科普 | 電子煙安全性能有多高？安捷倫用分析圖譜為您解答
目前市面上主流的電子煙，主要是通過(guò)霧化器將電子煙內的電子霧化液（又稱(chēng)煙油）霧化成蒸汽，形成類(lèi)似傳統香煙燃燒時(shí)，所產(chǎn)生的煙霧來(lái)模擬吸煙的體驗。同傳統香煙相比，電子煙可供選擇的口味更多，沒(méi)有因高溫燃燒產(chǎn)生的焦油，甚至可以不添加具有成癮性的尼古丁，使得電子煙迅速在煙民群體和年輕人中風(fēng)靡。
然而在這條產(chǎn)業(yè)鏈中，監管的滯后使得非法添加、虛假宣傳、走私及非法販賣(mài)電子煙案件頻發(fā)，這對消費者特別是未成年人的身心健康產(chǎn)生極大危害。因為大多數電子煙中保留了尼古丁，又添加了若干調整口感和香味的物質(zhì)，那么它同樣具有一定的成癮性和有害性。針對此現象，法國、英國、美國、歐盟等國家和地區都出臺了相應的監管標準，我國自 2018 年起也逐步加強了對電子煙行業(yè)的監管，整治市場(chǎng)亂象。近期兩項電子煙行業(yè)團體標準的政策法案《霧化電子煙裝置通用技術(shù)規范》、《電子霧化液安全技術(shù)規范》也發(fā)布實(shí)施。
看到這里，是不是有小伙伴頓時(shí)覺(jué)得手里的電子煙“不香了”？雖然說(shuō)電子煙確實(shí)含有有害物質(zhì)，但是任何拋開(kāi)定量的定性都是缺乏科學(xué)性及準確性的，就像我們喝下秋天的第一杯奶茶，卻同樣擺脫不了高糖分會(huì )危害健康的事實(shí)。那么電子煙到底安不安全？我們該用什么方式去確認呢？因為電子煙電子霧化液中的物質(zhì)，需要由霧化器加熱并揮發(fā)以產(chǎn)生作用，加熱的溫度通?？刂圃?300 度以?xún)?，這使得它們尤其適合使用氣相色譜─質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（GC/MS）來(lái)進(jìn)行分析檢測。從技術(shù)層面上而言，電子煙油的分析可以大致概括為三個(gè)層次：
質(zhì)量控制：對主要成分丙二醇、丙三醇以及香精香料的含量進(jìn)行常規分析；
非法添加：對煙油中低含量的違禁添加物質(zhì)，和未知成分進(jìn)行確證和剖析；
差異分析：對不同口味或來(lái)源的煙油樣品進(jìn)行溯源，或差異分析等。
針對應用領(lǐng)域，安捷倫都有對應的 “制勝法寶”，我們將總共通過(guò)三篇專(zhuān)題來(lái)逐一探討，那么現在，就請跟隨我們一起走進(jìn)專(zhuān)題中的第一篇吧。
電子煙霧化液中究竟有多少物質(zhì)？
根據最近發(fā)布的團體標準 T/CECC 002-2021 《電子霧化液安全技術(shù)規范》，電子煙霧化液包含以甘油（丙三醇）、丙二醇和水構成的基液、用于提供香味等生理感受或防止變質(zhì)等功能作用的物質(zhì)（例如尼古丁、食用香精、植物提取物等）、以及具有限量要求的一系列雜質(zhì)（例如雙乙酰、鄰苯二甲酸酯等）。規范中要求對煙油的主要成分進(jìn)行檢測， 圖 1 是使用 Agilent 5977 GC/MS 在低極性、中等極性和強極性三種不同的色譜柱上，直接進(jìn)樣分析同一種霧化液樣品稀釋液的結果。比較發(fā)現 DB-624UI 色譜柱的液膜較厚、載樣量更大，極性適中、對幾種主要成分的分離度較好，且峰型較對稱(chēng)、能夠使定性定量結果更為可靠。
圖 1. 三種不同色譜柱對電子霧化液的分析。
色譜柱規格分別為：HP-5MS（30mx0.25mmx0.25μm）、DB-624UI（30mx0.25mmx1.4μm）、DB-WAX（30mx0.25mmx0.25μm）；
標注的化合物分別為：①丙二醇、②丙三醇、③苯甲酸、④涼味劑、⑤尼古丁
當我們更關(guān)注微量成分時(shí)，還可以采取固相微萃?。⊿PME）這一具有富集作用的處理方式來(lái)分析電子霧化液。圖 2 是萃取溫度 60 度條件下 SPME 進(jìn)樣的分析結果，不難看出譜圖復雜了許多，并且很多化合物存在共流出的情況。不看不知道，原來(lái)在電子霧化液里實(shí)際存在這么多物質(zhì)，看到這樣的分析圖譜是不是感覺(jué)到有點(diǎn)“慌”？這么多物質(zhì)都是什么呢，讓安捷倫的 GC/MS 結合未知物分析軟件來(lái)告訴您。
圖 2. 使用固相微萃取進(jìn)樣對電子霧化液的分析
電子煙霧化液的組分定性困難嗎？
GC/MS 技術(shù)可以結合質(zhì)譜特征離子和質(zhì)譜庫的優(yōu)勢，發(fā)揮強大的定性能力。安捷倫未知物分析軟件（MassHunter Unknown Analysis）能自動(dòng)完成峰值檢索和譜庫比對的過(guò)程，其解卷積功能使得共洗脫的化合物也同樣可以被識別出來(lái)，還能同時(shí)評估匹配結果的保留時(shí)間和保留指數的一致性。圖 3 為未知物分析軟件的界面，多個(gè)樣品的組分分析結果一目了然：囊括了化合物的匹配結果、峰面積百分比、分子結構、色譜圖、特征離子峰型、質(zhì)譜圖比對結果等等全方位的信息。
圖 3. 未知物分析軟件界面示例
下圖 4 對匹配結果使用了 NIST 2017 以及安捷倫香精與香料庫，這兩個(gè)包含保留指數的譜庫進(jìn)行比對分析。組分列表欄目可以輕松自定義為理想的排列方式，將組分的保留時(shí)間、保留指數以及與譜庫數值的偏差清晰呈現，使分析人員能夠快速獲得可靠結果，最大程度減少假陽(yáng)性判斷。
圖 4. 在未知物分析軟件中同時(shí)比對匹配分數、保留指數和保留時(shí)間
圖 5. 安捷倫 8890-5977B GC/MS 儀器平臺
總結
電子霧化液的成分復雜，涉及到不同口味的調味劑、添加劑可能有數千種，這些物質(zhì)經(jīng)過(guò)加熱之后又有可能衍生成更多未知的成分，而主要成分丙二醇、丙三醇又有可能在色譜分離上對它們產(chǎn)生影響。本篇電子煙系列專(zhuān)題之 GC/MS 入門(mén)科普篇，提出了不同色譜柱、不同處理方式的解決思路，以安捷倫 5977B GC/MS 儀器平臺為例（圖 5），借助未知物分析軟件這一“制勝法寶”能夠幫助我們行業(yè)研究人員輕松滿(mǎn)足相關(guān)標準中的檢測要求，從容應對質(zhì)量控制、基礎研究中的定性定量需求。
- 上一篇：如何提升實(shí)驗室信息化管理水平？ 2021-11-29
- 下一篇：智慧城市的概念 2021-11-29
