[发明专利]卷烟主流烟气中气相自由基的分析和检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卷烟主流烟气中气相自由基的分析和检测方法，它是采用基质辅助激光解吸离子化-傅立叶变换离子回旋共振质谱(MALDI-FT-ICR-MS)方法，应用于检测和分析卷烟主流烟气中的气相自由基。

背景技术

在近些年里，化学性质活泼且含量较少的自由基类化合物在化学、环境学、生物学以及毒理学等学科的发展中变得越来越重要。然而，检测和鉴定分析自由基类物质的方法发展却相对缓慢。目前对于活性相对稳定的自由基类物质，主要是采用电子自旋共振(ESR)直接检测分析。对于化学性质非常活泼的自由基类物质，主要是利用自由基捕集剂或者自由基清除剂先与这类自由基快速反应形成相对比较稳定的自由基加合物，然后进行ESR检测分析从而间接的表达出自由基的信号。自旋捕集(spin trapping)是进行这类自由基检测分析常用的一种间接分析方法。ESR和ESR-spin trapping技术主要是根据ESR的超精细裂分谱图来鉴定出自由基或者自由基加合物的种类或类型。

但是，ESR以及ESR-spin trapping技术作为目前应用比较成熟和广泛的自由基检测方法也存在一些不足：不能区分混合物中结构相似的自由基或者自由基加合物；检测和鉴定自由基仅仅局限于自由基的种类(如碳核自由基，氧核自由基和硫核自由基)。因此，建立起一种新的检测分析自由基的方法对于自由基的研究是十分有必要的。

MALDI技术最初主要用于大分子化合物的分析，然而，由于MALDI技术较高的灵敏度，近年来其在小分子化合物分析中的应用开始受到分析化学家的广泛关注，随着新基质的不断出现和成功应用，其在低分子量化合物分析中的应用研究不断有见报道。程志红等利用基质辅助激光解吸离子化质谱定性定量研究延胡索中季铵生物碱，建立起一种对于小分子化合物季铵生物碱的高灵敏度分析方法。

孙世豪等结合顶空液相微萃取(headspace liquid phase microextration，HS-LPME)和MALDI-FT-ICR-MS检测出烟草中的挥发性成分，相对于HS-GC/MS来说，采用MALDI-FT-ICR-MS更简单方便、快速、准确、灵敏度高、检测成分多。MALDI技术对于烟草中挥发性成分的分析具有预处理简便、样品消耗量小、检测结果快速、准确以及灵敏度高的特点，很适合烟草工业对烟草、烟气质量品质的控制。谢剑平等通过对LPME萃取溶剂的调整，简化了MALDI-FT-ICR-MS用于定量分析时的复杂的点样过程，同时改善了分析物在样品点内分布的均匀度，从而获得了较好的重复性和线性，以烟碱标准品采用内标法制备烟气中烟碱定量分析的标准曲线，利用MALDI-FT-ICR-MS成功的实现了对卷烟抽吸过程中单口烟气中烟碱含量的测定；并初步探讨了卷烟抽吸过程中，烟碱向主流烟气中逐口递送的规律。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术存在的不足而提供的一种卷烟主流烟气中气相自由基的分析和检测方法，以及其它小分子量自由基的定性检测方法。本发明能够准确检测出卷烟主流烟气中的气相自由基及其加合物，并可以结合二级质谱进行结构分析，从而准确地对自由基进行鉴定和分析。该方法为鉴定一些尚未确认其元素组成和结构的自由基提供了较好的选择。

本发明建立了一种采用基质辅助激光解吸离子化-傅立叶变换离子回旋共振质谱(MALDI-FT-ICR-MS)方法，应用于检测和分析卷烟主流烟气中的气相小分子量自由基。能够准确检测出卷烟主流烟气中的气相自由基及其加合物，并可以结合二级质谱进行结构分析，从而准确地对自由基进行鉴定和分析。该方法为鉴定一些尚未确认其元素组成和结构的自由基提供了较好的选择。

MALDI-FT-ICR-MS是一种具有高分辨质谱和高精确性元素组成的分子质量计算分析技术，它能够将两个分子量非常相近的化合物区分开来，并能给出分析物的精确分子量和元素组成信息，非常适合于多组分微量成分复杂样品的分析研究。另外，MALDI-FT-ICR-MS还可以进行多级质谱分析，通过时间上的串联，由持续偏共振辐射-碰撞诱导解离(Sustained off-resonanceirradiation-collision induced dissociation，SORI-CID)提供二级或者多级质谱图以确定出分析物分子的结构信息，为分析物的进一步确认提供可靠的数据。同时MALDI具有较大的样品处理能力和样品分析速度。在一个MALDI靶上，一次能承载100个样品点，100个样品一般在3小时内完成检测分析。