專利名稱：一種用氨基酸分析儀測定卷煙主流煙氣中的氨的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種用氨基酸分析儀測定卷煙主流煙氣中的氨的方法。
背景技術(shù)：
氨是一種無色、具有刺激性的堿性氣體。因其在建筑設(shè)計(jì)、空調(diào)設(shè)計(jì)等方面的廣泛使用，使其和甲醛一樣成為室內(nèi)空氣重要污染物。氨對所接觸的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用，可以吸收皮膚組織中的水分，使組織蛋白變性，并使組織脂肪皂化，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。環(huán)境中低含量的氨氣(10 μ g/m3)就會引起上呼吸道敏感的人咽喉刺激感、呼吸急促，高含量的氨氣(750 mg/m3)甚至可能引發(fā)慢性阻塞性肺病，長期吸入會對人體造成較嚴(yán)重的危害甚至死亡。我國早在2002年就已將氨列入室內(nèi)空氣監(jiān)測指標(biāo)。 卷煙煙氣中的氨主要來源于煙葉中的氨基酸、蛋白質(zhì)、硝酸鹽和銨鹽，是控制卷煙吃味、勁頭的重要物質(zhì)。氨作為煙氣中的一種主要有害物質(zhì)被列入了霍夫曼清單，也是國內(nèi)煙草行業(yè)卷煙安全性質(zhì)量評價的重要指標(biāo)之一。氨的測定主要有分光光度法，容量法，電極法，氣相色譜法，離子色譜法等。其中，比色法及容量法過程繁瑣費(fèi)時，干擾較為嚴(yán)重；氨電極法樣品前處理較復(fù)雜，測量易受環(huán)境影響；氣相色譜法操作繁瑣，線性范圍窄。而離子色譜法因具有選擇性好，靈敏、快速、簡便等優(yōu)點(diǎn)，在氨的測定方面得到了廣泛的應(yīng)用。但該方法極易受到與其保留時間相近的鈉離子的干擾。尤其當(dāng)鈉離子含量相對銨離子較高時，鈉離子的拖尾將直接影響銨離子定量準(zhǔn)確性(王希琴等在2005年分析測試學(xué)報(bào)中曾報(bào)道當(dāng)Na+與NH4+濃度比大于3時，氨的回收率小于80%，只有當(dāng)Na+與NH4+濃度比小于I. 5時回收率才能大于95%。所以該方法在遇到高鈉低氨的樣品時分析結(jié)果就會不理想。由于玻璃器皿及劍橋?yàn)V片中本身鈉離子的普遍存在，鈉離子的干擾很難避免。氨基酸分析儀作為一種氨基酸分析的經(jīng)典專用儀器，采用陽離子交換柱將具有不同PKa值的氨基酸逐一分離。分離后的氨基酸進(jìn)入儀器的柱后衍生反應(yīng)檢測單元，與茚三酮在高溫下(130°C )快速反應(yīng)生成顯示物質(zhì)對其進(jìn)行檢測。其中伯胺基酸被氧化脫去氨基和羧基，生成相應(yīng)的醛，茚三酮本身則被還原成還原茚三酮，后者在與另一個分子的茚三酮和氨作用生成蘭紫色物質(zhì)，其最大吸收波長為570nm。本發(fā)明利用氨與茚三酮衍生化試劑反應(yīng)的特殊性質(zhì)，采用氨基酸分析儀，在原有氨基酸分析方法基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化色譜分析條件，實(shí)現(xiàn)了使用氨基酸分析儀及其柱后自動衍生反應(yīng)檢測裝置對卷煙主流煙氣中的氨的全自動分離、衍生分析測定，該方法簡便、快速、準(zhǔn)確，重復(fù)性好，并且避免了離子色譜分析中常見鈉離子的干擾，適用于實(shí)際卷煙樣品的分析檢測。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，利用氨與茚三酮顯色反應(yīng)的選擇專一性，避免了常見離子色譜分析中鈉離子的干擾；建立了一種使用配備有茚三酮柱后衍生系統(tǒng)的氨基酸分析儀測定卷煙主流煙氣中氨的分析方法，實(shí)現(xiàn)了氨與茚三酮衍生反應(yīng)的自動化，確保了方法的重復(fù)性。通過調(diào)節(jié)一系列色譜分析條件，將在氨基酸分析中作為雜質(zhì)峰出現(xiàn)的峰型不規(guī)整、難以準(zhǔn)確定量、且出峰時間較晚的氨峰(游離氨基酸分析在40min左右，水解分析在90min)進(jìn)行了準(zhǔn)確定量分析，方法簡便快速，無鈉離子的干擾現(xiàn)象，適用于實(shí)際煙氣樣品分析。技術(shù)方案
本發(fā)明用氨基酸分析儀測定卷煙主流煙氣中的氨的方法，包括以下步驟
(1)王流煙氣中氣氣樣品的捕集、制備
將樣品卷煙在22土 I°C、相對濕度60%±2%條件下平衡48h，在溫度22±2°C、相對濕度60%±5%條件下，用SM450型直線型吸煙機(jī),抽吸的條件為每口抽吸2s，體積35 mL，每口間 隔58s，按照YC/T 377-2010規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件，收集主流煙氣和空白樣品，每個孔道抽吸4支卷煙，在濾片夾持器和抽氣口之間連接裝有20 mL O. 01mol/L HCl吸收液的吸收瓶，用I張劍橋?yàn)V片和吸收瓶捕集卷煙主流煙氣；
吸煙結(jié)束后，把捕集有粒相成分的濾片及擦拭捕集器用的1/4濾片一起放入IOOmL磨口三角瓶中，準(zhǔn)確加入20 mL吸收液；將蓋好瓶塞的磨口三角瓶放在振蕩器上，室溫下震蕩萃取40min，用濾紙過濾提取液，分別準(zhǔn)確移取澄清濾液與吸收瓶中的煙氣吸收液各5mL，合并置入25mL容量瓶中，用吸收液定容至刻度；搖勻后用O. 22 μ m的水系濾膜過濾后裝入色譜瓶后準(zhǔn)備上機(jī)分析；
(2)用配備有茚三酮柱后衍生系統(tǒng)的氨基酸分析儀自動分離、衍生，測定煙氣樣品中的氨。氨基酸分析儀色譜條件為色譜柱SYKNM LCAK06/Na ;衍生化試劑茚三酮溶液流速0. 25mL/ min，流入起止時間2_8 min ;檢測波長570nm ;反應(yīng)溫度138°C，進(jìn)樣量50 μ L ;進(jìn)樣前空閑時間8min ；
洗脫條件為0_5min用O. 45 ml/min緩沖液B洗脫,5-8. 5min用O. 45 ml/min再生液D洗脫，8. 5-15. 5 min用O. 45 ml/min緩沖液A洗脫；
柱溫程序?yàn)?-4min，從58°C升至74°C，保持6min，10_14min，從74°C升至58°C，再保持 I. 4min ；
其中緩沖液A為pH=3. 45，O. 12N的檸檬酸鈉溶液，緩沖液B為pH=10. 85，O. 20N的檸檬酸鈉溶液，再生液D為O. 5N的氫氧化鈉溶液。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，達(dá)到的有益效果
(I)建立了一個使用配備有茚三酮柱后衍生系統(tǒng)的氨基酸分析儀測定卷煙主流煙氣中氨的分析方法，此方法具有準(zhǔn)確性、靈敏度高及重現(xiàn)性好等特點(diǎn)，可以快速檢測主流煙氣中氨的含量。用系列標(biāo)準(zhǔn)溶液及樣品吸收液作為標(biāo)準(zhǔn)樣品空白進(jìn)行氨基酸分析儀上機(jī)分析，采用扣除試劑空白，標(biāo)準(zhǔn)曲線過原點(diǎn)的方式對峰面積(Y)與濃度(X，yg/mL)進(jìn)行線性回歸，得NH4+的回歸方程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法在O. 100Γ1. 2019 μ g/mL濃度范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系(Y=3444. 76985X，r2=0. 99958)。將最低濃度標(biāo)準(zhǔn)品平行測定11次，所得測定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍作為測定結(jié)果的檢出限，檢測限為O. 145μ g/cig，遠(yuǎn)低于實(shí)際樣品中氨的含量，說明本發(fā)明方法的靈敏度較高。抽吸相同卷煙樣品10份，4支/份，分成2組，一組5份。其中一組按照I. 2. I的實(shí)驗(yàn)條件平行測定5次，計(jì)算方法的重復(fù)性，另外一組樣品分別加入40. 0664 Ug的NH4+對照品，根據(jù)標(biāo)樣加入量、加標(biāo)前后樣品的測定量計(jì)算回收率，通過在卷煙抽吸過程中進(jìn)行空白試驗(yàn)的方法排除環(huán)境中氨的干擾。結(jié)果表明茄尼醇的精密度測定RSD為I. 25%，回收率為97. 6%，說明本發(fā)明方法的準(zhǔn)確性較高，重復(fù)性好。(2)本發(fā)明利用氨與茚三酮顯色反應(yīng)的選擇專一性，避免了常見離子色譜分析中鈉離子的干擾，無高鈉低氨樣品測定不理想的局限性。(3)采用氨基酸分析的專業(yè)儀器對卷煙主流煙氣中的氨進(jìn)行定量分析，可以實(shí)現(xiàn)氨與茚三酮衍生反應(yīng)的自動化，保證了分析的準(zhǔn)確性和良好的重現(xiàn)性。


圖I吸煙系統(tǒng)連接方式示意 圖2為本發(fā)明茚三酮和氨的反應(yīng)原理 圖3為本發(fā)明實(shí)施例I中的標(biāo)樣(a)、煙樣氨離子(b)色譜圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明通過以下具體實(shí)例作進(jìn)一步描述，但并不限制本發(fā)明。實(shí)施例I :
不同類型卷煙樣品主流煙氣中氨的氨基酸分析儀測定 一、測定儀器和實(shí)施條件
1.1氨基酸分析儀色譜條件S-433D氨基酸分析儀-雙波長紫外檢測器，配Clarity Amino軟件(德國SYKNM公司);色譜柱SYKNM LCAK06/Na (4. 6X 150mm);茚三酮溶液流速0. 25mL/ min，流入起止時間2-8min ;檢測波長570nm ;反應(yīng)溫度138°C進(jìn)樣量50μ L ;進(jìn)樣前空閑時間8min，洗脫條件和柱溫程序見表I和表2所示。
權(quán)利要求
1.一種用氨基酸分析儀測定卷煙主流煙氣中的氨的方法，其特征在于包括以下步驟 (1)王流煙氣中氣氣樣品的捕集、制備 將樣品卷煙在22土 I°C、相對濕度60%±2%條件下平衡48h，在溫度22±2°C、相對濕度60%±5%條件下，用SM450型直線型吸煙機(jī),抽吸的條件為每口抽吸2s，體積35 mL，每口間隔 58s ； 按照YC/T 377-2010規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件，收集主流煙氣和空白樣品，每個孔道抽吸4支卷煙，在濾片夾持器和抽氣口之間連接裝有20 mL O. Olmol/L HCl吸收液的吸收瓶，用I張劍橋?yàn)V片和吸收瓶捕集卷煙主流煙氣； 吸煙結(jié)束后，把捕集有粒相成分的濾片及擦拭捕集器用的1/4濾片一起放入IOOmL 磨口三角瓶中，準(zhǔn)確加入20 mL吸收液，將蓋好瓶塞的磨口三角瓶放在振蕩器上，室溫下震蕩萃取40min，用濾紙過濾提取液，分別準(zhǔn)確移取澄清濾液與吸收瓶中的煙氣吸收液各5mL,合并置入25mL容量瓶中，用吸收液定容至刻度；搖勻后用O. 22 μ m的水系濾膜過濾后裝入色譜瓶后準(zhǔn)備上機(jī)分析； (2)用配備有茚三酮柱后衍生系統(tǒng)的氨基酸分析儀自動分離、衍生，測定煙氣樣品中的氨。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用氨基酸分析儀測定卷煙主流煙氣中的氨的方法，其特征在于氨基酸分析儀色譜條件為色譜柱SYKNM LCAK06/Na ;衍生化試劑茚三酮溶液的流速0. 25mL/ min,流入起止時間2-8 min ;檢測波長570nm ;反應(yīng)溫度138°C ,進(jìn)樣量50 μ L ;進(jìn)樣前空閑時間8min ； 洗脫條件為0_5min用O. 45 ml/min緩沖液B洗脫,5-8. 5min用O. 45 ml/min再生液D洗脫，8. 5-15. 5 min用O. 45 ml/min緩沖液A洗脫； 柱溫程序?yàn)?-4min，從58°C升至74°C，保持6min，10_14min，從74°C升至58°C，再保持 I. 4min ； 其中緩沖液A為pH=3. 45，O. 12N的檸檬酸鈉溶液，緩沖液B為pH=10. 85，O. 20N的檸檬酸鈉溶液，再生液D為O. 5N的氫氧化鈉溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用氨基酸分析儀測定卷煙主流煙氣中的氨的方法，根據(jù)氨與茚三酮顯色反應(yīng)的選擇專一性，利用氨基酸分析儀的設(shè)計(jì)原理，通過對氨基酸分析方法的改進(jìn)，建立了使用氨基酸分析儀及其柱后自動衍生裝置測定卷煙主流煙氣中氨的分析方法，并成功避免了困擾離子色譜分析的鈉離子干擾問題，簡便、快速、準(zhǔn)確，適用于實(shí)際卷煙煙氣樣品的分析檢測。
文檔編號G01N30/88GK102841158SQ20121036307
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者張婕, 耿召良, 周淑平, 朱顯靈, 鮑峰偉, 高川川, 朱文靜, 葛永輝, 蔡凱, 向章敏 申請人:貴州省煙草科學(xué)研究所