一种合相色谱‑串联质谱法测定烟用纸张中偶氮染料释放的特定芳香胺的方法技术

本发明专利技术涉及一种合相色谱‑串联质谱法测定烟用纸张中偶氮染料释放的特定芳香胺的方法，属于纸张中有害物质残留的理化检验技术领域，具体说是偶氮染料在弱酸性缓冲溶液中被连二亚硫酸钠还原成芳香胺，然后固相萃取净化、氮吹浓缩后，用合相色谱串联质谱联用仪进行测定，内标法定量。本发明专利技术的方法克服了现有技术样品处理方法的不足，针对纸张样品优化了样品前处理方法和仪器检测条件，可以降低结构相近的物质对目标物的干扰，使得该方法具有操作准确、回收率高、分离时间短、快速简便及灵敏度高等优点。

A chromatography tandem mass spectrometry method for tobacco specific azo dye release in the paper

The invention relates to a method for chromatography determination of tobacco specific azo dye release paper in tandem mass spectrometry, which belongs to the technical field of physical and chemical examination of harmful substances residue in paper, specifically the azo dyes in weak acidic buffer solution was two sodium sulfite reduction into aromatic amines, and solid phase extraction purification nitrogen blow enrichment after spectrometer was determined by CO chromatography tandem mass spectrometry, and quantified by internal standard method. The method of the invention overcomes the defects of the existing technology of sample treatment, the paper optimized the sample method and testing sample preparation conditions, can reduce the interference of similar substances on the structure of the object, so the method has accurate operation, high recovery rate, short separation time, rapid and high sensitivity.

【技术实现步骤摘要】
一种合相色谱-串联质谱法测定烟用纸张中偶氮染料释放的特定芳香胺的方法
本专利技术属于烟用材料中有害物质残留的理化检验
，主要涉及偶氮染料释放的致癌芳香胺的测定技术，具体说是偶氮染料在柠檬酸缓冲溶液中被连二亚硫酸钠还原成芳香胺，然后经固相萃取净化后，氮吹浓缩，用合相色谱串联质谱联用仪进行测定，内标法定量。
技术介绍
偶氮染料是指分子结构中含有偶氮基-N=N-的染料。通常研究认为，偶氮染料其结构本身通常不会对人体产生有害影响，但有一些用“芳胺类中间体”合成的偶氮染料，因其与人体皮肤长期接触之后，会因人表面皮肤的弱酸环境，极易发生还原反应并使偶氮基断裂，生成大量芳胺类化合物。其反应式如下：而这类化合物往往存在着严重致癌性，极易使人体细胞诱发病变，对人体皮肤甚至膀胱、输尿管等器官会产生极其严重的致癌损害，是应该被明令禁止的。这种违禁的偶氮染料，也被称为“致癌芳香胺染料”。目前，禁用偶氮染料的检测是基于检测样品经还原分解后，是否存在有害的芳香胺，继而反推样品是否使用了禁用的偶氮染料。禁用偶氮染料的检测通常需经历以下四步：(1)样品预处理；(2)还原分解，在此过程中偶氮染料与还原剂发生反应；(3)萃取和浓缩，即将还原生成的芳香胺萃取到有机溶剂中，并经浓缩后定容；(4)用先进分析仪器进行检测。芳香胺的测定方法主要有气相色谱法（GC）[胡庆兰，郑平，段连生.顶空固相萃取-气相色谱法测定水中芳香胺类化合物[J].华中师范大学学报，2012，46(4):452-455.]、气相色谱质谱联用法（GC-MS）[洪小燕，温裕云，林芳，等.土壤及沉积物中25种芳香胺的固-液-液萃取及气相色谱-质谱测定方法初步研究[J].分析测试学报，2010,29(1):31-34.]、液相色谱法（HPLC）[王卉卉，牛增元，叶曦雯，等.染色纺织品与皮革制品中23种禁用偶氮染料的高效液相色谱法测定[J].分析测试学报，2009,28(8):944-948.]和液相色谱质谱联用法（LC-MS）[孙银峰，牛增元，叶曦雯，等.液相色谱/质谱法测定电气产品塑料部件中的初级芳香胺[J].分析化学，2009,37(6):861－866.]。但这些方法均存在一定的局限性，GC和HPLC通常灵敏度和定性能力较差，因此可能出现假阳性结果。GC-MS和HPLC-MS灵敏度较高，具有一定的选择性，但在复杂基质体系中也容易受到基质的干扰，定性能力不如串联质谱。中国专利（201410041729.3）公开了《一种烟用纸张中禁用偶氮染料的测定方法》，其中涉及到芳香胺检测，该专利结合液液萃取和液相色谱串联质谱技术，大大提高了分析灵敏度和检测效率，但是由于这些芳香胺结构相似，且大多数都有同分异构体的现象，所以采用普通的液相色谱并不能将这些芳香胺很好的分离，且偶尔会有假阳性的结果出现，比如2，4-二甲基苯胺和2，6-二甲基苯胺属于同分异构体，普通的液相色谱不能很好的分离。本专利申请采用的超高效合相色谱（Ultraperformanceconvergencechromatography,UPC2）技术是近年来提出的一种分离技术。该技术基于超临界流体色谱技术原理，其流动相以超临界CO2为主要组成，辅助少量的有机溶剂，具有黏度低、传质性能好、分离效率高、绿色环保的优势；同时，该系统基于超高效液相色谱技术平台，以及亚2μm的色谱柱技术，使得仪器的可操控性能、重现性、精密度等方面有较大的进步，特别适合于异构体的分离检测。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服现有技术缺陷，提供一种烟用纸张中偶氮染料释放出的芳香胺残留量的测定方法，即在弱酸性条件下，加入还原液进行还原分解，然后进行固相萃取、氮吹浓缩后直接以合相色谱-串联质谱测定样品中芳香胺，该方法能快速、准确检测烟用纸张中芳香胺，测定结果准确，基质干扰少。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种烟用纸张中偶氮染料释放出的芳香胺残留量的测定方法，具体包括以下步骤：a、样品的提取：将样品剪成5mm×5mm左右的碎片，混合均匀；称取1.0g样品，将样品置于50mL具塞离心管中，加入15mL预热至70±2℃的柠檬酸缓冲液，猛烈摇动，使液体浸透样品，于70±2℃水浴中放置30min；加入200mg/mL连二亚硫酸钠水溶液3mL，保持70±2℃，反应30min，然后将离心管置于冰水浴中于2min内冷却至室温；b、样品净化：往离心管中分别加入0.5mL的质量分数为40%的氢氧化钠溶液和100µL内标工作溶液，之后将离心管中的上层液体全部倒入提取柱中，任其吸附10～20min，然后用4*20mL叔丁基甲醚分4次洗提离心管中的下层样品，每次均需混匀叔丁基甲醚和样品，然后将叔丁基甲醚洗液倒入该提取柱中，收集叔丁基甲醚洗脱液于三角瓶中，往三角瓶中加入5～8g的无水硫酸钠；c、样品浓缩：移取8mL的洗脱液于带刻度的10mL氮吹管中，氮吹至近干，加入1mL的甲醇复溶，进UPC2-MS/MS分析；d、准备标准工作溶液：称取0.01g各芳香胺的标准品到同一个10mL容量瓶中，用甲醇稀释并最终配制成具有浓度梯度的标准工作溶液；e、合相色谱-串联质谱测定:吸取配制好的不同浓度的标准工作溶液，注入合相色谱-串联质谱仪进行测定；f、芳香胺残留量测定结果的计算以内标法进行残留量的定量分析，即以目标物和内标的定量离子对峰面积对其相应浓度进行回归分析，得到标准曲线，相关系数大于等于0.99，对提取后的样品进行测定，测得检出分析物和内标的定量离子对峰面积比，代入标准曲线，求得样品中各种芳香胺的残留量。本专利技术所述内标为D9-4-氨基联苯，内标工作溶液的配制方法如下：称取0.01gD9-4-氨基联苯标准品到10mL容量瓶中，用甲醇稀释得到浓度为10μg/mL的内标工作溶液。所述提取柱为迪马科技的ProElutAZO固相萃取小柱。在本专利技术中，标准工作溶液的配制方式如下：称取10mg标准品到10mL容量瓶中，精确至0.0001g，用甲醇定容，配制成浓度为1.0mg/mL的混合标准储备液；移取该混合标准储备液100μL于10mL容量瓶中，用甲醇稀释定容，得到浓度约为10μg/mL的工作溶液；分别移取一定体积的工作溶液于10mL容量瓶中，并加入100μL内标工作溶液，用甲醇稀释定容，即配制成不同浓度的标准工作溶液，系列标准工作溶液中各芳香胺的含量分别为：0.5µg，1.0µg，2.0µg，5.0µg和10µg。合相色谱-串联质谱条件具体如下：色谱柱：规格100mm×3.0mm，1.7µm的UPC2Fluoro-Phenyl柱；流动相：超临界CO2/甲醇，流速：2mL/min；梯度洗脱条件如表1；柱温：50℃；背压：1800psi；进样量：2µL；离子源：电喷雾离子源(ESI)；扫描方式：正离子扫描；毛细管电压：2.6KV；离子源温度：150℃；脱溶剂气温度：350℃；脱溶剂气体流速：800L/h；锥孔气体流速：50L/h；补偿溶剂：0.1%甲酸甲醇溶液，流速为0.2mL/min；检测方式：多离子反应监测（MRM）；MRM参数见表2。表2质谱条件本专利技术的方法克服了现有技术样品处理方法的不足，针对烟用纸张样品优化了样品前处理方法和仪器检测条件。与现有技术相比本专利技术方法具有如下优良效果：（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合相色谱‑串联质谱法测定烟用纸张中偶氮染料释放的特定芳香胺的方法，其特征在于：样品剪碎后经还原分解，进行固相萃取，然后萃取液浓缩后，以合相色谱‑串联质谱测定纸张中的芳香胺，内标法定量，具体包括以下步骤：a、样品的提取：将样品剪成5 mm×5 mm左右的碎片，混合均匀；称取1.0g样品，将样品置于50 mL具塞离心管中，加入15 mL预热至70±2℃的柠檬酸缓冲液，猛烈摇动，使液体浸透样品，于70±2℃水浴中放置30 min；加入200mg/mL连二亚硫酸钠水溶液3 mL，保持70±2℃，反应30 min，然后将离心管置于冰水浴中于2min内冷却至室温；b、样品净化：往离心管中分别加入0.5 mL的质量分数为40%的氢氧化钠溶液和100µL内标工作溶液，之后将离心管中的上层液体全部倒入提取柱中，任其吸附10～20min，然后用4*20mL叔丁基甲醚分4次洗提离心管中的下层样品，每次均需混匀叔丁基甲醚和样品，然后将叔丁基甲醚洗液倒入该提取柱中，收集叔丁基甲醚洗脱液于三角瓶中，往三角瓶中加入5～8 g的无水硫酸钠；c、样品浓缩：移取8mL的洗脱液于带刻度的10mL氮吹管中，氮吹至近干，加入1 mL的甲醇复溶， 进UPC...

【技术特征摘要】
1.一种合相色谱-串联质谱法测定烟用纸张中偶氮染料释放的特定芳香胺的方法，其特征在于：样品剪碎后经还原分解，进行固相萃取，然后萃取液浓缩后，以合相色谱-串联质谱测定纸张中的芳香胺，内标法定量，具体包括以下步骤：a、样品的提取：将样品剪成5mm×5mm左右的碎片，混合均匀；称取1.0g样品，将样品置于50mL具塞离心管中，加入15mL预热至70±2℃的柠檬酸缓冲液，猛烈摇动，使液体浸透样品，于70±2℃水浴中放置30min；加入200mg/mL连二亚硫酸钠水溶液3mL，保持70±2℃，反应30min，然后将离心管置于冰水浴中于2min内冷却至室温；b、样品净化：往离心管中分别加入0.5mL的质量分数为40%的氢氧化钠溶液和100µL内标工作溶液，之后将离心管中的上层液体全部倒入提取柱中，任其吸附10～20min，然后用4*20mL叔丁基甲醚分4次洗提离心管中的下层样品，每次均需混匀叔丁基甲醚和样品，然后将叔丁基甲醚洗液倒入该提取柱中，收集叔丁基甲醚洗脱液于三角瓶中，往三角瓶中加入5～8g的无水硫酸钠；c、样品浓缩：移取8mL的洗脱液于带刻度的10mL氮吹管中，氮吹至近干，加入1mL的甲醇复溶，进UPC2-MS/MS分析；d、准备标准工作溶液：称取0.01g各芳香胺的标准品到同一个10mL容量瓶中，用甲醇稀释并最终配制成具有浓度梯度的标准工作溶液；e、合相色谱-串联质谱测定:吸取配制好的不同浓度的标准工作溶液，注入合相色谱-串联质谱仪；色谱柱：规格100mm×3.0mm，1.7µm的UPC2Fluoro-Phenyl柱；流动相：超临界CO2/甲醇，流速：2mL/min；梯度洗脱；柱温：50℃；背压：1800psi；进样量：2µL；离子源：电喷雾离子源(ESI)；扫描方式：正离子扫描；毛细管电压：2.6KV；离子源温度：150℃；脱溶剂气温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，邓惠敏，严俊，周芸，唐纲岭，李小兰，李中皓，王颖，孟冬玲，陆冰琳，
申请(专利权)人：国家烟草质量监督检验中心，
类型：发明
国别省市：河南,41