文摘

方法同时测定乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛气相的香烟主流烟雾顶空气相色谱-光谱法开发和验证。气相组成部分主流烟用甲醇提取,然后样品分离DB 624(60米,0.32毫米x 1.8毫米)列,与顶空气相色谱分析-质谱法分析,量化了同位素内标。线性乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛是好的(R2> 0.992)。复苏的乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛在78.5%和115%之间。相对标准偏差小于10%。检测和定量的极限的极限是0.014μ~ 0.12 g /香烟μ和0.045 g /香烟μ~ 0.38 g /香烟μ分别g /香烟。高灵敏度的方法有优势,它不需要衍生化的4-dinitrophenylhydrazine,避免了大量的不良反应在推导的过程中为了提高结果的准确性,并适用于定量分析四个醛气相的香烟主流烟雾。

1。介绍

吸烟对肺部疾病的危险因素(1和许多癌症2]。香烟主流烟雾是一个动态的气溶胶,包含超过5000个化学成分,含有微粒阶段和剩余气体(3]。气相可以通过肺进入血液循环,从而导致急性和潜在的系统性行动(4]。各种羰基化合物的气相中的香烟烟雾中扮演了一个重要的角色在香烟烟雾毒理学5),例如,乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛,等等。这些醛与亲核的目标反应细胞如脂类、蛋白质和DNA形成加合物。这些加合物可能扰乱细胞功能以及破坏蛋白质,核酸,脂质(6]。乙醛被分为一组2 b对人类致癌物质由国际癌症研究机构(7),而丙烯醛、巴豆醛列为一组3致癌物。定量分析的内容是很重要的羰基化合物在气相的香烟主流烟雾,理解吸烟引起的风险估计和系统性毒性与吸烟有关。

分析羰基2 4-dinitrophenylhydrazine (DNPH)治疗剑桥滤板(CFP)已经被用于陷阱生成羰基在主流烟从吸烟机、定量和羰基的水平是由高效液相色谱法(HPLC) [8,11- - - - - -15),高效液相色谱法结合质谱分析(质)16),加压液相色谱串联质谱(质/ MS) (9),或气相色谱分析-质谱法(gc - ms) [10,17]。然而,的过程DNPH-treated CFP非常劳动密集型的,耗时的,乏味的。典型的衍生化羰基(例如,DNPH)结果的形成E和Z立体异构体,具有不同的紫外吸光度最大值。如果HPLC-UV方法只有措施单一异构体,或者如果波长不优化的两种同分异构体,羰基含量可以被低估18]。最近,赵et al。19)开发了一种方法来快速检测丙烯醛和巴豆醛水辅助大气压化学电离串联质谱(APCI-MS / MS)。方法不需要任何样品处理,但修改APCI源引入样本直接电离区和2 L玻璃容器设计标准气体的气化标准的解决方案是必要的。桑普森et al。10)开发了一个自动化的挥发性有机化合物测定方法对主流烟用固相微萃取(SPME)与气相耦合。他们使用气体采样袋收集和保持气相烟,然后是均质isotopically标签模拟内部标准,并使用气相萃取取样。该方法更少的劳动密集型和减少了样品处理。

在这里,一个包含20毫升甲醇和撞击滤尘器的温度冷却到低于-70°C干冰烟雾/异丙醇浴用于捕获乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛气相的主流烟,然后撞击滤尘器解决方案分析了顶空气相色谱分析-质谱法(HS-GC-MS)。它不需要衍生化DNPH和避免大量的不良反应在推导的过程中提高结果的准确性。

2。材料和方法

2.1。化学药品和试剂

乙醛(1000μg / mL溶解在甲醇)、丙烯醛(100μg / mL溶解在甲醇),和巴豆醛(1000μg / mL溶于乙腈)从AccuStandard购买公司(纽黑文,美国)。丙醛(纯度98%)从TCI购买上海化工有限公司有限公司(上海,中国)。Benzene-D6(纯度98%)从J&K购买科技有限公司(中国,北京)。甲醇(HPLC-grade)从TEDIA购买(费尔菲尔德,美国)。水是由milli-Q纯化水净化系统(美国Billerica)。测试香烟是购自中国烟草总公司(中国,北京)。

2.2。标准的解决方案

标准的股票的解决方案:在10毫升容量瓶,100.0毫克的丙醛与甲醇稀释至标记。这是一个含有10.0毫克/毫升丙醛的解决方案。工作的解决方案是用甲醇系列稀释的原液浓度的100μ克/毫升。每天工作的解决方案准备,储存在-20°C。

内部标准(是)股票的解决方案:在10毫升容量瓶,400.0毫克的benzene-D6与甲醇稀释至标记。这是一个包含40.0毫克/毫升benzene-D6解决方案。工作的解决方案是用甲醇系列稀释的原液的浓度为1毫克/毫升。

2.3。样品制备

烟熏在吸烟机,配备撞击滤尘器根据ISO 3308吸烟政权(35毫升;2 s, 60年代)。主流烟经过CFP;气相是低温被困在一个撞击滤尘器包含20毫升甲醇和冷却的温度小于-70°C干冰烟雾/异丙醇浴。然后一个整除的烟雾提取物syringe-filtered,和100年μL的样本被转移到20毫升瓶使用HS-GC-MS和被分析。

2.4。HS-GC-MS分析

所有的痛苦都在20毫升瓶含0.1毫升的样品搅拌速度为250 rpm。HS过程是由使用Combi-PAL autosampler(瓦里安朋友autosampler、瑞士)和周期作曲家软件(CTC分析系统软件,瑞士)。孵化时间、萃取时间和温度是0.45分钟,10分钟,90°C,分别。注射时间是0.5分钟。样品环是用于注射,和样品环的温度为160°C。

跟踪1310 GC(美国沃尔瑟姆ThermoFisher)喷射器举行180°C。烤箱温度举行35°C(2分钟),然后在2°C /分钟增加到80°C,然后在20°C /分钟增加到200°C(保持6分钟)。所有质谱得到的ThermoFisher ISQ LT仪器(美国沃尔瑟姆)。离子源是在电子电离(EI;70 eV)模式。精英- 624毛细管柱(身份证60 m×0.32毫米×0.18μ膜厚度)(美国沃尔瑟姆PerkinElmer)是用于醛的分离。分裂的样本注入模式,分流比是10。氦作为载气的流速为1.0毫升/分钟。离子探测器设置如下:传输线和歧管温度为220°C和230°C,分别。定性离子定量离子,和保留时间的乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛,benzene-D6表所示1。

表1
定量离子,离子,确认和目标化合物的保留时间及其同位素内部标准。

3所示。结果与讨论

3.1。醛的诱捕效果

为了收集醛气相中的主流烟,醛的诱捕效果研究通过使用两个串联撞击滤尘器包含20毫升甲醇和冷却的温度小于-70°C干冰烟雾/异丙醇浴,和表中所示的结果2。从表可以看出2、乙醛的含量、丙醛、丙烯醛、巴豆醛在第二除尘器是不到1%,在第一次撞击滤尘器。乙醛的含量、丙醛、丙烯醛、巴豆醛气相中的主流烟几乎完全被第一撞击滤尘器。因此,撞击滤尘器包含20毫升甲醇和冷却的温度小于-70°C干冰烟雾/异丙醇浴用于陷阱后醛在主流烟气气相分析。

表2
两个撞击滤尘器的诱捕效果。
3.2。优化的提取时间和温度

海关提取时间的影响(10分钟、15分钟和20分钟)在每个化合物的峰面积进行调查。峰值的差异乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛在不同萃取时间不显著。所以10分钟提取时间被选中作进一步分析。此外,HS提取温度的影响(80°C, 90°C, 100°C)对每个化合物的峰面积进行评估。结果是图所示1。峰值乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛在90°C高于80°C或100°C。90°C萃取温度是用于进一步分析。


图1
海关提取温度的影响在每个化合物的峰面积。
3.3。方法验证

执行生成的线性校正曲线的线性回归分析物的峰面积的比值的峰面积相应的内部标准(y)到被分析物的浓度(x, ng / mL)。六点溶剂浓度的校准标准被用于分析的线性关系。线性方程乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛是好与相关系数(R2)从0.9921到0.9994(表3)。检测的极限(LOD)和定量限度(定量限)与信号/噪声估计方法使用Xcalibur软件的集成功能。LOD和定量限定义为产生的信噪比的分析物浓度最低的3和10在现实样本,分别。钟表的乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛从0.014到0.12μg /是到岸价,定量限从0.045到0.38μ克/是到岸价。提取离子色谱乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛是如图2。和乙醛的浓度、丙醛、丙烯醛、巴豆醛图262.6μ12.0 g /是到岸价μ15.7 g /是到岸价μ10.4 g /是到岸价,μ分别g /是到岸价。

表3
线性方程、钟表和定量限乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛(n= 6)。

图2
萃取离子色谱图乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛。

复苏和精密的分析,低、中、高浓度的乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛被上升到捕获方案1 r5f参考香烟(至少六个复制)。目标分析物的回收率测定在现实比较计算的大量上升的目标分析物样品的总数量飙升目标分析物。复苏的乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛范围从78.5%到115%在三个不同的水平上升(表4)。精度定义为相对标准偏差(标准偏差)。的标准偏差所有的分析都不到10%,这表示,所有的结果是可以接受的。

表4
复苏和精度(标准偏差乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛(n= 6)。
3.4。样品的稳定性

由于高波动性和高反应活性乙醛和丙烯醛、乙醛的稳定性,丙醛、丙烯醛、巴豆醛甲醇进行了研究。样品被放置在室温(20°C)和测试每2小时,结果如图3。的内容乙醛、丙醛、巴豆醛在12小时变化不大,但丙烯醛的含量显著降低超过8小时。这可能是由于丙烯醛的高反应活性,所以8小时内所有的样品进行了分析。


图3
稳定的乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛在甲醇室温。
3.5。方法比较

的醛交付3 r4f香烟熏在ISO吸烟方案比较,进一步评价方法的性能。结果见表5。相比之下,结果Coresta发表的方法(8),丙烯醛的异常结果有很好的一致性。这样做的原因可能是,丙烯醛是一种高活性不饱和醛。这种方法的结果低于报道丁et al。9和桑普森等。10巴豆醛除外)。

表5
醛与文献值(香烟的比较μg /是到岸价)。
3.6。羰基含量从国内香烟主流烟气气相

的内容乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛气相的主流烟雾来自16个不同品牌的中国烤烟样品通过使用该方法进行了分析。结果如图4。平均乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛气相中的主流烟从16个不同品牌的中国烤烟样品在中国销售的653.8,25.66,59.4和29.4μ分别g /是到岸价。然而,乙醛的内容,丙醛、丙烯醛、巴豆醛在主流烟香烟在美国出售的1544.7,169.2,127.5,48μg /是到岸价,分别9]。羰基在香烟烟雾的浓度在美国销售高于吸烟在中国销售。变化差异的羰基交付香烟主流烟雾可能源于不同的产品特征或烟草类型。


图4
的内容乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛气相的主流烟雾。

4所示。结论

方法同时测定乙醛、丙醛、丙烯醛、巴豆醛气相的香烟主流烟雾HS-GC-MS开发和验证。高灵敏度的方法有优势,它不需要衍生化DNPH和避免大量的不良反应(例如,E和Z立体异构体)的形成在推导的过程中为了提高结果的准确性,并适用于定量分析四个醛气相的香烟主流烟雾。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

仙桃张和Ruoning王同样贡献了这项工作。

确认

这项工作是支持的科技项目中国贵州烟草工业有限公司有限公司(GZZY / KJ / JS / 2016 cw026-0)。