間短，樣品萃取較完 全，可作為菸草主要生物鹼的最佳萃取方法。菸草主要生物鹼的定量分析大多數採用GC-FID、GC-NPD、GC/MS，應用HPLC分離測 定菸草生物鹼的文獻較少，毛細管電泳分析的方法也有報導，但毛細管電泳分析儀器很昂 貴，採用的UV檢測器對某些生物鹼的靈敏度較低，不是理想的分析手段。GC-FID對含氮化 合物檢測的選擇性較GC-NPD差，而GC-NPD在定量檢測菸草中含量較低的次級生物鹼時，其 靈敏度要低於GC/MS-SIM，故GC/MS-SIM是定量分析菸草生物鹼的首選分析手段。以往的 文獻調研表明，菸草主要生物鹼的分析存在三個問題1)菸草中菸鹼與其它生物鹼的含量 差異較大，菸鹼的含量通常是幾十毫克每克，如麥斯明卻是幾微克每克到幾十微克每克，當 對菸鹼與麥斯明進行同時檢測時，進樣量過小，對麥斯明的檢測影響較大，進樣量過大，煙 鹼的檢測量又超過檢測器的相應範圍；2)不能較好的將菸草中的降菸鹼和麥斯明分開，文 獻通常採用的是DB-5ms的毛細管柱，由於降菸鹼的峰拖尾，影響與它出峰很近的麥斯明的 分離與定量；3)在菸草生物鹼的定量中，標線曲線的溶液配置出現缺陷。由於菸鹼易轉化 成降菸鹼、麥斯明、假木賊鹼等化合物，降菸鹼也易轉化成麥斯明，故在生物鹼標線曲線的 配置中，應將所分析的菸鹼、降菸鹼和其它生物鹼的標準溶液分開配置，若混合配置必將影 響降菸鹼和其它生物鹼的準確定量，但是文獻中標線曲線的溶液配置都是採用標樣混合溶 液的配置。因此，有必要開發一種操作簡便、重現性好、分析靈敏度高、適合準確定量菸草中生物鹼的方法。
發明內容
本發明針對現有分析技術中存在的不足進行改進，專門設計了一種同時分析測定 菸草及菸草製品中菸鹼和其它生物鹼的方法，利用該方法簡單便捷，重現性好，分析測定靈 敏度高，能對菸草中菸鹼和次級生物鹼準確定量。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的本發明的菸草及菸草製品中生物鹼 的測定方法，利用氫氧化鈉溶液將菸草或菸草製品中的生物鹼游離出來，採用含有內標的 三乙胺/三氯甲烷溶液萃取試樣中的生物鹼，通過氣相色譜_質譜(GC-MS)定量分析檢測 其中菸鹼、降菸鹼、新菸鹼、麥斯明和假木賊鹼5種生物鹼，採用內標法進行定量分析。具體步驟如下
(1)菸草及菸草製品中生物鹼的游離稱取o.3g菸草或菸草製品粉末於50mL三角錐 形瓶內，加入2.0mL質量百分比5%的氫氧化鈉溶液於三角錐形瓶中，輕搖萃取瓶，溼潤試 樣，靜置不超過25min ；
(2)菸草及菸草製品中生物鹼的萃取和分析菸草生物鹼游離後，然後加入20.OmL含 內標物質的三乙胺/三氯甲烷萃取溶液，加蓋密封后置於超聲波清洗機內，超聲提取，超聲 提取時間為15min，超聲功率為40Hz。靜置過夜使試樣和萃取溶液分離，取2mL下層溶液經 無水硫酸鈉過濾後，轉移到色譜分析瓶中待氣相色譜一質譜進樣分析；
氣相色譜一質譜分析條件
色譜柱DB-35MS毛細管柱，長30 m,內徑0. 25mm,膜厚0. 25 y m ；載氣氦氣，載氣流 速1. 0 mL/min ；進樣口溫度250°C ；菸鹼的檢測進樣量1 P 1，分流進樣，分流比40:1 ；降 菸鹼、麥斯明、假木賊鹼和新菸鹼的檢測進樣量2 yl，分流進樣，分流比10:1 ；
程序升溫初溫100°C保持3min，以8°C /min速率由100°C升至260°C，保持lOmin，總 運行時間33min ；
檢測器質譜檢測器；溶劑延遲8min ；電離電壓70ev ；離子源溫度230°C ；傳輸線溫 度280°C ；掃描離子範圍33 400amu ；質譜掃描方式選擇離子監測(SIM)。本發明所用萃取溶液三乙胺/三氯甲烷的混合比例為體積比1 10000。內標選擇雙內標即2-甲基喹啉和2，4』 - 二聯吡啶，菸鹼以2-甲基喹啉為內標， 其它生物鹼以2，4』 - 二聯吡啶為內標；2-甲基喹啉在萃取溶液中的濃度為0. 18mg/mL, 2，4』 - 二聯吡啶在萃取溶液中的濃度為10ii g/mL。定量分析時，標準物質的標準工作曲線的配置按照下述方法進行，單獨配製菸鹼 的系列標準工作曲線溶液，單獨配製降菸鹼的系列標準工作曲線溶液，混合配製麥思明、假 木賊鹼和新菸鹼的系列標準工作曲線溶液。本發明相比現有技術的優點在於本方法主要是利用氫氧化鈉溶液將菸草或菸草 製品中的生物鹼游離出來，採用0.01%三乙胺/三氯甲烷溶液萃取試樣中的生物鹼，通過氣 相色譜-質譜/選擇離子監測(GC-MS/SIM)定量分析檢測其中5種生物鹼的含量。與其它 分析生物鹼的方法相比，本方法的優點是，採用DB-35MS色譜柱分離菸草生物鹼，能將菸草 中的降菸鹼和麥斯明較好的分開，實現對目標物的準確定量；將菸鹼與其它生物鹼的檢測 分開進樣，既可以檢測菸草中含量較高的菸鹼，也能滿足對含量較低的其他生物鹼的定量分析；標準物質的標準工作曲線分開配製，避免了標樣中存在的生物鹼降解產物對其它生物鹼定量的影響。本方法萃取時間短，簡單便捷，重現性好，回收率較高，分析測定靈敏度 高，定量準確，適用於大批量樣品的分析。
具體實施例方式本發明通過以下具體實例作進一步描述，但並不限制本發明。含量測定實例
稱取300mg菸草或菸草製品粉末於50mL三角錐形瓶內，加入2. OmL 5%的氫氧化鈉 溶液於三角錐形瓶中，輕搖萃取瓶，溼潤試樣，靜置不超過25min。然後加入20mL含內標物 質的三乙胺/三氯甲烷萃取溶液於三角錐形瓶內(三乙胺和三氯甲烷的體積混合比例為1 10000)，加蓋密封后置於超聲波清洗機內，超聲抽提15min，超聲功率為40Hz，然後靜置使 試樣和萃取劑分離(最多放置24h)，取2mL下層溶液用無水硫酸鈉脫水後，轉移到色譜分析 瓶中待氣相色譜一質譜進樣分析。內標選擇雙內標即2-甲基喹啉和2，4' - 二聯吡啶為 內標，菸鹼的定量採用2-甲基喹啉作為內標，其它生物鹼的定量採用2，4' - 二聯吡啶作 為內標。採用該方法對18個菸草和菸草製品進行了測定，其中烤菸樣品4個，白肋煙樣品 4個，香料煙樣品2個，烤菸型捲菸菸絲4個，混合型捲菸菸絲4個。測定結果見表1。
表1菸草樣品生物鹼測定結果(μ g/g)
權利要求
1.一種菸草及菸草製品中生物鹼的測定方法，其特徵在於利用氫氧化鈉溶液將菸草 或菸草製品中的生物鹼游離出來，採用含有內標的三乙胺/三氯甲烷溶液萃取試樣中的生 物鹼，通過氣相色譜-質譜(GC-MS)定量分析檢測其中菸鹼、降菸鹼、新菸鹼、麥斯明和假木 賊鹼5種生物鹼，採用內標法進行定量分析。
2.根據權利要求1所述的菸草及菸草製品中生物鹼的測定方法，其特徵在於該方法 包括以下具體步驟(1)菸草及菸草製品中生物鹼的游離稱取0.3g菸草或菸草製品粉末於50mL三角錐 形瓶內，加入2. OmL質量百分比5%的氫氧化鈉溶液於三角錐形瓶中，輕搖萃取瓶，溼潤試 樣，靜置不超過25min ；(2)菸草及菸草製品中生物鹼的萃取和分析菸草生物鹼游離後，然後加入20.OmL含 內標物質的三乙胺/三氯甲烷萃取溶液，加蓋密封后置於超聲波清洗機內，超聲提取，靜置 過夜使試樣和萃取溶液分離，取2mL下層溶液經無水硫酸鈉過濾後，轉移到色譜分析瓶中 待氣相色譜一質譜進樣分析；氣相色譜一質譜分析條件色譜柱DB-35MS毛細管柱，長30 m,內徑0. 25mm,膜厚0. 25 μ m ；載氣氦氣，載氣流 速1. 0 mL/min ；進樣口溫度250°C ；菸鹼的檢測進樣量1 μ 1，分流進樣，分流比40:1 ；降 菸鹼、麥斯明、假木賊鹼和新菸鹼的檢測進樣量2 μ 1，分流進樣，分流比10:1 ；程序升溫初溫100°C保持3min，以8°C /min速率由100°C升至260°C，保持lOmin，總 運行時間33min ；檢測器質譜檢測器；溶劑延遲8min ；電離電壓70ev ；離子源溫度230°C ；傳輸線溫 度280°C ；掃描離子範圍33 400amu ；質譜掃描方式選擇離子監測(SIM)。
3.根據權利要求1或2所述的菸草及菸草製品中生物鹼的測定方法，其特徵在於萃 取溶液三乙胺/三氯甲烷的混合比例為體積比1 10000。
4.根據權利要求1或2所述的菸草及菸草製品中生物鹼的測定方法，其特徵在於內 標選擇雙內標即2-甲基喹啉和2，4』 - 二聯吡啶，菸鹼以2-甲基喹啉為內標，其它生物鹼 以2，4』 - 二聯吡啶為內標；2-甲基喹啉在萃取溶液中的濃度為0. 18mg/mL, 2，4』 - 二聯 吡啶在萃取溶液中的濃度為10μ g/mL。
5.根據權利要求2所述的菸草及菸草製品中生物鹼的測定方法，其特徵在於超聲提 取時間為15min，超聲功率為40Hz。
6.根據權利要求1或2所述的菸草及菸草製品中生物鹼的測定方法，其特徵在於定 量分析時，標準物質的標準工作曲線的配置按照下述方法進行，單獨配製菸鹼的系列標準 工作曲線溶液，單獨配製降菸鹼的系列標準工作曲線溶液，混合配製麥思明、假木賊鹼和新 菸鹼的系列標準工作曲線溶液。
全文摘要
一種菸草及菸草製品中生物鹼的測定方法，其特徵在於利用氫氧化鈉溶液將菸草或菸草製品中的生物鹼游離出來，採用三乙胺/三氯甲烷溶液萃取試樣中的生物鹼，通過氣相色譜-質譜(GC-MS)定量分析檢測其中5種生物鹼的含量。與其它分析生物鹼的方法相比，本方法的優點是，採用DB-35MS色譜柱分離菸草生物鹼，能將菸草中的降菸鹼和麥斯明較好的分開，實現對目標物的準確定量；將菸鹼與其它生物鹼的檢測分開進樣，既可以檢測菸草中含量較高的菸鹼，也能滿足對含量較低的其他生物鹼的定量分析；標準物質的標準工作曲線分開配製，避免了標樣中存在的生物鹼降解產物對其它生物鹼定量的影響。本方法簡單便捷，重現性好，分析測定靈敏度高，定量準確。
文檔編號G01N30/06GK102004132SQ201010513068
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月20日 優先權日2010年10月20日
發明者丁麗, 夏巧玲, 張曉兵, 李萍, 王冰, 胡斌, 蔡君蘭, 謝復煒, 趙曉東, 趙閣 申請人:中國菸草總公司鄭州菸草研究院