一種卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法與流程

本發(fā)明屬于煙用材料的理化檢驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)化合物的篩查方法。

背景技術(shù)：

爆珠卷煙的過(guò)濾嘴內(nèi)有一顆以上的內(nèi)含液體的小膠囊珠，捏爆膠囊珠內(nèi)的液體可以使香煙在吸食過(guò)程中增香，強(qiáng)化卷煙的香氣或者特性，使消費(fèi)者獲得更為舒適、新鮮的體驗(yàn)。爆珠必須在卷煙抽吸過(guò)程中自行手動(dòng)捏爆，捏爆的時(shí)間點(diǎn)可以根據(jù)喜好自行安排。

揮發(fā)性有機(jī)物，是指常溫下飽和蒸汽壓大于70Pa、常壓下沸點(diǎn)在260℃以下的有機(jī)化合物，或在20℃條件下蒸汽壓大于或者等于10Pa具有相應(yīng)揮發(fā)性的有機(jī)化合物。根據(jù)WHO定義，揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)是指在常溫下，沸點(diǎn)50℃～260℃的各種有機(jī)化合物。VOC按其化學(xué)結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步分為：烷類、芳烴類、酯類、醛類和其他等，目前已鑒定出的有300多種。

由于消費(fèi)者在抽吸爆珠卷煙時(shí)，爆珠中的揮發(fā)性物質(zhì)會(huì)通過(guò)口腔進(jìn)入體內(nèi)，按照我國(guó)衛(wèi)生法的要求，對(duì)于直接接觸人體口腔的各種產(chǎn)品都應(yīng)該建立安全衛(wèi)生分析方法。

當(dāng)前，我國(guó)尚沒有爆珠中揮發(fā)性物質(zhì)的篩查檢測(cè)方法，也不清楚爆珠中都含有哪些物質(zhì)，以及哪些物質(zhì)是有害的，哪些物質(zhì)是無(wú)害的，對(duì)于卷煙爆珠中的物質(zhì)也沒有相關(guān)規(guī)定。因此，為了配合卷煙的提質(zhì)減害工作，采用現(xiàn)代先進(jìn)的儀器分析方法，簡(jiǎn)便、快速、有效地進(jìn)行爆珠中揮發(fā)性有機(jī)化合物的全篩查工作，對(duì)提高卷煙產(chǎn)品安全性具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法。

為了實(shí)現(xiàn)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法，包括以下步驟：

1)對(duì)爆珠內(nèi)的液體進(jìn)行頂空進(jìn)樣并聯(lián)合全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)樣品進(jìn)行全掃描分析，得到全掃描圖譜；

2)通過(guò)數(shù)據(jù)軟件對(duì)全掃描圖譜的色譜峰與數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行自動(dòng)比對(duì)，得到各個(gè)斑點(diǎn)的初步定性結(jié)果；

3)檢查各個(gè)斑點(diǎn)的初步定性結(jié)果，結(jié)合峰結(jié)構(gòu)和相似度比例，通過(guò)合并斑點(diǎn)、切割斑點(diǎn)、扣除斑點(diǎn)背景中的一種或組合方式，對(duì)全掃描圖譜進(jìn)行優(yōu)化，得到優(yōu)化譜圖，再與數(shù)據(jù)庫(kù)信息手動(dòng)比對(duì)，得到優(yōu)化定性結(jié)果；

4)使用百分比響應(yīng)對(duì)優(yōu)化定性結(jié)果進(jìn)行半定量分析。

本發(fā)明提供的卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法，利用頂空進(jìn)樣模擬卷煙煙氣經(jīng)過(guò)爆珠的溫度，可以更好的體現(xiàn)抽吸爆珠卷煙時(shí)揮發(fā)性有機(jī)物的攝入量，再聯(lián)合全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用快速、準(zhǔn)確的鑒定峰信息，通過(guò)對(duì)初步定性結(jié)果的優(yōu)化和半定量分析，實(shí)現(xiàn)爆珠卷煙中揮發(fā)性有機(jī)物的全面篩查；該方法具有檢測(cè)時(shí)間短、操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、篩查全面等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以監(jiān)控常規(guī)有害揮發(fā)性有機(jī)物，也可以監(jiān)測(cè)允許添加的香味成分是否超出限量，保證爆珠產(chǎn)品的安全。

步驟1)中，將置于頂空瓶?jī)?nèi)的爆珠通過(guò)擠壓或刺破使爆珠中的液體流出。具體為：從爆珠煙中剝?nèi)深w爆珠，放入頂空瓶?jī)?nèi)，用一次性注射器刺破并使用注射器推桿擠壓爆珠，以使爆珠內(nèi)的液體流出。

步驟1)中，頂空進(jìn)樣的溫度為160℃～180℃。進(jìn)一步的，采用靜態(tài)頂空進(jìn)樣，樣品環(huán)體積為3.0mL，樣品平衡溫度為30-50℃，樣品環(huán)溫度為160℃，傳輸線溫度為180℃，樣品平衡時(shí)間為20.0-30.0min，樣品瓶加壓壓力為138kPa，加壓時(shí)間為0.20min，充氣時(shí)間為0.20min，樣品環(huán)平衡時(shí)間為0.05min，進(jìn)樣時(shí)間為1.0min。

步驟1)中，全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析條件為：色譜柱采用毛細(xì)管柱：第一維柱子DB-5ms，第二維柱子BPX-50，第一、二維柱子使用雙噴液氮冷阱調(diào)制器串聯(lián)，調(diào)制解調(diào)時(shí)間為4-6s，載氣為氦氣，載氣流速為1.0ml/min；進(jìn)樣口溫度：200℃，分流比10:1；升溫程序：初始溫度40℃，保持2min，以3-4℃/min的速率至200℃，保持10min；質(zhì)譜條件：色譜與質(zhì)譜接口溫度：250℃，電離方式：電子轟擊源，電離能量：70eV，離子源溫度：230℃，測(cè)定方式：全掃描的總離子流圖定性，掃描范圍30amu～340amu。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述毛細(xì)管柱為彈性毛細(xì)管柱，其中，第一維柱子DB-5ms的規(guī)格為30m×0.25mm×0.25μm；第二維柱子BPX-50的規(guī)格為5m×0.1mm×0.1μm。

步驟2)中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)為NIST庫(kù)。步驟2)為利用數(shù)據(jù)軟件自動(dòng)對(duì)比NIST譜庫(kù)獲得的定性結(jié)果，此時(shí)的初步定性結(jié)果尚未經(jīng)過(guò)人工核對(duì)，可能與真正的定性結(jié)果偏差較大。所述數(shù)據(jù)軟件為GCImage軟件。

步驟3)中，通過(guò)對(duì)原始全掃描圖譜進(jìn)行優(yōu)化，再手動(dòng)檢索NIST譜庫(kù)的定性結(jié)果，可得到較為準(zhǔn)確的色譜峰信息。

步驟4)中，所述百分比響應(yīng)(Percent Response)為利用響應(yīng)值的歸一化進(jìn)行半定量分析。其原理是將某分析物的響應(yīng)值以所有分析物的響應(yīng)值進(jìn)行歸一化，以這樣的方式可以實(shí)現(xiàn)不同譜圖間相對(duì)量的對(duì)比。

步驟4)中，可根據(jù)實(shí)際需求配制標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)一步進(jìn)行定量分析。

本發(fā)明提供的卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法，通過(guò)頂空進(jìn)樣并優(yōu)化進(jìn)樣條件，可以有效的檢測(cè)抽吸爆珠卷煙中揮發(fā)性有機(jī)物的實(shí)際攝入量，無(wú)需復(fù)雜的樣品前處理過(guò)程，不需要額外添加萃取試劑，既簡(jiǎn)單實(shí)用，又與抽吸卷煙的實(shí)際過(guò)程相符；通過(guò)優(yōu)化的全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析，使目標(biāo)物色譜峰與雜質(zhì)色譜峰分離較好，檢測(cè)結(jié)果干擾少、分辨率高、峰容量大、鑒定準(zhǔn)確，提高了質(zhì)譜定性的可靠性。

本發(fā)明提供的卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法，操作簡(jiǎn)便，檢測(cè)周期僅需45min左右，可以有效快速篩查濾嘴中爆珠成分。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法的流程圖；

圖2為爆珠煙A的頂空-全二維氣相色譜質(zhì)譜全掃描圖；

圖3為爆珠煙A的優(yōu)化選定定性斑點(diǎn)后的頂空-全二維氣相色譜質(zhì)譜全掃描圖；

圖4為爆珠煙B的優(yōu)化選定定性斑點(diǎn)后的頂空-全二維氣相色譜質(zhì)譜全掃描圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。以下實(shí)施例中，涉及的儀器為：自動(dòng)頂空進(jìn)樣器：Bruker SHS-40，全二維氣相色譜質(zhì)譜：Shimadzu,GCxGC 2010plus,MS2010Ultra；所用耗材為一次性注射器(2ml)、20ml頂空瓶。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法，工藝流程圖如圖1所示，包括以下步驟：

1)從爆珠煙A中取出兩顆爆珠，放入20ml頂空瓶中，使用一次性注射器刺破爆珠，使爆珠內(nèi)液體流出；對(duì)爆珠內(nèi)的液體進(jìn)行頂空進(jìn)樣并聯(lián)合全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用對(duì)樣品進(jìn)行全掃描分析，得到如圖2所示的全掃描圖譜；

頂空進(jìn)樣條件為：樣品環(huán)體積為3.0ml，樣品平衡溫度為40℃，樣品環(huán)溫度為160℃，傳輸線溫度為180℃，樣品平衡時(shí)間為20.0min，樣品瓶加壓壓力為138kPa，加壓時(shí)間為0.20min，充氣時(shí)間為0.20min，樣品環(huán)平衡時(shí)間為0.05min，進(jìn)樣時(shí)間為1.0min；

全二維氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用分析條件為：色譜柱采用毛細(xì)管柱：第一維柱子DB-5ms(30m×0.25mm×0.25μm)，第二維柱子BPX-50(5m×0.1mm×0.1μm)，第一、二維柱子使用雙噴液氮冷阱調(diào)制器串聯(lián)，調(diào)制解調(diào)時(shí)間為6s，載氣為氦氣，載氣流速為1.0ml/min；進(jìn)樣口溫度：200℃，分流比10:1；升溫程序：初始溫度40℃，保持2min，以4℃/min的速率至200℃，保持10min；質(zhì)譜條件：色譜與質(zhì)譜接口溫度：250℃，電離方式：電子轟擊源(EI)，電離能量：70eV，離子源溫度：230℃，測(cè)定方式：全掃描的總離子流圖(TIC)定性，掃描范圍30amu～340amu；

2)根據(jù)全掃描圖譜，使用NIST庫(kù)自動(dòng)檢索，對(duì)色譜峰進(jìn)行初步自動(dòng)定性，得到各個(gè)斑點(diǎn)(blob)的初步定性結(jié)果，包括各個(gè)斑點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)，結(jié)構(gòu)，CAS號(hào)，二維出峰時(shí)間，峰響應(yīng)信息；

3)檢查各個(gè)斑點(diǎn)(blob)的初步定性結(jié)果，結(jié)合峰結(jié)構(gòu)和相似度比例，通過(guò)合并斑點(diǎn)(blob)、切割斑點(diǎn)(blob)和扣除斑點(diǎn)(blob)背景方式，對(duì)全掃描圖譜進(jìn)行優(yōu)化，得到如圖2所示的優(yōu)化圖譜，再對(duì)優(yōu)化圖譜的色譜峰手動(dòng)檢索NIST譜庫(kù)進(jìn)行定性，得到優(yōu)化定性結(jié)果；

4)使用百分比響應(yīng)(Percent Response)對(duì)優(yōu)化定性結(jié)果進(jìn)行半定量分析。

實(shí)施例1的優(yōu)化選定定性斑點(diǎn)后的頂空-全二維氣相色譜質(zhì)譜全掃描圖如圖3所示，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1爆珠煙A的爆珠揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測(cè)結(jié)果

實(shí)施例2

本實(shí)施例的卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法，針對(duì)爆珠煙B，具體操作步驟和工藝參數(shù)同實(shí)施例1。

本實(shí)施例的優(yōu)化選定定性斑點(diǎn)后的頂空-全二維氣相色譜質(zhì)譜全掃描圖如圖4所示，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2爆珠煙B的爆珠揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測(cè)結(jié)果

實(shí)施例3

本實(shí)施例的卷煙濾嘴爆珠中揮發(fā)性有機(jī)物的篩查方法，針對(duì)爆珠煙C，具體操作步驟和工藝參數(shù)同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

表3爆珠煙C的爆珠揮發(fā)性有機(jī)化合物檢測(cè)結(jié)果

由以上結(jié)果可以看出，本發(fā)明的篩查方法所得全掃描圖中，目標(biāo)色譜峰與雜質(zhì)色譜峰的分離度好，可實(shí)現(xiàn)爆珠中有害成分、有效香味成分的限量檢測(cè)；同時(shí)，整個(gè)檢測(cè)周期僅需45min左右，可以有效快速篩查爆珠卷煙中爆珠成分，保證爆珠卷煙產(chǎn)品的安全性。