同時測定再造煙葉中草酸、琥珀酸、硫酸和磷酸根的離子色譜方法及應用
【技術領域】
[0001] 本發明再造煙葉的檢測技術領域，更具體地，涉及一種同時測定再造煙葉中草酸、 琥珀酸、硫酸和磷酸根的離子色譜檢測方法及應用。
【背景技術】
[0002] 造紙法再造煙葉因其具有平衡煙草結構，穩定卷煙質量、有效降低焦油和部分有 害成分釋放量的優勢而受到越來越多的利用。造紙法再造煙葉加工過程中，需要加入各種 助劑，其中琥珀酸（丁二酸）和草酸作為過程助劑、磷酸作為提取助劑而被加入。基于再造 煙葉產品質量穩定和安全考慮，各類助劑的加入量要嚴格控制，因此需要建立一套準確、有 效的測試方法對再造煙葉中的助劑殘留進行測試。
[0003] 離子色譜法（1C)具有選擇性好，靈敏度高，前處理簡單的特點而得到廣泛應用。 煙草及其制品中陰離子、陽離子和有機酸的測定多采用離子色譜法，但未見有報道同時測 定再造煙葉中草酸、琥珀酸、硫酸根和磷酸根含量的方法。目前有很多離子色譜法測定包 括煙草在內含有維生素C(抗壞血酸）的植物和食品中草酸含量方法，但以上文獻均沒有考 慮維生素C對草酸測定的影響，僅在生物體液醫學檢測中考慮了維生素C對草酸測定的影 響。目前測定煙草中草酸的方法都存在著兩個問題：一是以純水作為萃取液提取草酸的不 完全；二是使用堿性較強的NaOH作淋洗液，導致煙草中維生素C(抗壞血酸）轉化為草酸而 使測定結果偏高。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是，針對現有再造煙葉中草酸、琥珀酸、硫酸和磷酸檢測 技術的不足，建立了一種能同時測定再造煙葉中草酸根、琥珀酸根、硫酸根和磷酸根含量的 離子色譜方法，旨在對再造煙葉加工過程中化學物質加入量的控制提供技術依據。
[0005]本發明要解決的另一技術問題是提供所述檢測方法的應用。
[0006]本發明的發明目的通過以下技術方案予以實現：
[0007] 提供一種同時測定再造煙葉中草酸根、琥珀酸根、硫酸根和磷酸根的離子色譜方 法，將再造煙葉樣品以甲基磺酸作為萃取液振蕩萃取后經濾膜過濾，然后進行離子色譜分 析；
[0008] 色譜分析條件，分析柱：AS22-4mm;柱溫：30°C;淋洗液：4. 5mmol/L NaC03+l. 4mmol/LNaHC03;流速：1. 2mL/min;進樣量：50μL;抑制器電流：31mA。檢測器：自 循環陰離子抑制電導檢測。
[0009]優選地，在所述離子色譜分析前還包括將濾液固相萃取柱凈化處理步驟。由于再 造煙葉成分復雜，樣品萃取液經過凈化去除可能造成色譜柱污染的大分子物質，再進行離 子色譜分析。
[0010] 本發明優選采用固相萃取RP柱能有效地過濾雜質成分并有較高的前處理回收 率。
[0011] 優選地，凈化處理中所述濾液的流速為0. 5mL/min。所述RP柱使用前分別用5mL 甲醇和10ml純水以lmL/min的流速進行活化。
[0012] 優選地，所述甲基磺酸的濃度為40mmol/L。
[0013] 優選地，所述振蕩萃取的時間為20~60分鐘，進一步優選30min。
[0014] 待測四種目標物都是水溶性陰離子，對于離子色譜檢測，常用的提取溶劑為純水、 酸溶液和氫氧化鈉溶液。但是以用純水為萃取溶劑為例，其對再造煙葉樣品及其一次提取 實驗總結，草酸的提取效率只有37. 7%，無法一次萃取完全。本發明采用40mmol/LMSA能 很好的萃取出四種目標離子，在萃取殘渣中未檢測出草酸，提取效率達到99. 7%或以上。
[0015] 本發明經過仔細研究總結，優選了AS22作為本方法的分析柱，四種目標成分在 該柱上有很好的分離效果；并進一步比較了流動相流速和進樣量的影響，流速為1. 2mL/ min，將進樣量提升至50μL能顯著提高待測成分的靈敏度，進樣重復性RSD達到0. 13 %~ 0· 7%〇
[0016] 本發明方法可以很好地應用于煙草樣品和再造煙葉樣品中草酸、琥珀酸、硫酸和/ 或磷酸組分的測定相關組分的測定；并適用于再造煙葉中各類有機酸添加劑中草酸、琥珀 酸、硫酸和/或磷酸組分的測定。
[0017] 本發明的有益效果：
[0018] 本發明填補了現有技術的空白，提供一種同時測定再造煙葉中草酸、琥珀酸、硫酸 和磷酸根的離子色譜檢測方法。建立了以碳酸鈉-碳酸氫鈉混合體系為淋洗液，40mmol/L 甲基磺酸（MSA)為提取液，AS22為分離柱的1C測定再造煙葉中草酸根、琥珀酸根、磷酸根 和硫酸酸含量的方法。該方法解決了以水為提取液和以NaOH作淋洗液測定草酸含量的不 合理性，使樣品中的草酸定量更加準確、可靠，不僅如此，應用于同時測定再造煙葉中草酸、 琥珀酸、硫酸和磷酸時，各個待測組分測試含量的相對標準偏差（RSD)為0. 27%~0. 99%， 加標回收率在99. 3 %~106. 2 %之間，準確、簡單、可靠，同時適用于煙草樣品和再造煙葉 樣品中相關組分的測定并適用于再造煙葉中各類有機酸添加劑的測定。
【附圖說明】
[0019] 圖1不同濃度NaOH溶液洗脫下維生素C和草酸標準溶液在AS18柱上的分離譜圖。
[0020] 其中，譜圖1，3,5,7-維生素C標準溶液；譜圖2,4,6,8-草酸標準溶液。
[0021] 圖2維生素C標準溶液在不同溶劑基質和不同濃度淋洗液條件下產生草酸含量比 較結果（ug/mL)。
[0022] 圖3不同濃度甲基磺酸萃取液的提取效率比較結果。
[0023] 圖4不同提取時間測試結果比較結果（峰面積）。
[0024] 圖5維生素C在4. 5mMNaC03+l. 4mMNaHC03淋洗液下的色譜圖。
[0025] 其中，譜圖1一維生素C標準溶液；譜圖2-四種目標陰離子混合標準溶液。
[0026] 圖6實際樣品測試色譜圖。
【具體實施方式】
[0027] 下面結合附圖和具體實施例進一步說明本發明。下述實施例僅用于示例性說明， 不能理解為對本發明的限制。除非特別說明，下述實施例中使用的試劑為常規市購或商業 途徑獲得的試劑，除非特別說明，下述實施例中使用的方法和設備為本領域常規使用的方 法和設備。
[0028] 材料與方法：
[0029] 1. 1材料、試劑和儀器
[0030] 本發明以隨機選取的26個再造煙葉試驗品和成品為例進行說明；水相濾膜 (0. 45um，希波氏）；固相萃取小柱（RP柱，lcc，美國戴安）；色譜分析柱（AS22-4mm，美國戴 安）。
[0031] 甲基磺酸（MSA) (99%，美國Fluka公司）；無水碳酸鈉（基準品，天津紅巖試劑 廠）；碳酸鈉（l〇〇%，purechemicalAnalysisCo.Ltd);維生素C(抗壞血酸）（99%，美國 Sigma-Aldrich公司）；草酸（99%，美國Acros公司）；磷酸根、硫酸根標準溶液（lOOOug/ ml，國家標準物質中心）；六水琥泊酸（99%，美國Sigma-Aldrich公司）；超純水（電阻率 彡 18. 2ΜΩ· cm)。
[0032]ICS5000離子色譜儀（美國戴安公司）；Milli-Q超純水儀（美國Millipore); CP224S電子天平（感量0· 0001g，德國Sartorius公司）；HY-5振蕩器（國產江蘇）。
[0033] 實施例1維生素C對草酸測定的影響實驗
[0034]目前很多包括煙草在內含維生素C的植物中草酸含量測定的離子色譜法都是使 用NaOH溶液作為淋洗液分離草酸根及其他陰離子。本研究發現維生素C在高pH下能轉 化為草酸。以水為溶劑配制l〇〇Ug/ml維生素C標準溶液，在AS18陰離子分析柱上分別用 10mmol/L、20mmol/L、30mmol/LNa0H溶液等度洗脫和llmmol/L~50mmol/LNa0H溶液梯度洗 脫作為流動相程序，測定維生素C標準溶液，在測試色譜圖上均有草酸根出峰（保留時間定 性，見圖1所示）。圖2所示為采用純水和甲基磺酸兩種溶劑基質下配制的100ug/mL維生 素C標準溶液在不同濃度NaOH溶液洗脫時產生草酸的量。以上結果表明：大約有50%維 生素C轉化為草酸，因此在測定含有維生素C的樣品中草酸含量時不能使用NaOH作為提取 液和淋洗液，否則，會造成測試結果草酸含量偏高。
[0035] 實施例2樣品前處理方法的研究實驗
[0036] 待測四種目標物都是水溶性陰離子，對于離子色譜檢測，常用的提取溶劑為純水， 酸溶液和