[发明专利]单光子飞行时间质谱在线逐口分析细支烟主流烟气中7种挥发性有机化合物

说明书

单光子飞行时间质谱在线逐口分析细支烟主流烟气中7种挥发性有机化合物，属于卷烟烟气气相成分检测分析领域，本发明使用单光子飞行时间质谱在线逐口测试细支烟主流烟气中的7种挥发性有机化合物。在国际标准化组织（ISO）和加拿大深度抽吸（HCI）条件下，在线逐口定性定量分析了9种牌号的细支烟释放物中7种挥发性有机化合物，在ISO条件下在线定性定量分析了20种传统卷烟（包括烤烟型和混合型卷烟）释放物中7种挥发性有机化合物，分析的目标物有乙醛、1,3‑丁二烯、丙酮、异戊二烯、2‑丁酮、苯和甲苯。

技术领域

本发明属于卷烟烟气气相成分检测分析技术领域，具体涉及一种单光子飞行时间质谱在线逐口分析细支烟主流烟气中7种挥发性有机化合物。

背景技术

细支烟和超细卷烟是圆周小于常规卷烟的烟草产品，超细卷烟一般圆周降至17mm以下，常常采用较长滤嘴，烟支烟丝量较低，这些产品的市场份额近年来不断增加。该产品设计主要针对年轻人和女性消费者，且往往给人以低危害性的印象。因此，欧盟、世卫组织（WHO）拟对其采取管制措施。但目前细支烟烟气释放物水平的研究还较少，有必要开展细支烟释放物相关研究，为履约工作提供科学依据。

2012年，May Siu等分析了六个牌号的细支烟的主流烟气成分，并和加拿大市售常规尺寸卷烟产品进行对比，结果显示，细支烟的一氧化碳、羰基化合物、挥发性有机化合物和芳香胺释放量明显低于传统卷烟，而甲醛、氨、苯酚释放量高。混合型细支烟的烟草特有亚硝胺释放量显著高于烤烟型。该文章中，测试了ISO和深度两种抽吸模式下，细支烟主流烟气中多达32种成分的释放量，需要使用九种加拿大官方分析方法，实验需要耗费大量时间和资源。2013年，Coggins等检测了不同圆周卷烟样品中9种成分的释放物水平及其生物学毒性。结果表明，包括烟草特有亚硝胺在内的多种烟气成分随圆周的减小而降低，氢氰酸有升高趋势，但该升高与圆周变化无相关性。实验中需要使用4种不同的检测技术来实现9种目标物的检测。目前，我国烟草行业通常使用气相色谱-质谱联用法测定主流烟气中的挥发性有机化合物（GB/T 27523-2011），使用高效液相色谱法衍生化法测定主流烟气中的羰基化合物（YC/T 254-2008）。此外，随着国际控烟履约的深入推进，烟气释放物管制的有害成分清单也在不断扩展。因此，开发和使用高效、高通量的烟气释放物成分分析技术对科学研究和履约工作具有重要意义。

目前，吸烟机生产商Borgwaldt公司与Photonion公司已联合推出商品化的单孔道吸烟机联用单光子飞行时间质谱仪LMX2-TOFMS。然而，此类应用的飞行时间质谱多为低分辨率质谱，在烟气复杂基质中，若要同时测定大量气相和半挥发性有机化合物，往往需要与气相色谱多维串接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单光子飞行时间质谱在线逐口分析细支烟主流烟气中7种挥发性有机化合物。

基于上述目的，本发明采取了如下技术方案：

单光子飞行时间质谱在线逐口分析细支烟主流烟气中7种挥发性有机化合物，其包括采用吸烟机和单光子飞行时间质谱仪相连接的检测系统分别在国际标准化（ISO3308：2012）抽吸模式和加拿大深度抽吸(HCI T-115)模式下进行在线逐口分析细支烟主流烟气中7种挥发性有机化合物，具体步骤为：（1）打开吸烟机、质谱仪的电源，设定质谱仪的传输线温度为180℃，接口温度为250℃，进样口温度为250℃，质谱仪达到设定的温度后，使用标准校正气体甲苯对仪器进行自动校正；（2）校正通过后，使用吸烟机抽吸平衡后的细支烟，在线逐口分析细支烟主流烟气中乙醛、1,3-丁二烯、丙酮、异戊二烯、2-丁酮、苯和甲苯这7中挥发性有机化合物，使烟气进入电离区的气体流量为0.7 mL/min，标准校正气浓度为100ppm甲苯/氮气，分辨率为 >500，使用氩气灯，光子能量在9.8±0.4eV，对目标物进行软电离，以分子离子质荷比m/z定性，以有效离子化率及响应信号强度，与校准气的响应信号强度的比值为各目标物仪器校正因子，直接进行定量，每轮实验抽吸卷烟烟支数为5支，每轮抽吸结束后，进行5次空吸来清洗气路。