（分析化学专业论文）卷烟主流烟气中稠环芳烃的收集及分析技术研究.pdf

：，：型堡墼垒堕塑塑至蒸丝耋塑星盟坌生墨塾茎变堑塞 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h er e s e a r c ho ns m o k i n ga n dh e a l t h t h e r ei sa n i n c r e a s i n gg r o w t ho fr e q u i r e m e n t so nt h ec i g a r e t t es a f e t yf r o mw o r l da n t i s m o k i n g o r g a n i z a t i o n ，p r e s e n t l y ，t h ee m p h a s i so fs c i e n t i f i cc r e a t i v i t yi nt o b a c c oi n d u s t r ya r e f o c u s e do nt h e “r e d u c i n gt a ra n dt o x i c a n t si nc i g a r e t t es m o k e ”e s p e c i a l l y “r e d u c i n g t o x i c a n t s ”o n l yt h ea m o u n to fh a r m f u lc o m p o u n d si nc i g a r e t t es m o k ew a ss e l e c t i v e l y r e d u c e d ，t h es a f e t yo ft h et o b a c e oc o n s u m i n gc a nb ei m p r o v e d t h es c i e n t i f i c r e d u c i n gt a ra n dt o x i c a n t si nc i g a r e t t es m o k e ”i ss u p p o s e dt ob eb a s e do nt h eq u a l i t y a n dq u a n t i t ya n a l y s i so fc h e m i c a lc o m p o n d si nc i g a r e t t es m o k e ，e s p e c i a l l yt h eh a r m f u l i n g r e d i e n t s a n du n d e r s t a n d i n gt h e i r p h y s i o l o g i c a l a n db i o c h e m i c a ls p e c i a l t i e s p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ( p a h s ) i so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tt o x i c a n t si n c i g a r e t t es m o k e i nt h i st h e s i s ，t h er e l a t e ds t u d i e so nt h eb a s i so fe x t e n s i v el i t e r a t u r e i n v e s t i g a t i o na r es u m m a r i z e di nf o u rr e s p e c t sa sf o l l o w s ： 1 an o v e lt e c h n i q u ef o rt h em o d i f i c a t i o no ft r a d i t i o n a ls m o k i n gm a c h i n eb ya d d i n g as e r i e so fc a r t r i d g e sf i l l e dw i t h a b s o r b e n t st oc o l l e c tp o l y c y c l i ca r o m a t i c h y d r o c a r b o n s i nm a i n s t r e a mc i g a r e t t es m o k ew a sp r o p o s e d t h es a m p l i n g e f f i c i e n c yw a se n h a n c e d ，t h e r e f o r e ，t h ep r e c i s i o no fd e t e r m i n a t i o no fp a h sw a s i m p r o v e d m o r e o v e r , t h em e t h o df o rt h ep r e t r e a t m e n tp r o c e d u r eo fp a h si n c i g a r e t t es m o k ew a so p t i m i z e da n ds i m p l i f i e d 2 am e t h o df o rt h ea n a l y s i so f15p a h si nc i g a r e t t es m o k eb yg c m s - s i mh a s b e e nd e v e l o p e db a s e do nt h eo p t i m i z e ds a m p l ep r e t r e a t m e n tp r o c e d u r ea n d a p p l i e dt od e t e r m i n et h e15p a h sc o n t e n t si ns m o k eo faf a m o u sc i g a r e t t eb r a n d a th o m e t h el i n e a r i t yo fe a c hp a hi sg o o da tt h er a n g eo f2 0 - 10 0 0n g m l t h e l i m i to fq u a n t i t a t i o no fb e n z o k f l u o r a n t h e n ei so 3 2n g m l f a rl o w e rt h a nt h a t o ff o r m e rp u b l i c a t i o n s 3 am e t h o df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fp a h si nm a i n s t r e a mc i g a r e t t es m o k eb y h i g h p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y w i t h f l u o r e s c e n c ed e t e c t i o n ( h p l c f l d ) w a ss t u d i e da n dw a sa p p l i e dt oa n a l y z e6p a h s i ns m o k eo fa c i g a r e t t e b r a n d t h e s e p a r a t i n g c o n d i t i o n sa n dw a v e l e n g t h p r o g r a m f o r d e t e r m i n a t i o no f6p a h si nc i g a r e t t es m o k ew a so p t i m i z e d i tw a ss h o w nt h a t t h i sm e t h o dw a sc h a r a c t e r i s t i co fg o o dr e p e a t a b i l i t ya n dh i g hr e c o v e r y ，e s p e c i a l l y f i tf o ru s ei ns e p a r a t i n gp a hi s o m e r s 4 ar e a l t i m em o n i t o r i n gt e c h n i q u eo fb e n z o a l p y r e n em u t a g e n i c i t yt e s tw i t ha s e r i e sa c o u s t i c s t y p h i m u r i u m ( t a9 8 ) s e n s o rw a sp r o p o s e d t h eo p t i m u m a s s a y c o n d i t i o n sw e r ee x p e r i m e n t a l l yd e t e r m i n e da n dt h eb e n z o 【a p y r e n em u t a g e n i c i t y t e s tp r o c e s sa n dt h em e t h o do fi t sm i c r o b i a ld e t e c t i o nw a ss t u d i e d t h e r ew a sa l i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e nf r e q u e n c ys h i f t sa n db e n z o a p y r e n ec o n c e n t r a t i o n s ( f r o m1 2m g lt o9 6m g l ) k e yw o r d s ：c i g a r e t t es m o k e ；p o l y c y e l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ；s a m p l i n g ；g a s c h r o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t r y - s e l e c t e d i o n m o n i t o r i n g ( g c m s s i m ) ；h i g h - p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y - f l u o r e s c e n c e d e t e c t i o n ( h p l c - f l d ) ；a c o u s t i c m i c r o o r g a n i s m s e n s i n g i i i 卷烟主流烟气中稠环芳烃类物质的分析及致突变研究 插图索引 图1 1 稠环芳烃的热聚示意图3 图1 2 稠环芳烃类物质的分子结构5 图1 ，3 苯并f a 】芘的代谢反应式5 图2 1 烟气采样装置改装图1 4 图3 1 典型p a h s 混合标样的g c m s s i m 色谱图2 4 图3 2g c m s s i m 法分析1 5 种p a h s 的标准曲线图3 0 图3 3 卷烟烟气试样的典裂g c m s s i m 色谱图3 1 图4 1 典型p a h s 混合标样的h p l c f l d 色潜图4 0 图4 2 h p l c f l d 法分析6 种p a h s 的标准曲线图4 2 图4 3 卷烟烟气试样的典型h p l c f l d 色谱图4 3 图5 1 菌株典型生长曲线4 7 图5 2 不同菌液量的频移响应4 8 图5 3 不同温度的频移响应4 9 图5 4 不同培养基量的频移响应4 9 图5 5 不同p h 值的频移响应5 0 图5 6 不同b a p 浓度的频移响应5 0 i v 硕十学何论文 附表索引 表1 ，l 稠环芳烃致癌试验评价9 表1 2 稠环芳烃毒害性比较9 表2 1 新装置用于实际烟样中p a h s 分析的定量结果1 8 表3 1g c m s s i m 法分析p a h s 的有关实验参数2 3 表3 2g c m s s i m 法分析p a h s 的方法检出限3 2 表3 3g c m s s i m 法分析p a h s 的重复性结果3 3 表3 4g c m s s i m 法分析p a h s 的回收率3 4 表3 5g c m s s i m 法分析卷烟试样中p a h s 的定性定量结果3 5 表4 16 种p a h s 的激发和发射波长3 9 表4 2 波长程序设置4 0 表4 3h p l c f l d 法分析p a h s 的方法检出限4 3 表4 , 4 h p l c f l d 法分析p a h s 的回收率4 4 表4 5h p l c f l d 法分析p a h s 的重复性4 4 表4 6h p i _ 。c f l d 法分析卷烟试样中p a h s 的定量结果4 5 v 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由 本人承担。 作者签名：方归1 文 日期：汨辱7 月“曰 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论 文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“4 ”) 作者签名：南铈龄尘 导师签 日期：加y 年7 月日 f 1 期：一玉年7 月“日 一 ， 硕士学位沦文 第1 章绪论 烟草原产于美洲，明朝万历年问( 1 5 7 3 1 6 0 2 ) 丌始传入我国。烟草是种 特殊的食品，它的生产、加工和制作已有l 百年的历史。虽然它不能满足人们生 活中饥饿与营养的基本要求，但是吸食烟草制品可以满足人们生理上的需要。众 所周知，吸烟有害健康。但烟草作为国际国内市场上最重要的经济作物之一，以 及许多行业和发展中国家的重要经济力量，烟草业的发展并没有因为反吸烟呼声 的高涨而衰退j 。 随着科技进步，特别是分析化学的发展，对烟草化学成分有了进一步的认识。 烟草的化学组成本身就很复杂，而在吸食过程中，由于高温下的干馏、热分解、 热转化、热合成等一系列的物理、化学作用的发生，又生成了许多新的化学物质， 因而卷烟烟气的化学组成更加复杂。卷烟燃烧后产生的气溶胶分为气相部分和粒 柏部分。气相部分约占整个烟气重量的9 2 ，其中包括有机物和无机物的蒸汽， 过量的氮气( 约5 8 ) 、氧气( 约1 2 ) 、二氧化碳( 约1 3 ) 、少量的碳氢化合 物、含氧化合物以及其它成分，并且含有具有生物活性的物质。粒相部分约占整 个烟气重量的8 ，主要由烟碱、焦油和水分组成i j j 。 据报道，到目前为止已经鉴定出的烟叶中的化学成分达2 5 4 9 种，卷烟烟气中 的化学成分达3 8 7 5 种( 其中1 1 3 5 种是烟草本身就有的，另外2 7 4 0 种是烟气中独 有的) ，烟叶、烟气合计共有5 2 8 9 种化学成分【4 。在这些化学成分中，绝大多数是 无害的，有的还对人体有益，或对吸食有益( 如致香成分) ，但的确存在着许多有 害成分。卷烟烟气气相中的有害成分主要有一氧化碳、氢氰酸、挥发性醛类物质、 挥发性亚硝胺、氯乙烯、氮氧化物、氨、吡啶和气相自由基等。卷烟烟气粒相中 的有害成分主要有苯并 a 】芘等稠环芳烃类、烟草特有亚硝胺、异质环状胺、萘胺、 其它亚硝胺类、单元酚及多元酚类( 如儿茶酚) 、固相自由基、钋2 1 0 、铀、镍、 镉等。焦油中的有害成分约占总量的0 6 ，在0 6 的有害成分中，o 2 为致癌 和可能致癌的成分，0 4 为辅助致癌成分f 5 】。在4 4 种被国际癌症研究会( i a r c ) 定为已知的人类致癌物中，已在主流烟气中发现了1 0 种；在5 0 种很有可能的人 类致癌物中，已在主流烟气中发现了9 种；在2 2 7 种可能的人类致癌物中，已在 主流烟气中发现了4 8 种 6 1 。在这些有害成分中，人们最关心的是稠环芳烃类 ( p a h ) 、烟草特有亚硝胺类( t s n a ) 和自由基类物质。虽然它们在卷烟烟气中 的含量很低，但都具有很强的致癌活性。 1 1 卷烟降焦减害与烟草业之发展 吸烟与健康是烟草行业在未来发展中而l 临的主要挑战之一【”。近些年来，国内 卷烟主流烟气中稠环芳烃类物质的分析及致突变研究 外的许多研究机构和卷烟企业对降低卷烟烟气焦油中的有害成分进行了一些研 究，取得了一些阶段性的成果，为进一步开展降低卷烟烟气中有害成分的研究奠 定了良好的基础f s 】。 目前，降低卷烟烟气中的有害成分一般都是通过降低卷烟的焦油释放量来实 现的一j 。通常降低卷烟焦油释放量的方法有选育低焦油的烟草品种i l o - j 2 1 、开发卷 烟添加剂3 1 “、接装含生物材料或改善吸附性能的滤嘴1 7 1 和应用滤嘴通风技 术、使用高透气度和静燃速度快的卷烟纸、掺用烟草薄片、掺用膨胀烟丝和膨胀 梗丝、研究开发不燃烧烟丝的特种卷烟和测流烟气少的卷烟等【8 。引。通过采用接装 滤嘴可以有效地降低卷烟烟气中的酚类成分，一般可达到8 0 9 0 0 。滤嘴通风稀释 技术则可以有效地降低卷烟烟气中的一氧化碳。此外，国际国内在降低卷烟焦油 释放量方面还取得了许多优秀的研究成果【“4 ”。然而，对于卷烟烟气中的有害成 分如稠环芳烃类、亚硝胺类、氮氧化物和自由基等物质，上述的方法均不能有效 地进行选择性去除。 我国烟草行业通过大力推广应用各项降焦技术，已使我国卷烟的平均焦油释 放量有大幅度的降低，而卷烟烟气中的有害成分也随之相应减少。但是，当卷烟 的焦油释放量降低到一定水平之后，卷烟的香味、吃( 吸) 昧会受到影响，这是 制约进一步降焦的重要因素之一。不仅如此，对于降低卷烟焦油释放量的做法， 最近医学界有专家提出，消费者抽吸低焦油卷烟反而比抽吸普通焦油卷烟更为危 险。其理由是：消费者抽吸低焦油卷烟时，虽然每支卷烟吸收的焦油量减少了， 但由于卷烟的生理强度降低而采取了补偿性吸烟，每天抽吸的低焦油卷烟数量大 大增加了，因此，消费者每天实际摄取的卷烟焦油量并没有减少；另一方面，消 费者抽吸普通焦油卷烟时采用浅吸的方式，卷烟烟气主要进入呼吸道和肺部，而 抽吸低焦油卷烟时，由于卷烟生理强度不够而采用深吸的方式，卷烟烟气进入到 肺泡，对肺组织直接造成损害，因此更为危险【4 ”。由此可见，即使竭尽全力将焦 油降低至较低水平，烟草业还会遭到非议，如果能够有选择性地降低卷烟烟气中 的有害成分，而卷烟烟气中的香味成分又能够损失较小，同时保持卷烟的生理强 度，必将大大地提高卷烟的吸食安全性。这是解决“吸烟与健康”问题的一条较理 想的途径。 降低卷烟烟气中的有害成分是烟草业的一项非常重要的任务，事关行业的未 来发展。除了要进一步研究降低卷烟焦油和烟碱量的技术外，还要研究开发出一 整套降低卷烟烟气中的自由基物质、稠环芳烃类物质、亚硝胺类物质、一氧化碳 等有害成分的技术，而这应当以对烟草和卷烟烟气中的化学成分，尤其是有害成 分进行准确的定性定量分析测定为基础。因而，对卷烟烟气中有害成分，包括稠 环芳烃类物质的收集和分析技术的研究在烟草科学技术发展、降焦减害技术水平 的提高以及烟草行业的发展中都具有十分重要的作用。 - 2 一 硕十学位论文 1 2 卷烟烟气中的稠环芳烃类物质 稠环芳烃( p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s ) 简称p a h s ，是指分子中含有两个 或两个以上苯环以稠环形式相连的化合物。稠环芳烃是最早发现的一系列具有“致 癌、致畸、致突变”作用的环境污染物之一f 4 ，广泛存在于如士壤、大气、植物体、 各种食品、污水、汽车尾气以及卷烟烟气中 4 7 - 4 9 , 6 8 1 ，大部分的稠环芳烃类物质是 石油、煤等化石燃料及木材、烟草等有机物在不完全燃烧过程中产生的；火l u 爆 发等也会产生p a h s f 5 0 5 2 】。 对p a h s 的研究，可追溯到1 8 世纪。早在1 7 7 5 年，p o t t 认为阴囊癌的发生与 职业暴露煤烟有关。当然，那时并不知道其中的致癌物质是什么。过了15 0 多年， 到2 0 世纪3 0 年代，c o o k 等才最后确认烟煤中的致癌物质是p a h s ，特别是苯并 a 】 芘( b a p ) 。而国内外对卷烟主流烟气中p a h s 的研究始于2 0 世纪5 0 年代，此后， 对烟草烟气及环境烟草烟气中稠环芳烃类物质的研究，尤其是对卷烟主流烟气中 的苯并【a 芘的研究在国际上备受重视”j 。 存在于卷烟烟气中的稠环芳烃类物质种类繁多，已分离鉴定出的稠环芳烃就 有几百种。卷烟烟气中的稠环芳烃类物质是由萜烯、植物甾醇( 如豆甾醇) 、蜡、 糖、氨基酸、纤维素等组分通过热裂解和高温热合成反应形成，以及通过各种初 级烃自由基反应形成，并通过呼吸和消化系统两大主要途径进入人体58 6 2 “5 1 。研 究结果表明，在温度约为4 0 0 6 0 0 。c 时生成一系列的正烷烃与烯烃，温度约为7 0 0 。c 时生成萘，温度高于8 0 0 。c 时生成稠环芳烃。稠环芳烃的热聚示意图见图1 1 ( f i g 】) 。 q 尹 h 7 7 v 、八， f i g 1 1 t h es k e t c hm a pf o rt h eh e a tp o l y m e r i z a t i o no fi ) a h s 卷烟主流烟气中稠环芳烃类物质的分析及致突变研究 早期的研究者曾认为，点烟_ j 的火柴和打火机所使用的燃料中的某些有机物 的燃烧产物是卷烟烟气中稠环芳烃类物质的主要来源。1 9 5 5 年c o o p e r ，1 9 5 6 年 c a r d o n 等人认为稠环芳烃类物质是卷烟纸受热裂解时产生的，有人则怀疑卷烟烟 气中的稠环芳烃类物质来自于空气的污染物。不久，上述推测都被否定。1 9 5 7 年， f i s h e r 等已经知道烟草中的某些成分是卷烟烟气中稠环芳烃类物质的主要来源，但 此时尚不能确定卷烟烟气中是否存在苯并【a 芘等稠环芳烃类物质。1 9 6 7 年， h o f f m a n n 等通过毒理实验证明了稠环芳烃类物质的致癌性，随后发表的医学报告 确定苯并【a 芘是稠环芳烃类物质中最重要的一种致癌物。 在所有的稠环芳烃中，苯并 a 芘是最具代表性的种，其分子结构及卷烟烟 气中其它1 4 种主要的稠环芳烃类物质的分子结构如图1 2 ( f i g 1 2 ) 所示。由于 苯并【a 】芘的致癌作用明显高于其它稠环芳烃，对苯并【a 芘的研究最受重视。 彤俨护 b e n z o a p y r e n e b e n z a a n t h r a c e n ec h r y s e n e 圆哟觚 击b 8 b e n z o ( b ) f l u o r a n t h e n eb e n z o ( k ) f l u o r a n t h e n e 硕士学位论文 秽圆鼢 出酪舄 i n d e n o ( 1 ，2 ，3 一c ，d ) p y r e n ea c e n a p h t h e n e a c e n a p h t y l e n e f i g 1 2 t h es t r u c t u r eo fm a i np a h si nc i g a r e t t es m o k e 苯并 a 芘的代谢反应式如图1 3 ( f i g 1 3 ) 所示。苯并【a 】芘经微粒体单氧酶系 氧化成7 ，8 一环氧化物，再水解成相应的7 ，8 一二氢二醇，并进一步生成7 ，8 二氢二醇一9 ，l o 一环氧化物。有实验证明苯并 a 】芘在体内与d n a 的结合产物正 是出相应的7 ，8 二氢二醇环氧化物生成的【6 3 。 国一矽，帮 | f i g 1 3 t h es c h e m ef o rt h em e t a b o l i s mo fb a p 随着对吸烟和健康问题的日益重视，卷烟烟气中的p a h s 已成为人们关注的焦 点。加拿大卫生组织要求进入加拿大市场的卷烟必需每年对烟气中4 4 种有害物质 进行1 次检测，并将检测结果公布。几乎每个国家都要求对苯并 a 】芘进行检测。 由于卷烟烟气中的稠环芳烃类物质含量极微，通常为5 4 0 0 n g 支，而烟草和 卷烟烟气中含有数千种化学成分，对于基体背景如此复杂的试样要准确测定其中 的痕量组分，其难度之大是不难想象的。首先必须对试样进行分离纯化，然后选 择合适的分析检测手段，包括采样技术、吸收技术、预处理技术、分离技术、检 测技术的科学流程和便于普遍采用的测试技术。近5 0 年来，卷烟烟气中稠环芳烃 5 品 秽矽 吣 姻 卷烟主流烟气中稠环芳烃类物质的分析及致突变研究 类物质的测量方法随着分析测试仪器和技术的进步而不断发展。但到目前为j f = ， 国际上尚未形成统一的卷烟烟气中p a h s 的分析方法，尽管已有一些国家制定了一 些官方方法标准。因此，研究建立针对卷烟烟气中稠环芳烃类物质的准确采样、 吸收、预处理和定性定量系统分析方法仍然是分析化学工作者面临的- 项艰巨任 务。 1 3 卷烟烟气中稠环芳烃类物质分析方法研究进展 为了减少吸烟对健康的危害，自2 0 世纪5 0 年代起，人们开始对卷烟烟气中 稠环芳烃类物质以及对降低卷烟烟气中的稠环芳烃类物质的含量进行广泛的研究 6 4 1 ，尤其是致痛活性最强的苯并 a 】芘研究得较为深入【6 5 j 。在开展这方面的研究工 作时，必须分析大量的烟气试样中的p a h s 。因此，p a h s 的分析检测方法对于卷 烟的减害研究具有十分重要的意义。 近年来，随着我国烟草行业“降焦减害”工作的深入发展，p a h s 的分析检测研 究在国内也已受到重视。下面就p a h s 分析的一般步骤和主要的分析检测方法的研 究进展作一简要介绍。 1 3 1p a h s 分析的一般步骤 在早期的烟气研究报告中，分析方法较繁琐冗长，且回收率较低。随着分析 化学的发展，尤其是分析测试仪器和技术的不断进步，卷烟烟气中p a h s 分析测定 方法也得到了不断的发展。 p a h s 在卷烟烟气中的含量极低，而烟草和卷烟烟气中含有数千种成分，因此， 要准确分析卷烟烟气中的p a h s 的难度很大。一般来说，分析测定前必须对试样进 行分离纯化预处理。p a h s 的分析通常包括三大步骤：( 1 ) 从卷烟烟气冷凝物或捕 集液中提取p a h s 组分；( 2 ) p a h s 组分的进一步分离纯化；( 3 ) 用仪器方法进行 ( 分离) 分析检测。 p a h s 的分离纯化通常采用液一液萃取、柱层析或固相萃取技术完成。液一液 萃取耗时长，而且产生大量的废液，不利于环境保护和操作者的健康。固相萃取 技术是由柱层析技术发展而来的。虽然柱层析技术在烟草分析中仍有应用，如氧 化铝层析柱、硅胶层析柱、s e p h a d e xl h 2 0 或6 0 ( 丙基羟基化的葡萄糖) 层析柱、 弗罗罩矽土层析柱等6 6 击引。但其缺陷十分明显，如分离过程耗时长，费溶剂等。 固相萃取( s p e ) 是一种由液相萃取和柱色谱技术发展起来的试样预处理技术，主 要用于制备试样。s p e 是一个柱色谱分离过程，其分离机理、固定相和溶剂的选 择等方面与高效液相色谱( h p l c ) 有许多相似之处，但s p e 柱的填料粒径较大， 柱子较短，柱效比h p l c 低，只能用于分离保留性质差别大的混合组分。目前， 各种反相、正相的固相萃取小柱已商品化，它们已在烟草分析研究巾发挥了作用 【7 0 7 2 1 硕士学位论文 p a h s 的分离检测可采用纸层析法、薄层色谱法、荧光分光光度法、气相色谱 法( g c ) 和液相色谱法( l c ) 。其中，气相色谱法( 尤其是毛细管气相色谱法) 和液相色谱法，由于具有自动、连续、联用能力强等特点，是当前流行的主要分 离分析技术。 1 3 2 纸层析法和薄层色谱法 纸层析法是指用有机溶剂( 如正己烷、二氯甲烷、环己烷、丙酮、苯等) 提 取出稠环芳烃，提取液浓缩后，过含水7 的1 0 0 2 0 0 目的中性氧化铝柱，有机试 剂洗脱，洗脱液浓缩后，用乙酰化纸层析分离，在紫外灯下将溶有苯并( a ) 芘的 蓝紫色荧光光斑取出、溶解，在荧光分光光度计上进行定量分析。 在h p l c 和g c 技术出现之前，纸层析和薄层色谱等技术在分离p a h s 中应用 广泛，特别是与紫外和荧光检测技术相配合，更是测定p a h s 的有效方法【7 。7 7 1 。 2 0 世纪6 0 年代，h o f f m a n n 等采用纸层析法分离测定p a h s l 7 3 。2 0 世纪7 0 年代， o a k l e y 等采用薄层色谱法快速测定卷烟烟气中的苯并 a l o e l 7 “。o l i v e r 等介绍了一 种用c “标记的苯并 a 】芘及薄层色谱法分析卷烟烟气焦油中所含苯并【a 芘的方法 【75 1 。即使采用现代化的分析仪器，这些技术仍是极为重要的纯化分离方法，尤其 是样品成分比较复杂时，须先用这些方法对样品进行分离后方可进行仪器分析。 1 3 3 荧光分光光度法 荧光分光光度法仪器简单，分析成本低，而且能够快速准确地进行定性定量 分析7 舡8 2 】。h o w a r d 等采用超声波提取，纸层析和荧光分光光度法分析了卷烟烟气 冷凝物中的苯并 a 芘，回收率达到9 0 ，r s d 为9 7 8 1 。刘少民等采用石油醚 一二氯甲烷混合液提取，咖啡因分离，纸层析和荧光分光光度法测定了b a p ，其 回收率为9 2 5 ，r s d 为7 2 0 1 。张海容等用有机溶剂萃取香烟烟气焦油中 的有机物，用荧光法分析了烟草的总体特征光谱，以稠环芳烃菲作参比，定量分 析了烟气在溶剂中的稠环芳烃的含量“。 1 3 4 气相色谱法 气相色谱法用于卷烟烟气中稠环芳烃类物质的检测在早期主要是使用填充色 谱柱【8 3 】，后来发展为使用宽口径的毛细管色谱柱，若与质谱仪联用，则使用细v i 径毛细管色谱柱，柱子的变化使分离能力相应提高。碳原子数在2 4 以下的p a h s 都可以用g c 分析。最近研究表明，某些高温气相色谱柱可以分离分析分子量大 的p a h s ( 7 环4 1 。 按照所采用的检测器不同，用于p a h s 分析检测的气相色谱法可分为气相色谱 一火焰离子检测器法( g c f i d ) 、气相色谱一质谱法( g c m s ) 和气相色谱一傅 立叶红外检测器法( g c f t i r ) 等8 5 。9 6 1 。g r i e s t 等用g l c 柱分离烟气冷凝物中的 稠环芳烃，并用气相色谱火焰离子检测器检测，使两对稠环芳烃同分异构体菲和 - 7 - 硕士学位论文 p a h s 的分离检测可采用纸层析法、薄层色谱法、荧光分光光度法、气相色谱 法( g c ) 和液相色谱法( l c ) 。其中，气相色谱泫( 尤萁是毛细管气相色谱法) 和液柏色谱法，由j 一具有自动、连续、联用能力强等特点，是当前流行的主要分 离分析技术。 1 3 2 纸层析法和薄层色谱法 纸层析法足指用有机溶剂( 如正己烷一。氯甲烷、环己烷、丙酮、苯等) 提 取出稠环芳烃，提取液浓缩后，过含水7 的1 0 0 2 0 01 4 的中性氧化铝柱，有机试 剂洗脱，洗脱液浓缩后，用乙酰化纸层析分离，在紫外灯下将溶有苯并( a ) 芘的 蓝紫色荧光光斑取出、溶解，在荧光分光光度计卜进行定量分析。 在h p l c 和g c 技术出现之前，纸层析和薄层色谱等技术在分离p a i i s 中应用 广泛，特别是与紫外和荧光检测技术相配合，更是测定p a h s 的有效方法7 ”。 2 0 世纪6 0 年代，h o f f m a n n 等采用纸层析法分离测定p a h s i ”j 。2 0 世纪7 0 年代， o a k l e y 等采用薄层色谱法快速测定卷烟烟气中的苯并 a 】芘f ”。o l i v e r 等介绍了一 种用c ”标记的苯并 a 】陇及薄层色谱法分析卷烟烟气焦油中所含苯并f a 芘的方法 【7 。即使采用现代化的分析仪器，这些技术仍是极为重要的纯化分离方法，尤其 是样品成分比较复杂时，须先用这些方法对样品进行分离后方可进行仪器分析。 1 3 _ 3 荧光分光光度法 荧光分光光度法仪器简单，分析成本低，而且能够快速准确地进行定性定量 分析【7 8 8 2 j 。h o w a r d 等采用超声波提取，纸层析平荧光分光光度法分析了卷烟烟气 冷凝物中的苯并【a 芘，回收率达到9 0 ，r s d 为9 7 8 1 。刘少民等采用石油醚 一二_ 氯甲烷混合液提取，咖啡因分离，纸层析和荧光分光光度法测定了b a p ，其 回收率为9 25 ，r s d 为7 2 0 1 8 1 。张海容等用有机溶剂萃取香烟烟气焦油中 的有机物，用荧光法分析了烟草的总体特征光谱，以稠环芳烃菲作参比，定量分 析了烟气在溶剂中的稠环芳烃的含量“。 1 3 4 气相色谱法 气相色谱法用于卷烟烟气i - 稠环芳烃类物质的检测在早期土要是使用填充色 谱柱 8 3 1 ，后来发展为使用宽u 径的毛细管色谱柱，若与质谱仪联用，则使用细1 3 径毛细管色谱柱，梓子的变化使分离能力相应提高。碳原子数在2 4 以下的p a h s 都可以用g c 分析。最近研究表明，某些高温气相色谱柱可以分离分析分子最大 的p a h s ( 7 环) i “j 。 按照所采用的检测器卜同，用于p a h s 分析检测的气柏色谱法可分为气相色谱 一火焰离子检测器法( g c f i d ) 、气相色谱一质谱法( g c m s ) 和气相色谱一傅 立叶红外检测器法( g c f t i r ) 等隋5 。9 6 i 。g r i e s t 等用g l c 柱分离烟气冷凝物中的 稠环芳烃，并用气相色谱火焰离子检测器检测，使两对稠环芳烃同分异构体菲和 稠环芳烃，并用气相色谱火焰离子检测器检测，使两对稠环芳烃同分异构体菲和 硕士学位论文 p a h s 的分离检测可采用纸层析法、薄层色谱法、荧光分光光度法、气相色谱 法( g c ) 和液相色谱法( l c ) 。其中，气相色谱法( 尤其是毛细管气相色谱法) 和液相色谱法，由于具有自动、连续、联用能力强等特点，是当前流行的主要分 离分析技术。 1 3 2 纸层析法和薄层色谱法 纸层析法是指用有机溶剂( 如正己烷、二氯甲烷、环己烷、丙酮、苯等) 提 取出稠环芳烃，提取液浓缩后，过含水7 的1 0 0 2 0 0 目的中性氧化铝柱，有机试 剂洗脱，洗脱液浓缩后，用乙酰化纸层析分离，在紫外灯下将溶有苯并( a ) 芘的 蓝紫色荧光光斑取出、溶解，在荧光分光光度计上进行定量分析。 在h p l c 和g c 技术出现之前，纸层析和薄层色谱等技术在分离p a h s 中应用 广泛，特别是与紫外和荧光检测技术相配合，更是测定p a h s 的有效方法【7 。7 7 1 。 2 0 世纪6 0 年代，h o f f m a n n 等采用纸层析法分离测定p a h s l 7 3 。2 0 世纪7 0 年代， o a k l e y 等采用薄层色谱法快速测定卷烟烟气中的苯并 a l o e l 7 “。o l i v e r 等介绍了一 种用c “标记的苯并 a 】芘及薄层色谱法分析卷烟烟气焦油中所含苯并【a 芘的方法 【75 1 。即使采用现代化的分析仪器，这些技术仍是极为重要的纯化分离方法，尤其 是样品成分比较复杂时，须先用这些方法对样品进行分离后方可进行仪器分析。 1 3 3 荧光分光光度法 荧光分光光度法仪器简单，分析成本低，而且能够快速准确地进行定性定量 分析7 舡8 2 】。h o w a r d 等采用超声波提取，纸层析和荧光分光光度法分析了卷烟烟气 冷凝物中的苯并 a 芘，回收率达到9 0 ，r s d 为9 7 8 1 。刘少民等采用石油醚 一二氯甲烷混合液提取，咖啡因分离，纸层析和荧光分光光度法测定了b a p ，其 回收率为9 2 5 ，r s d 为7 2 0 1 。张海容等用有机溶剂萃取香烟烟气焦油中 的有机物，用荧光法分析了烟草的总体特征光谱，以稠环芳烃菲作参比，定量分 析了烟气在溶剂中的稠环芳烃的含量“。 1 3 4 气相色谱法 气相色谱法用于卷烟烟气中稠环芳烃类物质的检测在早期主要是使用填充色 谱柱【8 3 】，后来发展为使用宽口径的毛细管色谱柱，若与质谱仪联用，则使用细v i 径毛细管色谱柱，柱子的变化使分离能力相应提高。碳原子数在2 4 以下的p a h s 都可以用g c 分析。最近研究表明，某些高温气相色谱柱可以分离分析分子量大 的p a h s ( 7 环4 1 。 按照所采用的检测器不同，用于p a h s 分析检测的气相色谱法可分为气相色谱 一火焰离子检测器法( g c f i d ) 、气相色谱一质谱法( g c m s ) 和气相色谱一傅 立叶红外检测器法( g c f t i r ) 等8 5 。9 6 1 。g r i e s t 等用g l c 柱分离烟气冷凝物中的 稠环芳烃，并用气相色谱火焰离子检测器检测，使两对稠环芳烃同分异构体菲和 - 7 - 卷烟主流烟气中稠环芳烃类物质的分析及致突变研究 蒽，苯并 a 】蒽和屈得以分离1 8 ”。王进等经环己烷超声提取卷烟烟气样品，薄层色 谱分离纯化后，再用毛细管气相色谱分析测定卷烟烟气中稠环芳烃的含量，回收 率在8 0 以上，检测限在8 1 0 0 p g 之间i ”】。吴仁铭等在低温下收集香炳烟雾冷凝 液，用苯等溶剂萃取冷凝液，并用酸碱等洗涤萃取液，萃取液凉干后进行柱层析 预分离，对稠环芳烃馏分用玻璃毛细柱配以色谱质谱一计算机联用装置分离鉴定， 取得了较满意的结果【9 “。张国安等以0 0 5 摩尔分数的苯基甲基聚硅氧烷为固定相， h e 为载气，采样常规毛细管柱g c m s 对p a h s 进行了定性定量分析，其标样的回 收率为8 6 3 ，r s d 为3 2 8 【9 ”。质谱法检测定性能力强，定量准确，重现性好， 但限制之一是必须能得到每种待测组分的标准物。 1 3 5 液相色谱法 h p l c 所分析的化合物不受其挥发性和分子量大小的限制，所以，用液相色谱 法分离应当比较有利。用于h p l c 的检测器有u v 、荧光、电化学及化学发光检测 器，其中荧光检测器最常用1 9 7 - 1 0 6 。张峻松等用乙醇+ 乙醚混合溶剂萃取卷烟烟气 总粒相物( t p m ) 再用中性氧化铝柱层析，然后，利用配有o d s c 18 色谱柱的高 效液相色谱仪测定了t p m 中苯并【a 】芘的含量。苯并【a 芘的回收率9 1 2 ，方法 的r s d 5 t 1 02 1 。r i s n e r 用f 相高效液相色谱柱分离卷烟烟气总粒相物中的苯并 a 】芘，然后，用反相高效液相色谱荧光检测器测定苯并 a 】芘的含量，回收率为 1 1 4 1 0 3 。r o b i n s o n 等用硅胶柱层析和2 0 乙酰化纤维素薄层层析分离卷烟烟气 冷凝物中的苯并【a 芘，并用液相色谱，紫外检测法对苯并【a 】芘进行检测，回收率仅 为4 9 士5 ，目标组分在薄层层析分离时损失较大 1 05 。d u m o n t 等用固相萃取法提 取，h p l c f l 检测苯并 a 】芘，回收率为9 4 土2 ，r s d 为1 2 1 0 6 。 总之，卷烟烟气中稠环芳烃类物质的各种分析检测方法各有特色，然而由于 烟草和卷烟烟气成分及其复杂，这些方法或者预处理步骤冗长，操作速度慢；或 者重复性差，灵敏度不高；或者