LC-MS/MS定量分析卷烟中的烟草特有亚硝胺(TSNAs)

烟草特有亚硝胺(TSNAs)是所有烟草特有的成分。传统上采用气相色谱-热能分析仪(GC-TEA)测定卷烟烟丝和烟气中的TSNAs,该法的缺点是纯化步骤多,分析时间长。本法—即LC-MS/MS法采用0·1%AA(乙酸胺)水溶液直接对卷烟烟丝或收集主流烟气的剑桥滤片进行简单的超声萃取,萃取液与乙腈(含氘化的内标物)等体积混合,高速离心,上层清液用带有正离子电子喷雾装置的LC-MS/MS仪进行分析。本法性能稳定,分析的样品数量大,数据可靠,萃取效率及回收率高;仪器检测限比传统分析方法低得多;分析时间短(每个样仅3min左右)。本文给出了烟草中4种特有亚硝胺的LC-MS/MS法的液相操作条件、质谱分析测定参数,TSNAs的仪器最低检测限值、回收率、精密度、定量分析曲线等,还对国内外市场上销售的44种卷烟进行了定量分析测定。

烟草及烟草制品中TSNAs分析方法的对比

对目前烟草及烟草制品中烟草特有亚硝胺(TSNAs)的分离纯化和测试方法进行了综述和对比,认为使用液相色谱-质谱-质谱(LC-MS-MS)联用技术测试TSNAs是今后的发展趋势。

加热不燃烧(HNB)烟草制品主流烟气中 烟草特 有亚硝胺(TSNAs) 分析方法研究

建立了一种超高效液相色谱 - 三重四级杆质谱仪(UPLC- MS-MS)检测加热不燃烧(HNB)烟草制品主流烟气 中烟草特有亚硝胺(TSNAs)的方法。前处理方法简便快捷,依据 GB/T 19609-2004 标准条件和 IQOS 型加热不燃烧烟草制 品性能设置抽吸参数,使用 44mm 剑桥滤片捕集主流烟气粒相物,用含有 TSNA 的 4 种氘代物的 100mM 醋酸铵水溶液提取剑 桥滤片。使用 Waters ACQUITY BEH Shield RP18 1.7um 2.1×100mm 分析柱。以母离子与子离子组成监测离子对,以多反应 监测(MRM)方式对每个待测组分进行定性定量分析。4 种烟草特有亚硝胺在 0.4800 ~ 40.00ng/mL 范围内具有良好线性, 相 关系数大于 0.994, 定量下限为 0.1197 ~ 0.16ng/mL, 加标回收率为 79.49% ~ 106.58% , 相对标准偏差为 1.39% ~ 11.86%。该 方法灵敏、快速、准确, 可用于加热不燃烧(HNB)烟草制品主流烟气中烟草特有亚硝胺的测定。

不同初烤烟叶叶片和烟梗TSNAs含量及高温贮藏后的变化研究

为明确不同地区、不同品种、不同部位初烤烟叶叶片和烟梗TSNAs含量及其与前体物之间的关系,探明高温贮藏对TSNAs形成的影响。收集了我国河南、云贵、粤湘产区的30个烤烟初烤后烟叶样品,在河南洛阳设置品种试验,另将初烤叶片和烟梗进行高温贮藏,研究烟草特有亚硝胺、生物碱和硝酸盐含量的变化。结果表明,初烤烟叶叶片TSNAs含量均显著高于烟梗,且在叶片中NNN比例较高,在烟梗中则以NNK比例较高;叶片中生物碱总量约为烟梗的4.7倍;硝酸盐含量则表现为烟梗中含量远高于叶片。不同地区叶片TSNAs含量达到极显著差异,以湘粤产区含量最高;不同品种叶片的TSNAs含量达到显著差异,生物碱含量较低的品种TSNAs含量较低;各部位烟叶TSNAs含量均表现为叶片>支脉>主脉。相关分析表明在烟叶烘烤过程中烟叶生物碱含量对TSNAs积累的影响较大。经高温贮藏后叶片和烟梗TSNAs含量增加幅度有较大差异,其中烟梗TSNAs增加比例达到229.2%,叶片增加30.6%,硝酸盐含量对高温贮藏过程中TSNAs形成影响较大。

烟草特有亚硝胺(TSNA)的研究进展

综述了烟草特有亚硝胺(TSNA)的发现、形成过程、危害、检测方法及国内外研究成果,并对进一步开展降低TSNA的研究进行了展望,以期为生产优质低害的烟叶提供参考依据。

不同栽培措施组合对白肋烟TSNAs含量及品质的影响

为揭示不同栽培措施组合对烟草特有亚硝胺(TSNAs)含量(质量分数)及品质的影响,采用正交试验研究了白肋烟品种、施氮量、仿生型信号分子(Bionics signal molecule,BSM)剂量三因素组合对上部烟叶TSNAs、生物碱、硝态氮、常规化学成分与感官品质的影响。结果表明:品种是影响TSNAs及其前体物生物碱含量的主要因素,低烟碱转化率品种TSNAs含量低于其他品种;施氮量对TSNAs及其前体物含量影响差异较大,施氮量210 kg·hm^(-2)时烟叶中生物碱、硝态氮以及TSNAs含量均低于施氮量270 kg·hm^(-2)和施氮量330 kg·hm^(-2)时的含量;打顶后涂抹BSM,上部烟叶的N-亚硝基降烟碱(NNN)和TSNAs总量均较低,烟叶的感官品质改善。因此,在湖北恩施白肋烟产区鄂烟1号LC、施氮量210 kg·hm^(-2)、0.1μmol·L-1BSM涂抹或鄂烟3号LC、施氮量210 kg·hm^(-2)、清水涂抹的组合表现较好,是降低白肋烟上部叶TSNAs含量的有效措施。

烟草特有亚硝胺(TSNA)的研究进展

综述了烟草特有亚硝胺(TSNA)的发现、形成过程、危害、检测方法及国内外研究成果,并对进一步开展降低TSNA的研究进行了展望,以期为生产优质低害的烟叶提供参考。

四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶固相萃取/HPLC-MS/MS法测定家兔血浆中的TSNAs

为了准确测定家兔血浆中的烟草特有N-亚硝胺（TSNAs），制备了四氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪键合硅胶（NCS）固相萃取柱，并通过对NCS固相萃取、色谱及质谱条件的优化，建立了测定家兔血浆中的N-亚硝基降烟碱（NNN）、4-（N-甲基亚硝胺基）-1-（3-吡啶基）-1-丁酮（NNK）、4-（N-甲基亚硝胺基）-1-（3-吡啶基）-1-丁醇（NNAL）、N-亚硝基新烟草碱（NAT）和N-亚硝基假木贼碱（NAB）5种TSNAs的NCS固相萃取／HPLc．MS／MS方法。结果表明：NCS固相萃取柱对家兔血浆中5种TSNAs的萃取效率优于商品化的C18固相萃取柱；5种TSNAs的检测限为0．0092～0．0590ng／mL，回收率和相对标准偏差（RSD）分别为90．1％～113．3％和0．95％～7．22％。该方法简单、准确，适合于家兔血浆中TSNAs的检测。

自然醇化过程中白肋烟叶TSNAs含量的变化

为了明晰白肋烟叶自然醇化期间烟草特有Ⅳ-亚硝胺（TSNAs）主要种类含量的变化规律，以主栽白肋烟品种TN86，TN90上部和中部烟叶为研究对象，跟踪测定了白肋烟叶自然醇化期间NAB，NAT，NNK和NNN的含量。结果表明：①与开始醇化时对应的白肋烟叶相比，醇化6，9，12，18，24和27个月后的白肋烟叶NAB，NAT和NNN含量均明显增加；而其NNK含量只在醇化6，18，24和27个月时明显增加，醇化9个月的烟叶NNK含量有所减少，醇化12个月的烟叶NNK含量变化因其品种和部位不同有较大差异。②白肋烟叶在自然醇化0～18个月期间，NAB和NAT含量随醇化时间延长逐渐增加，18个月时达到最高；18～27个月时含量又逐渐降低。③自然醇化0～27个月间，白肋烟NNN含量的变化规律因品种和部位不同而有所差异。

LC-MS/MS法检测卷烟滤嘴截留的烟气TSNAs

为了解滤嘴对烟草特有亚硝胺(TSNAs)的截留效率,采用液相色谱-串连质谱(LC-MS/MS)法测定了30种卷烟样品滤嘴中截留的烟气TSNAs:NNN、NAT、NNK、NAB。用0.1mol/L醋酸铵水溶液萃取烟蒂滤嘴,萃取液过OASIS MCX小柱,用50%(体积分数)甲醇洗脱,洗脱液直接进行LC-MS/MS分析,分析条件为:色谱柱:Waters Symmetry Shield TM RP18柱,柱温:65℃;流动相:50%甲醇水溶液(水中含0.1%醋酸),等度洗脱,流速0.25mL/min。结果显示:①NNN、NAT、NNK和NAB的检测限分别为0.7、0.3、0.6和0.4ng/支,回收率96.0%～103.5%,相对标准偏差(RSD)均小于8%;②NNN、NNK、NAT、NAB的滤嘴截留率分别在16.67%～43.05%、30.51%～55.97%、16.19%～45.00%和41.68%～49.08%范围内;③混合型卷烟滤嘴对NNN、NAT的截留效率要高于烤烟型卷烟,而对NNK、NAB和TSNAs总量,混合型卷烟滤嘴和烤烟型卷烟滤嘴的接近;④醋酸纤维滤嘴对NNK、NAB的截留率与聚丙烯纤维滤嘴相当,对NNN、NAT的截留率高于聚丙烯纤维滤嘴。

不同晶相羟基氧化铁的合成及选择性降低卷烟烟气中TSNAs的应用

利用沉淀法原理,以二价铁离子为铁源,控制合成了3种不同晶相和结构的羟基氧化铁纳米材料,并对其降低卷烟烟气中4-(N-甲基亚硝胺)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)的释放量进行了研究。利用XRD、FT-IR、SEM等手段对材料进行了系统表征。将不同晶相和结构的材料添加到卷烟滤棒中,结果表明,FeOOH能明显选择性降低卷烟烟气中烟草特有亚硝胺,对代表性化合物NNK的选择性降低率最高可达25.03%,降低NNK释放量的相对顺序为δ-FeOOH>β-FeOOH>α-FeOOH,而且对不同亚硝胺分子的降低也有差异选择性。FT-IR分析结果表明,FeOOH与NNK分子之间存在化学键作用。

烟草特有亚硝胺的研究进展

综述了国内外近几十年来有关烟草亚硝胺的研究进展,阐述了烟草亚硝胺的形成、危害及其致病机制,分析了烟草亚硝胺的各种检测方法,简要探讨了降低烟草中特有亚硝胺的途径,并提出了目前该领域所面临的问题与挑战。

烟草特有N-亚硝胺分析方法研究进展

烟草特有亚硝胺(TSNAs)是一类具有强致癌性的N-亚硝胺类化合物,是国内外烟草研究重点领域之一。综述了烟草、烟草制品及烟气中TSNAs的分析方法,其中对近年来应用较多的气相色谱-热能分析(GC-TEA)、液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)和气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)方法进行了重点综述,并展望了TSNAs分析检测的研究前景。

过滤型色谱瓶在LC-MS/MS法测定卷烟主流烟气中烟草特有N-亚硝胺含量中的应用

为了提高卷烟主流烟气中烟草特有N-亚硝胺(TSNAs)含量测定的样品前处理效率,设计并采用了具有过滤功能的色谱瓶。经严格对比,分别过滤型色谱瓶与传统色谱瓶所得检测结果具有良好的一致性(Pt>0.05)。该色谱瓶具有操作简便、成本低等优点,可以作为一种准确、快速的测定卷烟主流烟气中TSNAs含量的前处理方法加以推广。

抑制雪茄烟叶TSNAs生成的弯曲芽胞杆菌Ni3菌株的分离筛选及其关键基因挖掘

为了明确微生物抑制烟草特有亚硝胺(TSNAs)形成的机制,以TSNAs的关键前体物烟碱为底物,经定向筛选从雪茄烟叶中分离出1株耐高温且高效降解烟碱的弯曲芽胞杆菌(Bacillus flexus)Ni3。通过摇瓶发酵和仿真农业堆积发酵试验评估了菌株Ni3对雪茄烟叶中TSNAs的抑制能力,并通过全基因组测序分析初步挖掘出菌株Ni3中降解TSNAs前体物的关键基因。结果表明:①菌株Ni3在初始质量浓度为1.5 g/L的烟碱发酵培养基中72 h时烟碱的降解率为56%;在4种TSNAs成分初始质量浓度为10 mg/L的TSNAs发酵培养基中,NNN、NNK、NAT和NAB的降解率分别为23%、64%、26%和27%;②将Ni3菌悬液应用于雪茄烟叶CX-7发酵过程中,在发酵第9天时NNN、NNK、NAT和NAB的积累量分别减少41%、53%、53%和53%,总TSNAs减少46%;③全基因组测序分析表明,菌株Ni3中有7个基因可能参与调控TSNAs前体物的代谢。因此,弯曲芽胞杆菌Ni3在抑制雪茄烟叶发酵过程中TSNAs形成方面具有较大的应用潜力。

茶叶对降低吸烟危害的应用研究

将绿茶制成茶叶滤嘴与卷烟对接,可以有选择地减少烟气中的自由基、亚硝胺等有害物质,降低吸烟对人体的危害。利用电子自旋共振波谱法(ESR)检测茶叶滤嘴卷烟主流烟气中的气相自由基和粒相自由基,检测结果表明:与普通醋酸纤维滤嘴卷烟相比,茶叶滤嘴卷烟烟气中气相自由基和固相自由基分别降低了16.42%～30.48%和12.36%～16.48%。利用气相色谱仪-热能检测器(TEA)分离检测卷烟烟气中NNN、NAT、NAB、NNK四种烟草特有亚硝胺(TSNAs)的含量,检测结果表明:与普通滤嘴卷烟相比,烤烟型茶叶滤嘴卷烟烟气中NNN、NAT、NAB、NNK、亚硝胺总量分别降低了16.88%、15.12%、26.04%、11.39%、14.61%;混合型茶叶滤嘴卷烟烟气中NNN、NAT、NAB、NNK分别降低了23.04%、11.62%、17.41%、17.38%、17.41%。利用茶叶滤嘴降低卷烟烟气有害成分是一条有效途径。

模拟分析不同热源温度下加热卷烟烟气TSNAs的释放特性

为分析热源温度对加热卷烟烟气烟草特有亚硝胺(TSNAs)释放量的影响,基于自主研制的加热装置,模拟研究了3种加热卷烟产品在不同热源温度下TSNAs的释放特性及各种TSNAs之间的相关性。结果表明:(1)随着模拟装置热源温度升高,3种加热卷烟烟气中总粒相物释放量逐渐增加,且与热源温度极显著线性相关。(2)随着模拟装置热源温度升高,3种加热卷烟烟气中NNN、NNK、NAB和NAT的释放量及TSNAs总量均呈显著二次曲线增加趋势,且低温阶段增加缓慢,高温阶段增加显著。(3)在不同热源温度下,烟气中NNN、NNK、NAB和NAT的释放量及TSNAs总量之间均存在显著相关性。(4)与传统卷烟不同,加热卷烟烟气中NNN、NAB和NAT的释放量及TSNAs总量与总粒相物之间存在显著相关性。

三重四极杆气质联用法测定卷烟主流烟气中NNK

为了测定卷烟主流烟气中4-(甲基亚硝胺基-)1-(3-吡啶基-)1-丁酮(NNK)的含量,建立了三重四极杆气质联用仪(GC-MS/MS)测定方法。按照标准条件抽吸卷烟,捕集在剑桥滤片上的卷烟烟气粒相物用二氯甲烷萃取并以氘代NNK为内标,经固相萃取净化后,用三重四极杆气质联用仪测定卷烟烟气中NNK的含量。方法的相对标准偏差为2.3%～2.7%(n=6)、回收率为98.9%～116.8%、定量下限为0.087ng/cig,完全可以满足日常检测的要求。本方法采用商品化固相萃取柱,避免了样品浓缩、转移等操作步骤,节省试剂并且提高了工作效率。应用本方法对2R4F和其他不同类型的卷烟样品烟气中NNK进行了检测,检测数据与国家标准方法GB/T 23228-2008(GC-TEA)一致性好,验证了本方法的准确性。

在线固相萃取-气相色谱/热能检测测定卷烟主流烟气中的TSNAs

建立了卷烟主流烟气中4种TSNAs的在线固相萃取-气相色谱/热能检测测定方法。在标准吸烟条件下,采用剑桥滤片收集卷烟烟气的总粒相物,滤片经二氯甲烷萃取、过滤后,样品通过固相萃取柱富集,然后切换六通阀用洗脱液反向洗脱下TSNAs,最后进入气相色谱中排干溶剂后通过气相色谱柱分离,用热能检测器检测。结果表明:采用改进后的方法可以简化前处理步骤,4种TSNAs线性范围宽,相关系数均> 0. 999;检出限分别为0. 028 ng/支、0. 020 ng/支、0. 025 ng/支和0. 030 ng/支;在不同添加水平下,平均回收率为94. 2%～102. 8%,日内相对标准偏差和日间相对标准偏差均小于3. 0%。本方法可用于测定卷烟主流烟气中低含量的TSNAs。