韓書磊， 陳 歡， 劉 彤， 付亞寧

(國(guó)家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，河南鄭州 450001)

電子煙又名電子煙堿傳送系統(tǒng)，它通過內(nèi)置霧化器將煙彈中的煙液霧化并將霧化氣輸送至口腔和肺部，而煙液一般含有煙堿、溶劑(丙二醇、丙三醇等)及調(diào)味物質(zhì)(煙草添加劑、香料、水果等)[1 - 3]。近年來，電子煙的銷量在全球呈快速增長(zhǎng)之勢(shì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)2013年全球電子煙市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到10億美元，而到2030年有望增長(zhǎng)至近200億美元[4]。然而，相對(duì)于傳統(tǒng)卷煙，人們對(duì)電子煙產(chǎn)品化學(xué)成分的研究還很少[1,2,5,6]。

茄尼醇是一種三倍半萜醇，具有較強(qiáng)的自由基吸收性能，因此具有一定的抗菌、消炎及止血抗?jié)兊壬锘钚裕彩且恍┲匾幬锶巛o酶Q10及維生素K2合成的重要原料[7 - 9]。茄尼醇在煙葉中的含量很高，可達(dá)0.3%～3%，其研究方向主要集中在煙草中茄尼醇的含量測(cè)定、提取及純化等方面[9]。電子煙煙液中的煙草提取物，如煙堿及煙草添加劑等，在生產(chǎn)及加工過程中可能引入一定量的茄尼醇，并通過電子煙抽吸而被人體所吸收，所以有必要建立電子煙煙液及氣溶膠中茄尼醇含量的測(cè)定方法，并進(jìn)行樣品普查分析，以評(píng)估其含量水平及對(duì)人體的潛在暴露量。但是國(guó)內(nèi)外尚無相關(guān)研究報(bào)道。茄尼醇的定量分析方法現(xiàn)主要有庫倫滴定法[10]、氣相色譜法[7]、高效液相色譜法[11 - 13]等。其中，高效液相色譜法(HPLC)具有操作簡(jiǎn)單，定量準(zhǔn)確，線性范圍寬，重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，是測(cè)定茄尼醇含量應(yīng)用較多的一種方法。本研究建立了測(cè)定電子煙煙液及氣溶膠中茄尼醇含量的HPLC法，并分別對(duì)市售17種電子煙品牌共計(jì)95種煙液，以及4種電子煙品牌共計(jì)8種煙具所釋放氣溶膠中的茄尼醇含量進(jìn)行分析，為電子煙產(chǎn)品的化學(xué)評(píng)估提供技術(shù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器、試劑與材料

Thermo Fisher U-3000高效液相色譜儀(美國(guó)，Thermo Fisher Scientific)，配紫外檢測(cè)器；AE163電子天平(瑞士，Mettler公司)；CET8型電子煙吸煙機(jī)(英國(guó)，Cerulean公司)；HY-8調(diào)速振蕩器(常州國(guó)華電器有限公司)；KQ-700DB型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

茄尼醇(99%，Damas-beta公司)；甲醇，乙醇，異丙醇，丙酮，乙腈，二氯甲烷，乙酸乙酯(色譜純，美國(guó)TEDIA公司)；超純水(美國(guó)Milli-Q Advantage純水儀所制Ⅰ級(jí)超純水)。

17種電子煙品牌共計(jì)95種型號(hào)電子煙煙液系網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買，為處于網(wǎng)絡(luò)銷量前列的品牌及型號(hào)，購(gòu)買后保存于4 ℃冰箱中；4種電子煙品牌共計(jì)8種產(chǎn)品都系網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買，類型是充液式電子煙；劍橋?yàn)V片(直徑為44 mm，德國(guó)Borgwaldt kc)。

1.2 儀器條件

色譜柱為Kinetex C18 100A柱(150×2.3 mm i.d.,1.7 μm)；柱溫：30 ℃；流動(dòng)相：100%甲醇，等度洗脫；柱流速：0.4 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)：200 nm；進(jìn)樣量：10 μL。

1.3 樣品前處理

(1)煙液：準(zhǔn)確稱取約2.0 g電子煙煙液于10 mL容量瓶中，再加入約5 mL甲醇，然后置于振蕩器上振蕩10 min，以甲醇定容后，進(jìn)行HPLC分析。(2)氣溶膠：在一定的抽吸模式下，使用劍橋?yàn)V片捕集氣溶膠中的茄尼醇，抽吸完畢后，將濾片置于50 mL錐形瓶中，再加入10 mL甲醇，振蕩萃取10 min后，進(jìn)行HPLC分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的確定

圖1 標(biāo)準(zhǔn)溶液(a)與樣品溶液(b)色譜圖Fig.1 Chromatograms of standard solution (a) and sample solution (b)

分別考察了檢測(cè)波長(zhǎng)為195、200、205、210、215、220、225 nm時(shí)茄尼醇在甲醇中的吸光度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在200 nm時(shí)茄尼醇的吸光度最高，且無明顯干擾，所以選擇檢測(cè)波長(zhǎng)為200 nm。參考文獻(xiàn)報(bào)道[11,12,14]，選擇色譜柱為Kinetex C18 100A柱(150×2.3 mm i.d.，1.7 μm)，流動(dòng)相為甲醇，流速為0.4 mL/min，洗脫模式為等度洗脫。在該優(yōu)化條件下，目標(biāo)物出峰時(shí)間在5 min之內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)溶液及樣品溶液的色譜圖見圖1。

2.2 氣溶膠抽吸模式及茄尼醇捕集方式的選擇

目前，國(guó)內(nèi)外還沒有電子煙產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)抽吸模式[6,15,16]。本研究參考煙草科學(xué)研究合作中心(CORESTA)推薦的抽吸方式之一，即抽吸體積為55 mL，抽吸間隔為30 s，抽吸時(shí)間為3 s。茄尼醇常溫下為固體，不易揮發(fā)，所以擬采用劍橋?yàn)V片捕集電子煙氣溶膠中的茄尼醇。為了考察濾片對(duì)茄尼醇的捕集效率，選取代表性的電子煙品牌，采用具有雙層劍橋?yàn)V片(44 mm)的捕集器，在電子煙抽吸50口后，分別取出雙層濾片進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單層濾片即能實(shí)現(xiàn)對(duì)茄尼醇的完全捕集，而后層濾片未檢出茄尼醇。所以選取濾片捕集法來捕集電子煙氣溶膠中的茄尼醇。

2.3 萃取溶劑的選擇

由于不同電子煙產(chǎn)品的氣溶膠霧化效率差異很大，無法通過吸煙機(jī)得到一系列氣溶膠含量類似的濾片來進(jìn)行方法學(xué)考察，所以我們通過分別向?yàn)V片均勻涂布等量電子煙煙液的方式來獲取平行試樣，以模擬捕集有氣溶膠的濾片。電子煙煙液的基質(zhì)主要是丙二醇和丙三醇等極性化合物[3]，所以在加入10 mL萃取劑振蕩萃取20 min的條件下，分別考察了丙酮、乙腈、乙酸乙酯、水、異丙醇、乙醇、甲醇、二氯甲烷8種中等或強(qiáng)極性溶劑對(duì)電子煙溶液及濾片中茄尼醇的萃取效率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、丙酮對(duì)煙液及濾片中茄尼醇的萃取效率都很高，而二氯甲烷和乙酸乙酯萃取效果較差，水對(duì)濾片中的茄尼醇萃取效率很低。丙酮、異丙醇及乙醇的色譜峰峰型較差，這和文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果一致[12]。乙腈相對(duì)甲醇價(jià)格高、毒性強(qiáng)，且與部分煙液的互溶性不好。所以最終選擇甲醇作為萃取溶劑。

2.4 萃取方式及萃取體積的選擇

煙液在甲醇中的溶解性很好，研究發(fā)現(xiàn)振蕩萃取和超聲萃取對(duì)濾片中茄尼醇的的萃取效率都很好，并都能夠在5 min內(nèi)將目標(biāo)物萃取完全，為更方便樣品處理，我們選擇振蕩萃取方式，萃取時(shí)間為10 min。而對(duì)于萃取體積的選擇，除5 mL萃取量較小外，10、15、20及30 mL萃取體積對(duì)最終結(jié)果的影響不大。為兼顧方法靈敏度及萃取效率，最終選擇的萃取體積為10 mL。

2.5 檢出限、回收率和精密度

茄尼醇在0.016～8.11 μg/mL濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好(R2=0.9993)，以信噪比(S/N)≥3確定方法的檢出限為0.010 μg/g，可以滿足定量分析的要求。取已知含量的電子煙煙液及氣溶膠濾片樣品3份，分別按照低、中、高3種水平加入茄尼醇，每個(gè)添加水平重復(fù)測(cè)定6個(gè)樣品。由表1可知，茄尼醇在煙液及氣溶膠中的加標(biāo)回收率在97.06%～104.39%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)不高于1.06%，說明本方法回收率好，精密度高。

表1 電子煙煙液及氣溶膠中茄尼醇的加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

2.6 實(shí)際樣品測(cè)試

圖2 電子煙對(duì)茄尼醇的遞送行為Fig.2 Solanesol delivery profiles for tested electronic cigarettes

利用建立的方法分別對(duì)市售17種電子煙品牌共計(jì)95種煙液以及4種電子煙品牌共計(jì)8種煙具所釋放氣溶膠中的茄尼醇含量進(jìn)行分析。其中，每種煙液樣品平行測(cè)定兩次，并取平均值。結(jié)果表明：在95種樣品中共有61種檢出茄尼醇，檢出率為64.21%，茄尼醇含量范圍為0.014～25.67 μg/g，在檢出茄尼醇的樣品中，80%以上樣品的含量為0.10～2.50 μg/g。

本研究選用茄尼醇含量較高的煙液(茄尼醇含量為25.67 μg/g)，在一定的抽吸模式下(抽吸體積為55 mL，抽吸間隔為30 s，抽吸時(shí)間為3 s)，以30口為一輪，抽吸5輪共計(jì)150口，以考察電子煙對(duì)茄尼醇的遞送行為(圖2)。待測(cè)樣品有4種電子煙品牌(EC1～EC4)共8種產(chǎn)品(每種品牌選擇兩種同類型產(chǎn)品，如EC1-1和EC1-2)。在實(shí)驗(yàn)條件下，8種電子煙抽吸150口對(duì)茄尼醇的釋放量為2.62～10.12 μg，各電子煙品牌及各品牌同種型號(hào)之間對(duì)茄尼醇的遞送行為差異較大，如同品牌同型號(hào)的電子煙EC4-1和EC4-2對(duì)茄尼醇的釋放量分別為9.46 μg和4.61 μg。

3 結(jié)論

本文建立了高效液相色譜法測(cè)定電子煙煙液及氣溶膠中茄尼醇含量的方法，實(shí)現(xiàn)了電子煙煙液及氣溶膠中茄尼醇含量的準(zhǔn)確快速測(cè)定。樣品分析結(jié)果表明，茄尼醇在大部分煙液中都有檢出，并且可通過電子煙霧化裝置轉(zhuǎn)移到氣溶膠中，但不同電子煙產(chǎn)品之間的遞送行為差異較大。