气相色谱―质谱分析测定在烟草化学成分检验中的应用.doc

1、气相色谱质谱分析测定在烟草化学成分检验中的应用摘 要采用同时蒸馏萃取法与水蒸气蒸馏法提取烟草中挥发性成分并用气相色谱-质谱（GC/MS）法分别确认其化学成分，其中主要成分为尼古丁.用气相色谱法测定烟草中尼古丁的含量.尼古丁含量在0.44640.8928mg/mL 范围内与峰面积呈良好线性关系，回归方程为：A=61670M-2894.8，相关系数为 0.9986，回收率为 99.83%. 关键词烟草；尼古丁；气相色谱-质谱法；同时蒸馏萃取；水蒸气蒸馏 中图分类号：TS41+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0361-01 吸烟有害健康，已经是人所共知的常识，全世界

2、已经有 5 万余份报告证实吸烟有害.研究表明吸烟是目前对人类健康的最大威胁.全球每年有 300 万人死于与吸烟有关的疾病.控烟能促进人类健康，延长寿命.我国既是烟草的生产大国又是烟草消费量最大的国家，据报道，中国目前每天因吸烟而死亡的人数约有 2000 人，估计到 2050 年人数将超过 8000人.吸烟已经对我国人民的健康构成巨大的危害.烟草中含有多种化学成分，其中大多数成分对人体有害。尼古丁是烟草的重要成分之一，也是衡量烟草和卷烟质量的重要指标.本文分别采用同时蒸馏萃取法与水蒸气蒸馏法对烟草中挥发性成分进行了提取，用气相色谱-质谱联用仪确定其化学成分，并利用气相色谱法测定烟草中尼古丁的含量

3、. 1 实验部分 1.1 主要仪器与试剂 6890-5973 气相色谱-质谱-计算机联用仪（美国 HewlettPackard） ；GC-14B 气相色谱仪，火焰离子化检测器（日本岛津公司） ；氢气发生器（大连化学物理研究所） ；同时蒸馏-萃取装置（自制） ；R2-201 型旋转蒸发器（上海中科机械研究所） ；乙醚、乙醇、无水硫酸钠（分析纯） ；尼古丁（纯度大于 99%，美国 Sig-ma 公司，4下保存） ；烟丝（沈阳卷烟厂提供）. 1.2 尼古丁标准储备液 准确称取 37.20mg 尼古丁标准品用乙醇定容至 10mL.置于冰箱中 4下保存，备用. 1.3 烟草挥发油的提取 同时蒸馏-萃取法

4、：称取烟丝样品 50g 置于 2000mL 单颈烧瓶中，加入 800mL 去离子水浸泡，接在 SDE 的一端，控制温度保持沸腾，另取100mL 重蒸乙醚于 500mL 单颈萃取烧瓶中，接在 SDE 的另一端，以恒温水浴加热萃取烧瓶，在 40以下连续萃取 5h 将乙醚萃取液用活化过的硫酸钠脱水，然后用旋转蒸发器除去乙醚，得到淡黄色透明液体，收率为1.78%，备用.水蒸气蒸馏-萃取法：称取烟丝样品 50g 置于 1000mL 圆底烧瓶中，加入 200mL 去离子水浸泡，用水蒸汽蒸馏，馏出液用乙醚连续萃取 3 次，然后用活化过的无水硫酸钠脱水，乙醚萃取液用旋转蒸发器除去乙醚，得到淡黄色透明液体，测定

5、挥发油的含量，收率为 1.64%，备用. 1.4 气相色谱-质谱分析 色谱条件：色谱柱，HP-5 弹性石英毛细管柱25m0.2mm0.33m；柱温：初始温度 60，保持 2min，以 6/min升至 230；汽化室温度 250；溶剂延迟 3min；传输线温度 230；进样量 0.2L；载气 He；载流量 2mL/min；分流比 401.质谱条件：离子源 EI；离子源温度 220；电子能量 70ev；发射电流 34.6A；电子倍增器电压 1246V；质量范围为 30500m/z. 1.5 色谱定量分析 色谱定量分析条件：色谱柱为 DB-1 弹性石英毛细管柱（30m0.5mm1.5m，内涂聚乙二醇

6、固定液） ；氮气作载气，流量50mL/min；氢流量 50mL/min；柱温 140，进样口温度 170，检测器温度 170，不分流进样. 1.6 实验步骤 1.6.1 烟草挥发性成分的色谱-质谱分析取烟草挥发油 0.2L，用气相色谱-质谱-计算机联用仪进行分析鉴定.通过 G1701BA 化学工作站数据处理系统，检索 Nis98 谱图库，并分别与八峰索引及标准谱图进行对照、复合，再结合有关文献进行人工谱图解析，确认烟草挥发油的各个化学成分.再通过 G1701BA 化学工作站数据处理系统，按面积归一化法进行定量分析，分别求得各化学成分在挥发油中的相对百分含量. 1.6.2 烟草中尼古丁的定量分析

7、取烟草挥发油 1L，按 1.5 条件得到尼古丁标准品的色谱图及烟草样品的色谱图。 2 结果与讨论 2.1 烟草挥发油中化学成分鉴定结果 按前述实验步骤进行实验的结果，由化学工作站给出烟草挥发油的总离子流图。用方法 SDE 提取的烟草挥发油中，鉴定出 22 种化合物，尼古丁占挥发油总量的 8.06%，用方法 WDE 提取的烟草挥发油中，鉴定出21 种化合物，尼古丁占挥发油总量的 3.44%.通过上面的比较与分析可知，同时蒸馏萃取法和水蒸气蒸馏法虽然都适合分析烟草中挥发性成分，但同时蒸馏萃取法比水蒸气蒸馏法分析烟草中挥发性成分的提取率高. 2.2 标准曲线的绘制 准确移取 1.2 尼古丁标准储备液

8、 1.2，1.5，1.8，2.1，2.4mL 用乙醇定容至 10mL，分别取 1L 进样，根据进样量与吸收峰面积作标准曲线，尼古丁回归方程为：A=61670M-2894.8，r=0.9986；尼古丁含量在0.44640.8928mg/mL 范围内与峰面积呈良好线性关系. 2.3 回收率实验 根据 1.5 色谱定量分析条件，取浓度为 0.2mg/mL 的样品，分别加入标准品溶液 0.1，0.2，0.3g/mL，测定峰面积，求得平均回收率为99.83%. 2.4 方法精密度 精密量取尼古丁标准溶液 1.5mL 用乙醇定容至 10mL，取 1L 重复进样 9 次，测定其峰面积.计算得到的变异系数小于

9、 1.00%，说明该方法的精密度较好. 2.5 样品的测定 按 1.5 色谱定量分析条件，测定 5 种烟草样品中（每种测定 3 次）尼古丁的平均含量分别为：烟草 1#：19.5mg/g；烟草 2#：12.22mg/g；烟草 3#：14.31mg/g；烟草 4#：18.92mg/g；烟草 5#：14.90mg/g.由样品测定结果可知，烟草中尼古丁含量随烟叶质量和加工工艺而不尽相同.烟草中含有 3000 多种对人体有害的化学物质，而其中毒性最大的物质是尼古丁.尼古丁是一种存在于茄科植物中的生物碱，又称烟碱，是一种中毒性兴奋麻醉物质，能兴奋和麻醉中枢神经，可使血管痉挛、血压升高.它可使脑血管发生血栓或破裂，引起偏瘫或致命.又可使心率加快，诱发心绞痛.它能损害支气管粘膜，可引起支气管炎、肺气肿等疾病. 参考文献 1李德亮，赵瑾，丁颖，等.烟碱的测量方法J.化学通报，2002（3）：174-178. 2金闻博，戴亚，杨俊编.烟草化学分析与烟气分析M.南昌：江西科技出版社，1993. 3王瑞新，韩富根，杨素勤.烟草化学品质分析法M.郑州：河南科技出版社，1990. 4刘惠民，穆怀静，王芳.烟草中烟碱的测定J.烟草科技，1995（2）：21-23.