N-亚硝胺的分析:从标准物质到分析方法罗彦波,张杰9787568081474

亚硝胺类化合物由胺类物质和亚硝基衍生物在一定条件下经过亚硝化反应而生成，广泛存在于环境、食物和生物体内。烟草是茄科烟草属农业经济作物，其中主要存在4种N亚硝胺类化合物：N亚硝基降烟碱（NNN）、4(甲基亚硝胺基)1(3吡啶基)1丁酮（NNK）、N亚硝基新烟碱（NAT）和N亚硝基假木贼碱（NAB）。上述4种N亚硝胺类化合物并不是本来就存在于烟草中的，它们在新鲜烟叶中的含量很低甚至没有，绝大部分是在晾晒、调制、陈化和燃烧过程中由烟碱和其他生物碱转化而来的。热能分析仪是具有高选择性的专一性检测器，在烟草中N亚硝胺类化合物的分析中发挥了重要作用。色谱质谱联用仪的出现，再加上各种高效的样品前处理技术，很好地解决了N亚硝胺类化合物在烟草（尤其是国内烤烟）中含量低、烟草基质复杂的问题。目前，各种色谱质谱联用仪已经成为烟草中N亚硝胺类化合物分析的常用手段。我们从事烟草中N亚硝胺类化合物分析研究工作均有十年左右，在研究工作中要不断查阅科技文献及著作。我们在检索中文书籍时发现，目前没有专门针对烟草中N亚硝胺类化合物分析的中文著作。因此，我们在总结和提炼相关科研项目成果的基础上，邀请了从事烟草中N亚硝胺类化合物分析的一些同事，共同完成了本书。本书共分八章：第一章综述了烟草中N亚硝胺类化合物的性质、形成机理及主要分析仪器，由罗彦波和邓惠敏完成；第二章介绍了烟草中N亚硝胺类化合物溶液标准物质的研制，由罗彦波、姜兴益和朱风鹏完成；第三章讲述了基于在线凝胶渗透色谱气相色谱串联质谱的烟草中N亚硝胺类化合物分析方法，由罗彦波和姜兴益完成；第四章介绍了利用固相萃取技术分析烟草及烟草制品中N亚硝胺类化合物，由罗彦波和李翔宇完成；第五章介绍了基于在线固相萃取技术的卷烟主流烟气中N亚硝胺类化合物分析方法，由张杰、徐同广和刘德水完成；第六章介绍了基于磁性聚甲基丙烯酸的主流烟气中N亚硝胺类化合物分析方法，由陈嘉彬和孙海峰完成；第七章讲述了基于磁性石墨烯的主流烟气中N亚硝胺类化合物分析方法，由罗彦波、赵冰和王晓如完成；第八章讲述了基于超临界流体色谱的N亚硝胺类化合物结构特征和存在形态分析方法，由邓惠敏完成。庞永强负责审校和统稿。本书在出版过程中，得到了华中科技大学出版社曾光编辑的帮助，在此表示诚挚感谢。本书编写过程中查阅了国内相关标准，在此谨表谢意。本书可作为烟草中N亚硝胺类化合物分析的专业性教材。我们以科学认真的态度对待本书的编写，但由于本书涉及内容专业性强，加之我们学术水平有限，书中难免存在疏忽与不当之处，恳请广大读者给予批评指正，我们将在今后的工作中进行改进和完善。

烟草特有N-亚硝胺（tobacco-specific N-nitrosamines, TSNAs）由胺类化合物在酸性条件下与亚硝化试剂反应生成，是烟草行业重点关注的主要成分之一。目前已鉴定出8种TSNAs，但普遍受到关注的有4种：N-亚硝基降烟碱（NNN）、4-(甲基亚硝铵基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮（NNK）、N-亚硝基新烟草碱（NAT）和N-亚硝基假木贼碱（NAB），其中NNN和NNK已被证明具有动物致癌性。本书在介绍TSNAs主要性质和常用分析设备的基础上，重点阐述TSNAs混合溶液标准物质研制、烟草及烟草制品中TSNAs的分析方法（在线凝胶渗透色谱-气相色谱-串联质谱联用法测定卷烟主流烟气中TSNAs、固相萃取法测定烟草及烟草制品中TSNAs、在线固相萃取测定卷烟主流烟气中TSNAs、磁性固相萃取测定卷烟主流烟气中TSNAs、超临界流体色谱-串联质谱法测定TSNAs的结构及存赋状态）。本书可以为烟草及相关行业亚硝胺分析提供参考。

罗彦波，男，理学博士，副研究员。2013年毕业于武汉大学，获理学博士学位。现工作于国家烟草质量监督检验中心，主要从事烟草化学和加热卷烟等研究工作。作为项目负责人完成国家自然科学基金等项目3项，目前主持国家局标准项目1项；获得国家烟草专卖局科技进步奖二等奖2项，郑州烟草研究院青年科技进步奖2项（排名第一）；参与总公司重点项目等项目9项，参与制定各类标准8项，发表论文27篇（一作SCI/EI论文8篇），出版论著4本，授权专利52项（第一权利人10项）。

第一章烟草特有N亚硝胺概述和常用分析仪器简介1

第一节TSNAs的主要性质1

第二节TSNAs的形成机理2

第三节不同样品中TSNAs的含量水平4

第四节气相色谱热能分析联用仪7

第五节气相色谱质谱联用仪8

第六节液相色谱质谱联用仪10

第七节超临界流体色谱14

第二章TSNAs溶液标准物质的研制16

第一节概述16

第二节标准物质的制备17

第三节标准物质均匀性检验53

第四节标准物质稳定性检验57

第五节各组分的定值63

第六节各组分定值的不确定度评定73

第七节标准物质特性量表示85

第八节标准物质证书和标签格式86

第九节结论91

第三章基于在线GPCGCMS/MS的TSNAs分析方法92

第一节电子烟烟液中TSNAs的分析方法92

第二节卷烟主流烟气中PAHs和TSNAs同时分析的方法100

第四章基于固相萃取的烟草及烟草制品中TSNAs分析方法110

第一节烟草特有N亚硝胺的分析方法研究进展110

第二节基于固相萃取的烟草特有N亚硝胺分析方法112

第三节分析方法的优化和评价117

第四节实际样品分析124

第五章基于在线固相萃取的烟气中TSNAs分析方法149

第一节概述149

第二节在线固相萃取液相色谱串联质谱法测定卷烟主流烟气中的TSNAs151

第三节在线固相萃取液相色谱串联质谱法测定侧流烟气中的TSNAs163

第四节在线固相萃取液质联用法测定烟草中的TSNAs169

第六章基于磁性聚合物的主流烟气中TSNAs分析方法177

第一节概述177

第二节主流烟气中TSNAs分析方法180

第七章基于磁性石墨烯的卷烟主流烟气中TSNAs分析方法191

第一节基于食品抗氧化剂的石墨烯的合成及表征191

第二节基于磁性石墨烯的TSNAs分析方法197

第八章基于SFCMS/MS的TSNAs结构及状态分析213

第一节概述213

第二节基于SFCMS/MS的NNN异构体分析213

第三节基于SFCMS/MS的NNK存赋状态分析222

附录A卷烟主流烟气总粒相物中烟草特有N亚硝胺的测定

气相色谱热能分析联用法232

附录B烟草及烟草制品烟草特有N亚硝胺的测定237 

本书从烟草特有N-亚硝胺的主要性质、形成机理、含量水平及常用的分析仪器出发，介绍了烟草特有N-亚硝胺标准溶液的研制和典型的分析方法。本书作者全部来自于烟草行业一项科研人员，对烟草特有N-亚硝胺分析有了解。本书内容均来自作者们近年来的新科研成果，是众多科研项目工作的总结积累与提炼，在分析仪器理论及方法开发实际方面有很好的结合。