免試劑離子色譜（RFIC）法測定卷煙主流煙氣總粒相物中的煙堿

李力，李東亮，張威，胡清源，田永紅

1 四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，成都 610066；2 國家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，鄭州 450001

免試劑離子色譜（RFIC）法測定卷煙主流煙氣總粒相物中的煙堿

李力1，李東亮1，張威2，胡清源2，田永紅1

1 四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心，成都 610066；2 國家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，鄭州 450001

建立了一種免試劑離子色譜分離，外標(biāo)法校正，紫外檢測器檢測的煙堿分析方法。方法采用一款弱酸功能基的聚合物基質(zhì)陽離子交換柱Ionpac CS19，梯度淋洗，可在短時間內(nèi)完成卷煙主流煙氣總粒相物中煙堿的分離和定量檢測。離子色譜分析時，煙草中除煙堿之外含量最高的兩種生物堿（新煙草堿和去甲基煙堿）與煙堿的分離度較好，能夠滿足煙堿的定量測定要求。煙堿標(biāo)準(zhǔn)品峰面積的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.49%（n = 5），商品卷煙5個平行樣的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.3%。方法的檢出限為0.8 μg/支，線性范圍1.00～500.0 μg/mL，線性相關(guān)系數(shù)0.9999，加標(biāo)回收率在93.2%~101.7%之間。檢測來自中國煙草標(biāo)準(zhǔn)化研究中心的兩個標(biāo)準(zhǔn)卷煙，測定結(jié)果為0.588和0.942 mg/cig，標(biāo)準(zhǔn)值分別為0.60±0.085, 1.00±0.137 mg/cig，顯示方法的準(zhǔn)確度較好。研究結(jié)果為煙堿的測定提供了一種新的參考方法。

煙堿; 免試劑離子色譜法; 測定; 總粒相物

煙堿約占煙草生物堿總量的90%以上，是煙草中最重要的1種生物堿。煙草之所以用作各種形式的消費品，主要是因為煙草中的煙堿可作用于人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，能使吸煙者感到興奮和刺激。卷煙主流煙氣中的煙堿均存在于煙氣的粒相物中，因而準(zhǔn)確測定卷煙主流煙氣總粒相物中的煙堿，是卷煙質(zhì)量控制的一項重要指標(biāo)。

目前，卷煙煙氣總粒相物中煙堿的測定主要采用氣相色譜（GC）[1-3]或氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用法（GC-MS）[4-5]。采用這兩種方法檢測時，煙堿的提取一般采用異丙醇[1-2]，有時也使用二氯甲烷[3-4]、乙酸乙酯[5]等有機溶劑。由于儀器的信號響應(yīng)受操作條件的影響較大，GC或GC-MS測定時一般采用內(nèi)標(biāo)法定量，茴香腦[2]、正十七碳烷[3]和喹哪啶[4]等是常用的內(nèi)標(biāo)試劑。采用GC-MS或使用毛細管柱進行分離的GC測定時，待測溶液在注入儀器分析前還需采用無水硫酸鈉等試劑進行脫水處理[3-4]，操作比較麻煩。例如，中國測定卷煙主流煙氣總粒相物中煙堿的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 23355-2009)[6]，采用的就是氣相色譜法，以內(nèi)標(biāo)法進行定量，提取溶劑是異丙醇。在使用前，異丙醇必須采用干燥劑嚴(yán)格脫水?！癎B/T 23355-2009”標(biāo)準(zhǔn)的另一個缺點是氣相色譜分離時去甲基煙堿和新煙草堿（煙草中除煙堿之外含量最高的兩種生物堿[7-9]）均和煙堿共流出，其測定的其實是這3種物質(zhì)的混合物。

卷煙煙氣總粒相物中的煙堿也可采用高效液相色譜（HPLC）[10-11]或超高效液相色譜（UPLC）法[12]測定。煙堿是一種二元弱堿，其pKb1= 6.13，pKb2=10.85。在水溶液中，當(dāng)pH＞6.0時，煙堿才能以游離態(tài)存在；當(dāng)pH＝7.8時，游離態(tài)煙堿約占煙堿總量的50%[13]。采用HPLC或UPLC測定時，如果流動相的pH較高，煙堿在流動相中能以游離態(tài)、單質(zhì)子態(tài)和雙質(zhì)子態(tài)3種狀態(tài)存在，洗脫時容易出現(xiàn)煙堿的色譜峰很寬和拖尾現(xiàn)象，因而謝笑天[10]和黃注傳等人[11]的研究中，所采用的流動相pH值分別為3.0和1.95，不利于柱子的長期使用，降低柱壽命。劉正聰?shù)热薣12]則采用pH較高的堿性流動相進行洗脫，其流動相A為乙腈，流動相B為0.5%的乙酸鈉溶液，梯度洗脫時A的含量從10%增加到12.5%，此時煙堿主要以游離態(tài)存在。這種方法雖然采用了柱效較高的1.7μm超高效液相色譜柱進行分離，但由于卷煙煙氣中的成分復(fù)雜，種類眾多，其萃取液在進行儀器分析前采用了固相萃相法（SPE）進行凈化，操作復(fù)雜，耗時長，不利于長期高通量分析。

離子色譜（IC）是高效液相色譜法的一種，其分離是基于淋洗液與固定相上的離子交換基團之間發(fā)生的離子交換反應(yīng)，對于易極化和疏水性較強的離子，分離機理還包括非離子交換的吸附過程。目前，IC不僅可以解決常規(guī)無機陰、陽離子的有效分析，對于氨基酸、有機胺和糖類等一些采用常規(guī)HPLC無法分析或難以分析的化合物的檢測也具有優(yōu)勢[14-15]?，F(xiàn)在，已有采用IC測定卷煙煙氣中煙堿的報道[16-17]，由于煙堿在普通離子色譜柱上的保留時間非常長，很難被洗脫下來，這些學(xué)者分析時均在離子色譜的淋洗液中加入了有機溶劑，以減少煙堿的吸附。免試劑離子色譜（RFIC）是IC的一種新運行方式，其分析時的酸、堿淋洗液無需人工配制，而是采用電解方式，通過精確地控制施加電流在線產(chǎn)生[18]。采用RFIC分析時[19]，由于無需使用酸堿試劑配制淋洗液，消除了人工配制溶液時的操作誤差和由于試劑不純所產(chǎn)生的影響，分析人員只用水和鼠標(biāo)就能精確而在線地產(chǎn)生無污染（例如陰離子分析時的二氧化碳污染）的洗脫液，在簡化操作的同時提高了分析的準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性。RFIC分析的另一個優(yōu)點[18-19]是適合進行梯度洗脫，由于淋洗液的發(fā)生通過電流控制，生成方便，而且產(chǎn)生后直接進入分離柱，不通過色譜泵，所經(jīng)過的管路短，從而減少了延遲體積和兩次進樣之間的平衡時間，在提升儀器性能的同時縮短了分析時間，因而近年來很受檢測人員歡迎[14,20-22]。目前，采用RFIC測定煙草或卷煙煙氣中煙堿的研究尚未見報道。本文采用一款弱酸功能基的聚合物基質(zhì)陽離子交換柱，以RFIC測定了卷煙主流煙氣總粒相物中的煙堿，測定時新煙草堿和去甲基煙堿與煙堿的分離度均較好，能夠滿足煙堿的定量測定要求。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

2014年份市售的商品卷煙。

煙堿、新煙草堿和去甲基煙堿標(biāo)準(zhǔn)品均購置于 Toronto Research Chemicals（Toronto, Ontario;Canada）；正十七碳烷（色譜純，美國Acros Organics公司）；異丙醇（分析純，成都市科龍化工試劑廠）；硫酸（98%，分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；高純氦氣（含量不低于99.999% (v/v)，四川梅塞爾氣體產(chǎn)品有限公司）；中國煙草標(biāo)準(zhǔn)化研究中心2013年度卷煙煙氣分析用1#和2#標(biāo)準(zhǔn)卷煙。

RM 200A轉(zhuǎn)盤吸煙機（德國Borgwaldt KC公司）；7890A氣相色譜儀（美國Agilent公司），配有火焰離子化檢測器，Agilent J & W 氣相色譜柱（H-50+, 30 m × 0.530 mm ， 1.00 μm）；SM 450 直線吸煙機（英國Cerulean公司）；Dionex ICS 3000 RFIC?離子色譜儀（美國戴安公司），配有電導(dǎo)和紫外檢測器，CERS 500（4 mm）抑制器，CS12A（4× 250 mm）、CS16（5 × 250 mm）和CS19（4 ×250 mm）交換柱，CS12A（4 × 50 mm）和CG16（5 × 50 mm）保護柱；Direct-Q型超純水器（美國Millipore公司）；8510E-DTH型超聲波清洗器（美國Branson Ultrasonics公司）。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

準(zhǔn)確稱取0.5 g 煙堿標(biāo)準(zhǔn)品，用0.025 mol/L H2SO4溶解后定容到50 mL，制得濃度為10 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（4 ℃保存）；將標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液用0.025 mol/L H2SO4稀釋成煙堿濃度分別為1.00, 2.00,5.00, 10.0, 20.0, 50.0, 100.0, 200.0和 500.0 μg/mL 的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3 樣品制備

實驗前，將市售的商品卷煙按照一定的煙支重量和吸阻要求進行分選，然后在（22±2）℃、相對濕度（60±5）%條件下平衡48 h。采用直線式吸煙機，按照ISO 3308: 2000[23]中規(guī)定的要求進行抽吸，每個樣品同一孔道抽吸5支卷煙。卷煙抽吸完成后，將捕集有粒相成分的濾片及擦拭捕集器的?濾片一起放入250 mL萃取瓶中，加入100 mL 0.025 mol/L H2SO4，然后放入超聲波清洗器中萃取30 min，用孔徑為0.45 μm的水系濾膜過濾后進行IC分析。

1.4 色譜條件

采用CS19交換柱（4 mm × 250 mm）進行分離，柱溫為30 ℃；檢測池的池溫為35 ℃；淋洗液為甲烷磺酸溶液（由免試劑離子色譜的Dionex EGC Ⅲ MSA Eluent Generator Cartridge自動生成），流速為1.0 mL/min，梯度洗脫，甲烷磺酸的起始濃度為0.040 mol/L，15分鐘后增加到0.060 mol/L，然后迅速降低為0.040 mol/L（0.1 min），平衡5 min后進行下次分析；紫外檢測，檢測波長為260 nm；進樣體積為10 μL；根據(jù)保留時間定性，外標(biāo)法峰面積定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 提取溶劑和檢測波長的選取

煙堿的提取可采用有機溶劑[1-5,10]、堿性溶液[7,12,24]和酸性溶液[4,11,25-27]等。采用有機溶劑提取時，卷煙煙氣中的一些疏水性成分也會被提取出來。這些成分在IC分析時的保留時間很長，有時甚至無法從色譜柱上被洗脫下來，污染色譜柱，使其應(yīng)用受到限制。采用堿性溶液提取時，煙堿主要以游離態(tài)存在，不太穩(wěn)定，原因主要是游離態(tài)的煙堿可隨水蒸氣揮發(fā)，而且從分子結(jié)構(gòu)看，煙堿分子不穩(wěn)定，在中性和偏堿性條件下可發(fā)生多種變化，因而堿性提取液的保存時間短，樣品處理后必須盡快分析，重復(fù)性不好[28]。在煙堿的水溶液中加入硫酸等無機酸可與煙堿生成鹽，增大其溶解度，也改變了游離態(tài)煙堿易與水蒸汽共揮發(fā)的性質(zhì)，因而煙堿在酸性溶液中更穩(wěn)定[29]。研究顯示采用0.025 mol/L H2SO4提取的卷煙煙氣總粒相物溶液，放置1個月后煙堿的含量基本沒有變化[11]，而且此時煙堿以穩(wěn)定的質(zhì)子態(tài)存在[13]，對后續(xù)的IC分離有利，因而采用0.025 mol/L H2SO4提取煙堿。

在IC分析時煙堿的電導(dǎo)響應(yīng)很弱，但是煙堿[29-30]的吡啶環(huán)在260 nm處有較強的紫外吸收，其水溶液的吸光系數(shù)為18.6，加入鹽酸或硫酸酸化后吸光系數(shù)增大，在H+濃度達到0.02 mol/L后，煙堿的吸光系數(shù)達到穩(wěn)定，為34.3，因而采用紫外檢測器進行檢測。配置濃度為50 μg/mL的煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液（溶劑為0.025 mol/L H2SO4）進行IC分析，采用紫外檢測器在200 ~ 800 nm范圍內(nèi)進行掃描（圖1）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)煙堿的最大吸收波長為260.43 nm，與水溶液時的260 nm非常接近，因而選擇260 nm作為檢測波長。

圖1 煙堿的紫外吸收光譜Fig.1 UV absorption spectrum of nicotine

2.2 色譜條件的選擇

在傳統(tǒng)的高效液相色譜法中，選擇性的改變主要通過流動相來實現(xiàn)，固定相的發(fā)展主要是提高柱效和消除一些非理想行為[31]。例如，采用小顆粒的色譜柱填料提高柱效，采用內(nèi)嵌極性基團的鍵合相固定相降低硅膠表面的硅醇基活性以減少堿性化合物的拖尾等[31-32]。在IC分析中固定相的選擇是關(guān)鍵。在抑制型IC分析中，選擇性的改變主要是通過選用不同的固定相來實現(xiàn)，固定相的性質(zhì)首先決定了分離的機理，并依次決定流動相的組成與檢測方式的選擇[31]。長期以來，煙堿的測定無法采用離子色譜法，原因主要是離子色譜柱填料的樹脂骨架主要是苯乙烯-二乙烯 基 苯（Phenylethylene-Divinylbenzene; PE-DVB）或乙基乙烯基苯-二乙烯基苯（Ethylvinylbenzene-Divinylbenzene; EVB-DVB）的共聚物，這種材料對煙堿的吸附能力非常強，導(dǎo)致其在色譜柱上的保留時間很長，以致無法檢測。采用CS12A陽離子交換色譜柱，在甲烷磺酸濃度為0.060 mol/L時等度洗脫，測定了濃度為20 μg/mL的煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液。結(jié)果顯示，煙堿的保留時間為20.10 min，色譜峰很寬（峰寬4.40 min），而且拖尾嚴(yán)重（圖2）。而對于CS16柱，在甲烷磺酸濃度為0.070 mol/L時等度淋洗60 min，煙堿仍未出峰，根本無法檢測。

圖2 采用CS12A柱分離時煙堿色譜圖Fig.2 Chromatogram of nicotine with CS12A column

IonPac CS19柱是2012年推出的一款羧酸功能基聚合物基質(zhì)陽離子交換柱，采用了當(dāng)時最新的接枝技術(shù)（Grafting Technology）。這種陽離子交換柱的柱效高，可進行梯度淋洗，對小分子的極性胺（如甲胺、乙胺）和生物胺[14]的選擇性好，因而被作為首選的色譜柱進行實驗。實驗發(fā)現(xiàn)在甲烷磺酸濃度0.040、0.050和0.060 mol/L時等度洗脫，煙堿的分離較好，如果采用梯度洗脫（甲烷磺酸的起始濃度為0.040 mol/L，15分鐘后增加到0.060 mol/L）則煙堿的色譜峰對稱性和分離度更好，其分離度大于1.2，因而采用梯度淋洗的方式分離。圖3和圖4分別是采用實驗方法分析時煙堿標(biāo)準(zhǔn)品和卷煙樣品的離子色譜圖。

圖3 煙堿標(biāo)準(zhǔn)品的離子色譜圖Fig.3 IC chromatogram of nicotine standard

圖4 卷煙樣品的離子色譜圖Fig.4 IC chromatogram of cigarette sample

2.3 其他煙草生物堿的影響

煙草中的生物堿除煙堿外還有去甲基煙堿、新煙草堿、麥斯明和假木賊堿等。這些生物堿的含量同煙堿相比均很低，去甲基煙堿的含量約為煙堿的4.2%，新煙草堿的含量約為煙堿的1.5%，而麥斯明和假木賊堿的含量更低，一般不足新煙草堿含量的1/5[7-9]。配置了一種含有煙堿（40 μg/mL）、去甲基煙堿（2 μg/mL）和新煙草堿（2 μg/mL）的標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用實驗方法進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)去甲基煙堿和新煙草堿的分離度為1.30，新煙草堿與煙堿的分離度為1.23（圖5）。為了考察樣品溶液中的去甲基煙堿和新煙草堿對煙堿的測定是否有影響，選取離子色譜圖中煙堿色譜峰前有雜質(zhì)峰的卷煙樣品進行實驗。根據(jù)保留時間定性，確認(rèn)煙堿色譜峰前的雜質(zhì)峰是新煙草堿，新煙草堿前面的物質(zhì)是去甲基煙堿（圖6）。向此溶液中加一定量含有去甲基煙堿和煙堿標(biāo)準(zhǔn)品的標(biāo)準(zhǔn)溶液（加入的煙堿濃度為40 μg/mL，去甲基煙堿濃度約為0.6 μg/mL），然后采用離子色譜分析（圖7）。從圖5 ~ 圖7可以看出，去甲基煙堿對煙堿的測定沒有影響，新煙草堿與煙堿的分離也較好（分離度大于1.2），能夠滿足煙堿的定量測定要求。為了考察氣相色譜法分析時這兩種煙草生物堿對煙堿測定的影響，配置了1個煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液，1個去甲基煙堿-新煙草堿混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和1個含有煙堿、去甲基煙堿和新煙草堿的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，并與實際樣品一起采用“GB/T 23355-2009”標(biāo)準(zhǔn)方法進行分析（圖8-圖11）。從圖8-圖11可以看出，煙堿的保留時間為3.825 min，去甲基煙堿和新煙草堿的保留時間為3.827 min，這3種化合物采用標(biāo)準(zhǔn)方法測定時共流出。

圖5 煙堿、去甲基煙堿和新煙草堿的離子色譜圖Fig.5 IC chromatogram of nicotine, nornicotine and anatabine

圖6 卷煙煙氣的離子色譜圖Fig.6 IC chromatogram of cigarette smoke

圖7 加標(biāo)后卷煙樣品溶液的離子色譜圖Fig.7 IC chromatogram of spiked cigarette sample solution

圖8 煙堿標(biāo)準(zhǔn)品的氣相色譜圖Fig.8 GC chromatogram of nicotine standard

圖9 去甲基煙堿和新煙草堿的氣相色譜圖Fig.9 GC chromatogram of nornicotine and anatabine

圖10 煙堿、去甲基煙堿和新煙草堿的氣相色譜圖Fig.10 GC chromatogram of nicotine, nornicotine and anatabine

圖11 卷煙煙氣的氣相色譜圖Fig.11 GC chromatogram of cigarette smoke

2.4 線性關(guān)系、檢出限和重現(xiàn)性

采用實驗方法分別對煙堿系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進行測定，以色譜峰面積（y）對其濃度（x）進行線性回歸（圖12）。煙堿濃度在1.00 ～ 500.0 μg/mL范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系，線性方程為y =0.3288x – 0.1829，線性相關(guān)系數(shù)R = 0.9999。將煙堿標(biāo)準(zhǔn)品配制成相應(yīng)濃度，當(dāng)信噪比（S/N）為3時，得到煙堿的儀器檢出限為0.04 μg/mL，經(jīng)換算后樣品檢出限為0.8 μg/支，完全能夠滿足卷煙的測定要求。配置50.0 μg/mL煙堿標(biāo)準(zhǔn)溶液，采用1.4節(jié)中色譜條件進行分析，連續(xù)進樣5次，其色譜峰面積的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.49%。取商品卷煙按照實驗的方法進行檢測，其5個平行樣的RSD為2.3%，顯示實驗方法的精密度滿足分析要求。

圖12 煙堿標(biāo)準(zhǔn)線性曲線Fig.12 Regression curve for nicotine standard

2.5 準(zhǔn)確度與加標(biāo)回收率

方法的準(zhǔn)確度通過測定樣品的加標(biāo)回收率（表1）和中國煙草標(biāo)準(zhǔn)化研究中心提供的兩個標(biāo)準(zhǔn)卷煙（表2）來進行驗證，回收率實驗時的本底測定，低、中、高3個濃度的加標(biāo)實驗和兩個標(biāo)準(zhǔn)卷煙的檢測均測定的是5個平行樣。低、中、高3個濃度的加標(biāo)回收率分別為93.2%、101.7%和95.5%。兩個標(biāo)準(zhǔn)卷煙的標(biāo)準(zhǔn)值分別為0.60±0.085 mg/支（mg/cig）和1.00±0.137 mg/cig，實驗方法的測量值分別為0.59 mg/cig和0.94 mg/cig，顯示方法的準(zhǔn)確度很好。

表1 煙堿的加標(biāo)回收率Tab.1 Recovery results of cigarette samples

表2 標(biāo)準(zhǔn)卷煙的檢測結(jié)果Tab.2 Detection results for certi fi ed reference cigarettes (CRCs)

3 結(jié)論

由于傳統(tǒng)的離子色譜柱樹脂填料對煙堿的吸附能力非常強，導(dǎo)致其在IC分析時保留時間很長，很難采用簡便的RFIC方法進行檢測。本實驗采用新型疏水性較弱的聚合物基質(zhì)陽離子交換柱，在甲烷磺酸濃度較高時梯度洗脫，較好分離了煙堿、新煙草堿和去甲基煙堿，為煙堿測定提供一種新的參考方法，而且所建分析方法線性范圍寬，操作簡單，分析速度快，具有較好的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確度。

[1] 黃暉，黃海東，李燕垣．氣相色譜法測定卷煙煙氣總粒相物中的煙堿[J]．煙草科技，1997, 5: 23-24.HUANG Hui, HUANG Haidong, LI Yanyuan.Determination of nicotine in total particulate matter of mainstream cigarette smoke[J]. Tobacco Science &Technology, 1997, 5: 23-24.

[2] 周秋菊，楊長順，范振霞，等．氣相色譜一次進樣煙堿水分分析方法[J]．煙草科技，2000, 8: 27-28.ZHOU Qiuju, YANG Changshun, FAN Zhenxia, et al.Simultaneous determination of nicotine and water in total particulate matter of mainstream cigarette smoke by gas chromatography [J]. Tobacco Science & Technology, 2000,8: 27-28.

[3] 王裔耿．主流煙氣總粒相物中游離煙堿和揮發(fā)性、半揮發(fā)性有機酸的含量測定[D]．昆明：云南大學(xué)，2007．WANG Yigeng. Determination of free-base nicotine,volatile and half-volatile organic acid in total particulate matter of cigarette smoke[D]. Kunming: Yunnan University,2007.

[4] 丁麗．煙草與卷煙主流煙氣生物堿的分析研究[D]．合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2004．DING Li. Study on analysis of alkaloids in tobacco and cigarette smoke[D]. Hefei: University of Science and Technology of China, 2004.

[5] 丁超，徐如彥，張洪召，等．卷煙主流煙氣粒相物中逐口生物堿含量測定及其遞送規(guī)律[J]．煙草科技，2011, 5:59-65.DING Chao, XU Ruyan, ZHANG Hongzhao, et al. Analysis of alkaloids in TPM of mainstream cigarette smoke pu ff by pu ff[J]. Tobacco Science & Technology, 2011, 5: 59-65.

[6] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會．卷煙 總粒相物中煙堿的測定 氣相色譜法[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009．General Administration of Quality Supervision, inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, China National Standardization Management Committee. GB/T 23355-2009, Cigarettes-Determination of nicotine in smoke condensates-Gas chromatographic method[S]. Beijing:China Standard Press, 2009.

[7] Lisko J G, Stanfill S B, Duncan B W, Watson C H.Application of GC-MS/MS for the analysis alkaloid in cigarette filler and various tobacco species[J]. Analytical Chemistry, 2013, 85(6): 3380-3384.

[8] 王瑞新．煙草化學(xué)[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003:72-76.WANG Ruixin. Tobacco chemistry[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2003: 72-76.

[9] 史宏志，劉國順，于建軍，等．我國煙草和卷煙生物堿含量和組成比例分析[J]．中國煙草學(xué)報，2001，6(2):8-12.SHI Hongzhi, LIU Guoshun, YU Jianjun, et al.Alkaloid content and proportion in Chinese tobacco and cigarettes[M]. Acta Tabacaria Sinica, 2001, 6(2): 8-12.

[10] 謝笑天，鄭萍，朱偉明，等．高效液相色譜法測定卷煙煙氣總粒相物中的煙堿[J]．分析化學(xué)，2000，28(9):1085-1087.XIE Xiaotian, ZHENG Ping, ZHU Weiming, et al.Separation and determination of nicotine in total particulate matter of cigarette gas by high performance liquid chromatography[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2000, 28(9): 1085-1087.

[11] 黃注傳，朱子高，羅家基，等．用HPLC法測定卷煙總粒相物及煙堿鹽中的煙堿含量[J]．煙草科技，1997, 4:29-30.HUANG Zhuzhuan, ZHU Zigao, LUO Jiaji, et al.Determination of nicotine in total particulate matter of mainstream cigarette smoke and nicotine salts[J]. Tobacco Science & Technology, 1997, 4: 29-30.

[12] 劉正聰，陸舍銘，劉春波，等．超高效液相色譜法測定卷煙生物堿向主流煙氣的遷移率[J]．光譜實驗室，2009，26(2): 357-361.LIU Zhengcong, LU Sheming, LIU Chunbo, et al.Determination of alkaloids transfer efficiency from cigarette to mainstream smoke by UPLC[J]. Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory, 2009, 26(2): 357-361.

[13] 蘇明亮，吳鳴，謝劍平．煙草及煙氣中煙堿形態(tài)研究進展[J]．煙草科技，2004, 6: 20-26.SU Mingliang, WU Ming, XIE Jianping. Advance on the forms of nicotine in tobacco and smoke[J]. Tobacco Science& Technology, 2004, 6: 20-26.

[14] 李剛，方團團，胡忠陽，等．離子色譜法測定環(huán)境水樣中腐胺、尸胺、組胺、精胺、亞精胺[J]．環(huán)境化學(xué)，2014，33(5): 868-869.LI Gang, FANG Tuantuan, HU Zhongyang, et al.Determination of putrescine, cadaverine, histamine,soermine and spermidine in environmental water samples by ion chromatography[J]. Environmental Chemistry, 2014,33(5): 868-869.

[15] 朱巖，楊丙成．毛細管離子色譜及相關(guān)技術(shù)[J]．色譜，2011，29(5): 373-374.ZHU Yan, YANG Bingcheng. Capillary ion chromatography and related technology[J]. Chinese Journal of Chromatography, 2011, 29(5): 373-374.

[16] Geiss O, Kotzias D. Determination of nicotine in smoke condensate by ion chromatogram coupled to ultraviolet detection[J]. Beitr?ge zur Tabakforschung Intermation/Contributions to Tobacco Research, 2007, 22(4): 307-311.

[17] 王永梅，張昌壯，劉麗竹，等．離子色譜法同時測定卷煙主流煙氣中氨和煙堿的含量[J]．化學(xué)分析計量，2015，24(6): 63-66.WANG Yongmei, ZHANG Changzhuang, LIU Lizhu, et al. Simultaneous determination of ammonium and nicotine in mainstream cigarette smoke by ion chromatograph[J].Chemical Analysis and Meterage, 2015, 24(6): 63-66.

[18] Haddad P R. Ion chromatography[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2004, 379(3): 341-343.

[19] 朱巖，王少明，施超歐．離子色譜儀器[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007: 186-202.ZHU Yan, WANG Shaoming, SHI Chaoou. Ion chromatography instruments[M]. Beiing: Chemical Industry Press, 2007: 186-202.

[20] 陳永欣，曾雪靈，黎香榮，等．免試劑離子色譜法測定入境冶煉渣浸出液中陰陽離子[J]．冶金分析，2012，32(2): 32-37.CHEN Yongxin, ZENG Xueling, LI Xiangrong, et al. Determination of anion and cation in leaching solution of imported smelting slag by reagent free ion chromatography[J]. Metallurgical Analysis, 2012, 32(2):32-37.

[21] 武中平，高巍，顧愛國，等．免試劑離子色譜測定草甘膦含量[J]．農(nóng)藥，2007，46(10): 682-683.WU Zhongping, GAO Wei, GU Aiguo, et al. Study on the determination of glyphosate by RFIC[J]. Agrochemicals,2007, 46(10): 682-683.

[22] 王麗，李娟，艾穎超，等．超高壓阻斷多聚磷酸鹽水解結(jié)合離子色譜法檢測水產(chǎn)品中多聚磷酸鹽[J]．中國食品學(xué)報，2014，14(10): 210-215.WANG Li, LI Juan, AI Yingchao, et al. Determination of polyphosphates in aquatic products by ion chromatography after ultra high pressure pretreatment[J]. Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology, 2014, 14(10):210-215.

[23] ISO 3308: 2000 Routine analytical cigarette-smoking machine—De fi nitions and standard conditions[S].

[24] CAI K, XIANG Z G, ZHANG J, et al. Determination of eight tobacco alkaloids in flue-cured tobacco samples by gas chromatography with nitrogen chemiluminescence detection (NCD)[J]. Anal. Methods, 2012, 4(8): 2095-2100.

[25] Ciolino L A, Turner J A, McCauley H A, et al. Optimization study for the reversed phase ion-pair liquid chromatographic determination of nicotine in commercial tobacco products[J]. J. Chromatogr., 1999a, 852(2): 451-463.

[26] Ciolino L A, McCauley H A, Fraser D B, et al. Reversed phase ion-pair liquid chromatographic determination of nicotine in commercial tobacco products. 1. Moist snu ff[J].J. Agric. Food Chem., 1999, 47(9): 3706-3712.

[27] Ciolino L A, Fraser D B, Yi T Y, et al. Reversed phase ionpair liquid chromatographic determination of nicotine in commercial tobacco products. 2. Cigarettes[J]. J. Agric.Food Chem., 1999, 47(9): 3713-3717.

[28] 閆克玉．煙草化學(xué)[M]．鄭州：鄭州大學(xué)出版社，2002:112-139.Yan Keyu. Tobacco chemistry[M]. Zhengzhou: Zhengzhou University Press, 2002: 112-139.

[29] 海曉民．光度法測定卷煙煙氣總粒相物中煙堿有關(guān)問題的討論[J]．煙草科技，1997, 4: 24-25.HAI Xiaomin. Discussion on the determination of nicotine in total particulate matter of cigarette smoke by spectrophotometry[J]. Tobacco Science & Technology,1997, 4: 24-25.

[30] 劉惠民，穆懷靜，王芳，等．煙草中煙堿的測定[J]．煙草科技，1995, 2: 21-22.LIU Huimin, MU Huaijing, WANG Fang, et al.Determination of nicotine in tobacco[J]. Tobacco Science &Technology, 1995, 2: 21-22.

[31] 牟世芬，劉克納，丁曉靜．離子色譜方法及應(yīng)用[M]．第二版．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005: 8-12.MOU Shifen, LIU Kena, DING Xiaojing. Iom chromatographic method and its application[M], 2nded.Beijing: Chemical Industry Press, 2005: 8-12.

[32] 盛龍生，湯堅．液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在食品和藥品分析中的應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008: 8-15.SHENG Longsheng, TANG Jian. Application of liquid chromatography-mass spectrometry techniques in analysis of food and drug[M]. Beijing: Chemical Industry Press,2008: 8-15.

：LI Li, LI Dongliang, ZHANG Wei, et al. Determination of nicotine in total particulate matter of mainstream cigarette smoke by reagent-free ion chromatography [J]. Acta Tabacaria Sinica, 2017, 23(1)

*Corresponding author. Email：huqy@ztri.com.cn

Determination of nicotine in total particulate matter of mainstream cigarette smoke by reagentfree ion chromatography

LI Li1, LI Dongliang1, ZHANG Wei2, HU Qingyuan2*, TIAN Yonghong1
1 Research & Development Center, China Tobacco Sichuan Industrial Co., Ltd., Chengdu 610066, China;2 China National Tobacco Quality Supervision & Test Center, Zhengzhou 450001, China

A method was developed for separation and determination of nicotine by reagent free ion chromatography (RFIC) coupled to ultraviolet detection with external calibration. Separation was achieved by gradient elution with a carboxylate-functionalized cationexchange column CS19 in a short time. Under the optimum elution conditions, no interferences existed between nicotine and anatabine (or nornicotine). The relative standard deviations for nicotine standard solution and cigarette sample were 0.49% and 2.3% (n=5), respectively.The linear range of nicotine was 1.00 ～ 500.0 μg/mL, with correlation coefficient (R) of 0.9999. The limit of detection (LOD) in terms of signal-to-noise of 3:1 is 0.8 μg/cig. The spiked recovery ranged from 93.2% to 101.7%. Two certi fi ed reference cigarettes (CRCs) from China Tobacco Standardization Research Center were determined. The determined results and certi fi ed values were 0.588, 0.942 mg/cig and 0.60±0.085, 1.00±0.137 mg/cig, respectively, indicating good accuracy of the method. The present method was proved a potential alternative to gas chromatography (GC), high performance liquid chromatography (HPLC), and ultra performance liquid chromatography(UPLC) method.

nicotine; reagent free ion chromatography; determination; total particulate matter

李力，李東亮，張威,等. 免試劑離子色譜（RFIC）法測定卷煙主流煙氣總粒相物中的煙堿[J]. 中國煙草學(xué)報，2017,23（1）

中國煙草總公司減害技術(shù)重大專項項目“降低煙氣中氨含量的材料篩選、合成及應(yīng)用”[110201101027(JH-02)]

李 力（1973—），碩士，高級工程師，主要從事煙草化學(xué)分析方面的研究，Tel：028-86005064，Email：puyang20100729@163.com

胡清源（1965—）， Tel：0371-67672601，Email：huqy@ztri.com.cn

2016-02-29；< class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版日期：

日期：2016-09-26