卷煙煙氣中主要有害成分的色譜分析法研究進展

孟冬玲　范忠　唐桂芳

摘要：近年來卷煙煙氣中有害成分的分析方法研究已成為熱點問題。本文結合色譜法具有高分辨效力、高分析效率、高靈敏度、操作簡便和應用廣泛的特點，以及卷煙煙氣中主要有害成分的特性，有針對性的按照色譜法對2000年以來卷煙煙氣中主要有害成分的分析方法進行歸納總結，分析國內外卷煙煙氣中主要有害成分的分析方法優缺點，為從事卷煙煙氣有害成分分析的工作者提供技術參考。

關鍵詞：卷煙煙氣；主要有害成分；色譜法

中圖分類號：S572 文獻標識碼：A 文章編號：1003-4374（2012）02-0052-03

1.引言

吸煙與健康是世界范圍關注的重大課題。根據加拿大政府名單，卷煙煙氣中的有害成分共有46種，包括焦油、煙堿、一氧化碳、B[a]P、氫氰酸、氨、4種煙草特有的亞硝胺（TSNAs）、2種氮氧化合物、7種酚類化合物、8種羰基化合物、7種金屬元素、4種芳香胺、5種揮發性成分以及3種半揮發性成分。色譜法是一種物理化學分離分析方法，它既是一種極好的分離純化的方法，也是一種進行精確定性、定量分析的方法。它具有高分辨效力、高分析效率、高靈敏度、操作簡便和應用廣泛的特點，是現代實驗室中常用的分析手段之一，非常適用于卷煙煙氣中復雜組分的分離純化及定性定量分析。本文對國內外按照色譜法分析卷煙煙氣中主要有害成分的方法優缺點進行歸納總結，為從事卷煙煙氣有害成分分析的工作者提供技術參考。

2.色譜分析法

2.1氣相色譜法（GC）

氣相色譜法最早用于分離分析石油產品，目前已廣泛用于石油化工、醫藥、煙草、食品分析和環境監測等領域。據統計，能用氣相色譜法直接分析的有機物約占全部有機物的20%。氣相色譜法具有分離效能高、選擇性好、靈敏度高、樣品用量少、分析速度快（幾秒至幾十分鐘）及應用廣等優點。但受樣品蒸氣壓限制，對于揮發性較差的液體、固體，需采用制備衍生物或裂解等方法，增加揮發性。

盧紅兵等利用毛細管GC-氮磷檢測器（NPD）分析了4種TSNAs，能夠將難分離的NAB和NAT分開，回收率為84.16%-93.36%，RSD為6%～12%，該方法首次分離了NAB和NAT。郭黎平等用GC-TEA對卷煙煙氣中的TSNA和揮發性N-亞硝胺的含量進行了對比分析，為煙草中TSNAs含量比對奠定了基礎。謝復煒等用GC-TEA測定了國內外主要品牌卷煙主流煙氣的4種煙草特有的N-亞硝胺，4種TSNAs分析的檢測限均低于1ng伎，回收率均在86%以上。研究結果顯示國內烤煙型卷煙中NNK含量遠遠低于國外的混合型卷煙。此外，金永明等發明了GC-TEA測定TSNAs的專利，該專利對儀器原理、色譜條件以及TSNAs分離特點進行了詳細的闡述。

毛多斌等用氣相色譜法分析了10種國內外混合型卷煙煙氣中的17種酚類物質，各酚的回收率在55%以上。雖然該方法回收率不是很高，但是目前分析出最多的酚類物質。蘇國歲對卷煙煙氣中的對、間甲酚進行了氣相色譜分析，回收率為95.07%-97.55%，RSD為4.22%。氣相色譜法測定煙氣中的氫氰酸是在酸性溶液中通過氯胺-T將CN-轉化為氯化氰，而后將氯化氰溶解在正己烷中，經色譜（GC）分離后通過電子捕獲檢測器（ECD）或氮磷檢測器（NPD）進行檢測的分析方法。一般粒相物質和氣相物質是單獨進行分析的。榮星通過甲基化作用，把CN-轉化為乙腈，用FID也可檢測出來。此種方法的優點在于操作方便，靈敏度高，干擾少，應用前景好。

2.2液相色譜法（LC）

液相色譜法是近年來發展較為迅猛的檢測方法，廣泛應用在食品、醫藥、環境、煙草、生物工程等領域。液相色譜不受樣品揮發性的約束，分子量較大、沸點較高的有機物以及無機鹽類，都可用高效液相色譜法（HPLC）進行分析。對于氣相色譜難分析的熱穩定性差的物質有著獨特的優點，但同氣相色譜法相比，它的分離度差，選擇性不佳，靈敏度比較低。

杜詠梅等采用固相萃取一高效液相色譜法測定主流煙氣中的B[a]P，該方法的回收率為93.3%～97.2%，相對標準偏差為1.5%。張峻松等采用HPLC測定主流煙氣中的B[a]P，該方法回收率≥91.2%，相對標準偏差<5%。相比兩個方法，前者的分析方法更精確。樊虎等采用此方法測定了5種多環芳烴，平均回收率為77.2%-90.1%，RSD為2.1%～4.1%，此方法是目前測定最多多環芳烴的分析方法。劉少民等采用HPLC測定B[a]P的平均回收率（94±1.2）%，方法檢測限0.9ng/mL，RSD為3.1%～3.8%。

陳章玉等用HPLC測定卷煙主流煙氣中的7種酚，各酚的回收率為95%～104%，RSD為2.6%～3.5%。孟冬玲用HPLC測定了卷煙煙氣中的7種酚，回收率為96.6%～100.6%，RSD為1.2～2.6%，此方法比前者的相對標準偏差更低，分析結果更精確。谷勛剛譯文中評估高效液相色譜法是否是一種定量分析煙氣中一元酚類衍生物的有效而可行的方法，結果表明此方法可用于檢測樣品分析和實驗室常規分析。劉芳等采用超聲萃取一快速HPLC法測定了卷煙主流煙氣中苯酚、甲酚和苯二酚，該方法的相對標準偏差為1.92%-4.62%，回收率97.9%～100.3%，檢測限為5.74～14.70ng/支。2，3

GC-MS

GC-MS是最常用的檢測易揮發和半揮發性有機物的方法，具有很高靈敏度，可同時進行定性和定量分析，能滿足痕量有機物分析要求㈨。GC-MS不僅具有毛細管柱氣相色譜的高分離效能，而且從質譜圖中可以獲得有關化學結構等豐富信息。采用這種聯用技術不僅可分離痕量、復雜、多組分的有機物，而且進一步增強了質譜的鑒定能力。

夏巧玲等[21，22]比較GC-MS和HPLC兩種方法測定卷煙煙氣中的B[a]P，確定GC/MS的標準分析方法。該方法B[a]P的檢測限為1，44ng/mL，回收率為99，45%～102，40%。此外，還采用GC/MS測定了卷煙煙氣中的3種稠環芳烴。張國安等㈤采用GC/MS測定了多環芳烴含量，并證明其與焦油含量有良好的相關性。魏萬之等[24]也采用此方法同時測定了煙氣中15種多環芳烴，各多環芳烴在20～1 000txg/L范圍內有線性關系，且苯并[k]熒蒽的最低檢測限達到0，32lxg/L，即0，13ng/支，遠低于文獻∞]的0，2ng伎。王保興等∞]測定了10多種典型多環芳烴的定性定量分析方法。王神等㈨全二維氣相色譜/飛行時間質譜初步鑒定出卷煙主流煙氣中的616種多環芳烴，對發現新的PAHs及探討其對健康的影響具有重要意義。路鑫等忉]用全二維氣相色譜/飛行時間質譜表征了卷煙主流煙氣中250種酚類化合物。

2.4LC-MS

液相色譜一質譜（LC-MS）聯用技術自70年代以來，經過20多年的發展已趨向成熟，且應用日益廣泛。LC-MS聯用技術集LC的高分辨能力與MS的高靈敏度、極強的定性專屬特異性于一體，并簡化了樣品處理過程，特別適合于高極性化合物的分析。雙質譜聯用（LC-MS-MS），雖然曾因檢測費用過高而使其應用受到限制，但現在也已受到廣泛重視。LC-MS-MS與LC-MS相比較，檢測結果更準確，給出更多的未知物質的結構信息，靈敏度與選擇離子監測（SIM）模式的LC-MS相同。

毛友安等以LC-MS-MS測定煙氣中4種TSNAs，方法檢出限為0.05～0.24ng/mL，回收率為90.2%-95.1%。丁時超等用LC-MS-MS定量分析了4種TSNAs，方法回收率可達到96.8%～103.2%，4種TSNAs在0.1～500ng/mL內呈良好的線性關系，比前者有了進一步的改善。最近吳名劍等報道了高效液相色譜一三級四極桿質譜法測定了12種卷煙樣品中的4種TSNAs，方法回收率為94.0%～103.5%，NNN、NAT、NNK和NAB的檢測限分別為0.07ng/mL、0.05ng/mL、0.05ng/mL和0.04ng/mL。該方法是目前較常用的方法。

3.結束語

色譜法具有高分辨效力、高分析效率、高靈敏度、操作簡便和應用廣泛的特點，卷煙煙氣中有害成分的色譜分析方法研究在國內外已有很大進展，但由于色譜法在定量分析中需要純制的標準物質，而且不能精確地解決物質的化學結構問題，因此存在著一定的局限性。研究和掌握色譜分析法在卷煙煙氣中主要有害成分分析的進展，可為從事卷煙煙氣有害成分分析的工作者提供技術參考。