淺談煙草特有亞硝胺的分析方法

摘要:煙草特有亞硝胺中的幾種已證明能夠致癌，因此快速準(zhǔn)確地測定煙草特有亞硝胺的含量對于評價(jià)卷煙質(zhì)量、推動(dòng)低危害卷煙的研發(fā)具有重要意義，本文綜述了各種煙草特有亞硝胺的測量方法。

關(guān)鍵詞:亞硝胺 煙草 測量方法

0 引言

煙草特有亞硝胺(TSNAs)是由煙草生物堿發(fā)生亞硝化作用而形成的，主要有4種:N.亞硝基降煙堿(NNN)、4-(甲基亞硝氨)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亞硝基新煙草堿(NAT)、N-亞硝基假木賊堿(NAB)。由于煙草亞硝胺為煙草所特有，而且在煙葉和煙氣中含量高，所以倍受社會和科學(xué)界的關(guān)注。煙草特有亞硝胺的測量分析一直是煙草界重點(diǎn)關(guān)心的問題之一。

1 煙草特有亞硝胺分析法

1.1 紙色譜、薄層色譜法

采用紙色譜、薄層色譜法對TSNAs進(jìn)行分離，并與氯化二苯胺鈀(Ⅱ)進(jìn)行顯色反應(yīng)，用比色法測定其含量，該法測定速度慢，易受外界干擾，靈敏度不高，重復(fù)性較差。現(xiàn)代卷煙工業(yè)中一般不采用該法進(jìn)行煙草特有亞硝胺含量測定。

1.2 氣相色譜法

煙草中亞硝胺含量極微，存在體系極其復(fù)雜，因此對樣品進(jìn)行常規(guī)氣相色譜(GC)分析前，為降低分析背景干擾和對色譜柱的污染，均要先經(jīng)過萃取分離、富集和純化等步驟。常用的萃取劑有:檸檬酸緩沖液、稀氫氧化鈉溶液、檸檬酸緩沖液一甲苯混合溶液等。提取、純化TSNAs的典型步驟是:將適量煙末放人錐形瓶中，加入檸檬酸緩沖液，置于超聲波發(fā)生器內(nèi)超聲提取，再用二氯甲烷萃取;萃取液經(jīng)無水硫酸鈉干燥后過濾，將盛有濾液的圓底燒瓶連接旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，通高純氮?dú)庑D(zhuǎn)蒸發(fā)，40℃下濃縮至約5mL，將110℃下活化2h后的堿性氧化鋁及濃縮液樣品加入層析柱，用二氯甲烷一丙酮洗脫層析柱，收集全部洗脫液，在洗脫液中準(zhǔn)確加入內(nèi)標(biāo)液后，40℃下濃縮至約1mL，進(jìn)樣分析.

1.2.1 氣相色譜一熱能檢測器法

1973年氣相色譜法就已被用于TSNAs的分析，但由于每一種TSNAs的含量各不相同，其中NNN，NAT和NNK的含量相對較大，NAB的含量極微，早期的氣相檢測器其精度很難滿足定量分析的要求。在1975年，熱能分析儀(TEA)被用于對TSNAs進(jìn)行檢測，TEA是一種針對揮發(fā)和非揮發(fā)性N一亞硝胺基化合物痕量分析的氣相檢測技術(shù)。此后TEA與GC技術(shù)的聯(lián)用證實(shí)了TEA技術(shù)對痕量N一亞硝基化合物的高度選擇性和靈敏性。

近年來，有人采用氣相色譜儀配備氮磷檢測器來測定TSNAs，取得了較好的效果，但對含量極微的NAB檢測結(jié)果不十分理想。

1.2.2 氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用法

先用薄層預(yù)分離，然后用氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用法(GC/MS)可以測定煙草中的NNN含量，此外通過使用毛細(xì)管GC/MS法在選擇離子掃描模式(SIM)下測定了煙草和卷煙煙氣中NNN和NNK的量，在測定時(shí)，可將質(zhì)譜儀調(diào)節(jié)到選擇質(zhì)量出現(xiàn)的時(shí)間內(nèi)，并對其信號進(jìn)行記錄，該法具有以下優(yōu)點(diǎn):①可使檢測限較常規(guī)方法低2個(gè)數(shù)量級;②由于選擇離子具有特征性，因此在SIM中所記錄信號的積分就可用作計(jì)算該組分的含量。

1.2.3 超臨界流體萃取一氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用法 Prokopczyk等利用緩沖溶液處理樣品時(shí)發(fā)現(xiàn)，該法所消耗的溶液體積較大，TSNAs測定誤差大，同時(shí)前處理過程易出現(xiàn)穩(wěn)定乳化液，測定結(jié)果穩(wěn)定性差，為克服這一缺點(diǎn)，Prokopczyk等利用超臨界二氧化碳流體作為萃取和固相萃取聯(lián)用技術(shù)預(yù)分離、預(yù)濃縮煙絲提取液，采用GC/MS法同時(shí)定量測定了4種TSNAs含量，研究發(fā)現(xiàn)，超臨界法測得的NNK含量高于檸檬酸萃取法所測含量，通過對上述2種方法進(jìn)行對比研究，結(jié)果表明:超臨界流體萃取法檢測速度快，幾乎不消耗溶劑，不會造成人為產(chǎn)物的生成，測定結(jié)果可信度較高。

1.3 高壓液相色譜法

TSNAs均為不易揮發(fā)的亞硝胺類的化合物，在進(jìn)行氣相色譜分析時(shí)，所采用的汽化溫度和柱溫均較高，易造成分析結(jié)果的偏差;同時(shí)氣相色譜對樣品的前處理要求高，純化步驟多，分析周期長，為克服這些缺點(diǎn)，通過用配備有UV檢測器的高壓液相色譜法測定了煙草中的NNN，但這種方法耗時(shí)較長，分析一個(gè)樣品需要1 d，如果采用HPLC與TEA聯(lián)用技術(shù)測定了煙草制品中TSNAs，分析速度大大提高，此后隨著高壓液相和檢測器發(fā)展，人們利用高壓液相色譜法對TSNAs含量進(jìn)行測定的研究日漸增多。

1.3.1 固相微萃取一液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用法

Mullett等采用固相微萃取一液相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用法定量分析了細(xì)胞培養(yǎng)物中NNK含量及其在動(dòng)物體內(nèi)的代謝過程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以聚吡咯為萃取劑對TSNAs的萃取效率最佳，線性相關(guān)系數(shù)均于0.9942，檢測限為20×10-6g/L，變異系數(shù)為3.1%。該法簡化了TSNAs的測定步驟，樣品的總分析時(shí)間僅為30min，并且樣品處理量小，干擾少，分析時(shí)間較短，重現(xiàn)性好，結(jié)果可靠。

1.3.2 液相色譜一質(zhì)譜一質(zhì)譜聯(lián)用法

通過利用液相色譜一質(zhì)譜～質(zhì)譜聯(lián)用法可以快速定量地同時(shí)測定了多種煙絲和主流煙中的TSNAs含量。其主要步驟為:在煙末或收集煙氣的劍橋?yàn)V片中加入100mmol/L乙酸胺溶液和氘化的內(nèi)標(biāo)物，振搖萃取30min，過濾，濾液用于液相色譜一質(zhì)譜一質(zhì)譜聯(lián)用分析，分析時(shí)間僅為8min。該法具有以下特點(diǎn):①樣品處理量小，步驟簡單，不需純化，處理時(shí)間短;②檢測限比氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用法低，靈敏度高;③分析時(shí)間短，樣品分析量大，可在24h內(nèi)分析300-400個(gè)樣品;4)性能穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，因此，該方法是一種較好的快速定量分析煙絲和煙氣中TSNAs的方法。但串聯(lián)質(zhì)譜價(jià)格昂貴，其廣泛應(yīng)用可能會受到一定限制。

2 結(jié)語

總之煙草和煙草煙氣成分復(fù)雜，現(xiàn)有分析方法不是預(yù)處理步驟冗長、操作速度慢、重復(fù)性差、靈敏度不高，就是所用儀器設(shè)備昂貴，均有局限，因此研究建立一種快速、準(zhǔn)確、靈敏度高、重現(xiàn)性好、成本低的TSNAs檢測方法，仍然是煙草行業(yè)當(dāng)前的一項(xiàng)迫切任務(wù)。

參考文獻(xiàn):

[1]龐永強(qiáng).抽吸方式對卷煙主流煙氣煙草特有亞硝胺釋放量的影響.煙草科技.2009年第2期.

[2]Prokopczyk B，Wu M，Cox J E，et a1.Improved methodology for the quantita--tive qssessment of tobacco--specificN—nitrosamines in tobacco by supercritical fluid extraction.J Agric Food Chem，1995.

[3]史宏志，張建勛.煙草生物堿[M].中國農(nóng)業(yè)出版社.北京.2004.