烟草用纸中砷形态的提取净化方法和检测方法

摘要

本发明属于检测领域，涉及一种烟草用纸中砷形态的提取净化方法和检测方法。具体地，所述提取净化方法包括向样品中加入酸溶液和醇-酮混合液的步骤。本发明还涉及一种组合试剂及其在烟草用纸中砷形态的提取净化或检测中的用途。本发明的提取净化方法和检测方法填补了现有技术对烟草用纸砷形态进行分析的空白，能够准确、客观地把控纸料中砷的毒性情况。

说明书

技术领域

本发明属于物质检测技术领域，涉及一种烟草用纸中砷形态的提 取净化方法和检测方法。本发明还涉及一种组合试剂及其在烟草用纸 中砷形态的提取净化或检测中的用途。

背景技术

烟草用纸包括卷烟纸、滤嘴棒卷纸和烟用接装纸三种。其中，卷 烟纸俗称盘纸，用于卷住烟丝并参与烟支燃烧；滤嘴棒卷纸包裹在卷 烟滤嘴外侧，起到支撑滤嘴成型的作用；烟用接装纸又名水松纸，是 专门用于滤嘴和烟支连接的一种特殊包装用纸，烟用接装纸表面一般 刷有棕色或白色的涂料，或者为了提高装饰性，于纸面上印制各色图 案或牌号名称。

烟草用纸是卷烟制造中不可或缺的原材料，由于卷烟纸参与燃烧 产生的烟气会影响环境，滤嘴棒卷纸和烟用接装纸直接与口腔接触会 影响人体健康，因此各个国家对于烟草用纸的质量控制都有严格的要 求，这其中包括砷，由于砷对人体的心肌、呼吸系统、神经系统、生 殖系统、造血及免疫系统均会有不同程度的损伤，甚至与诱发肺癌具 有显著的相关性，因此对烟草用纸中砷含量的控制成为关乎吸烟者健 康的关键。

随着科学的进步，研究者发现砷的毒性作用不仅与其含量有关， 还与砷的形态有关。砷形态一般包括亚砷酸(As(Ⅲ))、砷酸(As(Ⅴ))、 一甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)、砷甜菜碱和砷胆碱，以及砷 糖、砷酯类化合物等。经研究发现各种砷形态的毒性排序为亚砷酸＞ 砷酸＞一甲基砷酸＞二甲基砷酸，而砷胆碱和砷甜菜碱无毒，可见各 种砷形态的毒性差异较大，仅仅测定烟草用纸中的砷含量无法对纸料 中砷的毒性情况进行客观、准确的把控。因此，亟需对砷形态进行检 测分析，但是目前尚无对烟草用纸进行砷形态分析的方法。

发明内容

本发明发明人经深入的研究，得到了一种烟草用纸中砷形态的提 取净化方法，并进而得到烟草用纸中砷形态的检测方法。本发明的方 法能够准确、客观地获得烟草用纸中的砷毒性情况。由此提供了下述 发明：

本发明的一个方面提供了一种烟草用纸中砷形态的提取净化方 法，包括向样品中加入酸溶液和醇-酮混合液的步骤。其中，酸溶液和 醇-酮混合液同时或者不同时加入；具体地，向样品中先加入酸溶液， 再加入醇-酮混合液。

在本发明的一个实施方案中，酸溶液和醇-酮混合液的量均能浸润 样品；具体地，酸溶液和醇-酮混合液的体积相同。

根据本发明任一项的提取净化方法，其中，所述酸溶液为盐酸水 溶液、硫酸水溶液和醋酸水溶液中的一种或多种，所述酸溶液能够避 免对低价砷形态的氧化，以及对高价砷形态的还原；具体地，硫酸水 溶液的硫酸浓度不超过10％(w/w)；具体地，盐酸水溶液的pH值为 5-6；具体地，每2-4g样品中加入10-15mL的盐酸水溶液。

根据本发明任一项的提取净化方法，其中，所述醇-酮混合液为乙 醇-丙酮混合液或甲醇-丙酮混合液；具体地，乙醇-丙酮混合液中，乙 醇、丙酮的体积比为1:1。

根据本发明任一项的提取净化方法，其中，在漩涡振荡下加入酸 溶液和醇-酮混合液；具体地，漩涡振荡的速度为1500-2500r/min；具 体地，漩涡振荡的时间为5-15min，优选为5-10min。

根据本发明任一项的提取净化方法，其还包括在加入酸溶液和醇- 酮混合液之前，将样品进行破碎的步骤；具体地，所述破碎为用陶瓷 剪刀剪碎；具体地，剪碎后的样品面积<3.5mm²；优选地，剪碎后的 样品面积为1-3mm²，更优选为1mm²、2mm²、3mm²。

在此基础上，本发明另一方面给出了一种烟草用纸中砷形态的检 测方法，包括上述烟草用纸中砷形态的提取净化方法；具体地，还包 括下述步骤：

将提取净化得到的液体静置、过滤，然后用高效液相色谱-电感耦 合等离子体质谱联用仪检测液体中不同砷形态的含量；具体地，所述 过滤为滤膜过滤；优选地，滤膜的孔径为0.22μm。所述提取净化得到 的液体指向样品中加入酸溶液和醇-酮混合液提取净化后得到的液体。

上述方法适用于对卷烟纸、滤嘴棒卷纸或烟用接装纸等烟草用纸 中的砷形态进行提取净化或检测。

本发明还涉及一种组合试剂，包括酸溶液和醇-酮混合液；具体地， 所述组合试剂包括盐酸水溶液和乙醇-丙酮混合液；更具体地，盐酸水 溶液和乙醇-丙酮混合液的体积比为1:1；具体地，乙醇-丙酮混合液中， 乙醇、丙酮的体积比为1:1。

本发明还涉及所述组合试剂在烟草用纸特别是烟用接装纸中砷形 态的提取、净化或检测中的用途。

本发明中，如果没有特别说明，术语“砷形态”指砷元素在环境 中以离子、分子或其它结合方式存在的物理或化学形式。本发明提取、 净化或检测的砷形态指三价砷(亚砷酸)、五价砷(砷酸)、一甲基 砷酸(MMA)和/或二甲基砷酸(DMA)。

发明的有益效果

(1)本发明填补了现有烟草用纸中砷形态提取净化、检测方法的 技术空白，能够准确、客观地反映纸料中砷的形态分布情况，为生产 低毒、无毒的烟草用纸提供了保障。

(2)本发明采用酸溶液和极性-非极性有机混合液相组合，保证 了纸料内各种砷形态被分离出来并均匀分布在液体中，从而方便一次 性取样检测。

(3)本发明提取净化简单、相对偏差小、回收率高。

附图说明

图1：本发明烟草用纸中砷形态检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领 域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限 定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造 商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通 过市购获得的常规产品。

烟用接装纸中砷形态的检测方法如图1所示。

实施例1：

称取约2g烟用接装纸(浙江恒丰造纸厂生产)，用陶瓷剪刀剪成 约1mm²的样品放于50mL具盖离心管中，加入10mL、pH值为5的 盐酸水溶液，置于漩涡混合振荡仪上以1500r/min的速度振荡5min 使样品充分浸润，再加入10mL、体积比1:1的乙醇-丙酮混合液，继 续在漩涡混合振荡仪上以1500r/min速度振荡10min，静置后取上清 液经孔径为0.22μm的滤膜过滤后进样。采用高效液相色谱-电感耦合 等离子体质谱联用仪(美国Aglient1260高效液相色谱和美国 Aglient7500电感耦合等离子体质谱联用)进行检测，结果如表1所示。

称取多份剪成约1mm²的上述烟用接装纸样品(均为3g)，分别 放入多个离心管中。将0.5mg/L的三价砷标准溶液、2mg/L的一甲基 砷标准溶液、5mg/L的二甲基砷标准溶液和0.5mg/L的五价砷标准溶 液分别加入不同离心管中，加入量均为0.05mL；然后均加入10mL、 pH值为5的盐酸水溶液进行浸润，浸润过程和后续操作与上述相同， 每一种标准溶液重复三个样品取平均值，按照下式计算得到回收率及 相对标准偏差，结果见表1。

回收率＝(加标样品测定值-样品测定值)/加标量×100％

其中，加标样品测定值为样品中加入不同形态砷标准溶液后的含 量测定值，加标量为加入的砷标准溶液中的砷总量。

表1

结果发现，所检测样品中各种砷形态的回收率均在80～120％之 间，相对偏差R.S.D小于5％，符合理化检测要求，能够准确、客观 地反映纸料中砷的形态分布情况。

实施例2：

称取约4g水松纸(一种烟用接装纸，由浙江民丰造纸厂生产)用 陶瓷剪刀剪碎成约3mm²的样品于50mL具盖离心管中，加入15mL、 pH值为6的盐酸水溶液，置于漩涡混合振荡仪上以2500r/min的速度 振荡10min使样品充分浸润，再加入15mL、体积比1:1的甲醇-丙酮混 合液，继续在漩涡混合振荡仪上以2500r/min速度振荡15min，静置后 取上清液经孔径为0.22μm的滤膜过滤后进样。采用实施例1中的高效 液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用仪进行检测，结果如表2所示。

称取多份剪成约3mm²的上述样品(均为3g)，分别放入多个离 心管中。将0.5mg/L的三价砷标准溶液、2mg/L的一甲基砷标准溶液、 5mg/L的二甲基砷标准溶液和0.5mg/L的五价砷标准溶液分别加入不 同离心管中，加入量均为0.05mL；然后均加入10mL、pH值为5的 盐酸水溶液进行浸润，浸润过程和后续操作与上述相同，每一种标准 溶液重复三个样品取平均值，按照实施例1方法计算得到回收率及相 对标准偏差，结果见表2。

表2

结果发现，所检测样品中各种砷形态的回收率均在80～120％之 间，相对偏差R.S.D小于5％，符合理化检测要求，能够准确、客观 地反映纸料中砷的形态分布情况。

实施例3：

称取约3g卷烟纸(浙江民丰造纸厂)用陶瓷剪刀剪碎成约2mm²的样品于50mL具盖离心管中，加入12.5mL、含量为8％(w/w)的硫 酸水溶液，置于漩涡混合振荡仪上以2000r/min的速度振荡7.5min使样 品充分浸润，再加入12.5mL、体积比1:1的乙醇-丙酮混合液，继续在 漩涡混合振荡仪上以2000r/min的速度振荡12.5min，静置后取上清液 经孔径为0.22μm的滤膜过滤后进样。采用实施例1中的高效液相色谱- 电感耦合等离子体质谱联用仪进行检测，结果如表3所示。

称取多份剪成约2mm²的上述样品(均为3g)，分别放入多个离 心管中。将0.5mg/L的三价砷标准溶液、2mg/L的一甲基砷标准溶液、 5mg/L的二甲基砷标准溶液和0.5mg/L的五价砷标准溶液分别加入不 同离心管中，加入量均为0.05mL；然后均加入10mL、pH值为5的 盐酸水溶液进行浸润，浸润过程和后续操作与上述相同，每一种标准 溶液重复三个样品取平均值，按照实施例1方法计算得到回收率及相 对标准偏差，结果见表3。

表3

结果发现，所检测样品中各种砷形态的回收率均在80～120％之 间，相对偏差R.S.D小于5％，符合理化检测要求，能够准确、客观 地反映纸料中砷的形态分布情况。

除上述实施例的烟用接装纸外，本发明的方法还适用于对卷烟纸、 滤嘴棒卷纸等烟草用纸进行砷形态的提取净化和检测。

尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，本领域技术人 员将会理解。根据已经公开的所有教导，可以对那些细节进行各种修 改和替换，这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围 由所附权利要求及其任何等同物给出。