【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，安光所基礎(chǔ)科學(xué)研究中心張為俊研究員課題組在卷煙煙氣氣溶膠質(zhì)譜儀研制方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究論文以“真空紫外光電離質(zhì)譜在線檢測(cè)加熱卷煙煙氣氣溶膠中氣體和顆粒物的化學(xué)成分”為題發(fā)表于分析化學(xué)領(lǐng)域國(guó)際著名期刊Talanta(IF=6.057)上(Vol. 238, Page 123602, 2022)。
 

　　卷煙煙氣氣溶膠是一種固、液、氣多組分混合物體系，具有濃度高、化學(xué)成分復(fù)雜且不斷變化等特點(diǎn)，其成分檢測(cè)對(duì)于優(yōu)化煙草產(chǎn)品設(shè)計(jì)、揭示吸煙的危害性以及開(kāi)展其毒理性研究等具有十分重要的意義。目前，行業(yè)內(nèi)卷煙煙氣氣溶膠的化學(xué)成分檢測(cè)常采用離線分析技術(shù)，如GC-MS和LC-MS等色譜質(zhì)譜連用技術(shù)，由于需要結(jié)合樣品分離、收集和濃縮等預(yù)處理手段，容易改變煙氣的成分，且檢測(cè)速度慢，往往只能檢測(cè)整支煙氣的總量信息，難以獲得卷煙抽吸過(guò)程中煙氣變化動(dòng)態(tài)信息，需要發(fā)展在線檢測(cè)技術(shù)和儀器。
 

　　針對(duì)行業(yè)內(nèi)的需求，課題組與多家單位密切合作，唐小鋒研究員和溫作贏博士后通過(guò)發(fā)展新的關(guān)鍵技術(shù)和方法，自行設(shè)計(jì)和研制了小型化、高性能真空紫外光電離煙氣氣溶膠質(zhì)譜儀(如圖1所示)，主要包括抽煙機(jī)、掃描式電遷移率粒徑譜儀和反射式飛行時(shí)間質(zhì)量分析器等部分，可用于在線測(cè)量燃燒煙、電子煙和加熱卷煙等煙氣氣溶膠的粒徑分布和化學(xué)成分等信息，通過(guò)一臺(tái)儀器實(shí)現(xiàn)了從分子層次上實(shí)時(shí)檢測(cè)煙氣中氣體和顆粒物的化學(xué)成分。
 

　　同時(shí)，研究人員還針對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)展迅速的加熱卷煙開(kāi)展了研究，首次報(bào)道了加熱卷煙煙氣顆粒物成分的在線測(cè)量結(jié)果，以及抽吸過(guò)程各成分的動(dòng)態(tài)變化信息等，為揭示其化學(xué)反應(yīng)機(jī)理提供了重要數(shù)據(jù)。研究結(jié)果還表明，加熱卷煙煙氣中氣體和顆粒物的化學(xué)成分十分豐富，且兩者存在著很大的差別，煙氣中的主要成分尼古丁和甘油僅僅存在于顆粒物中(如圖2所示)；同時(shí)，盡管加熱卷煙的工作溫度低(~ 350 ℃)，但其抽吸過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)也很復(fù)雜，各成分參與顆粒物成核的機(jī)理也存在較大的差別(見(jiàn)圖3)，加熱卷煙煙氣中仍然存在很多的有害物質(zhì)，對(duì)人體的健康影響不容忽視。本研究為深入研究煙草化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、揭示其健康危害性等提供了技術(shù)手段和重要數(shù)據(jù)。
 

真空紫外光電離煙氣氣溶膠質(zhì)譜儀的工作原理圖
 

加熱卷煙煙氣中氣體和顆粒物成分的質(zhì)譜圖
 

煙氣中不同成分的逐口抽吸信息(時(shí)間響應(yīng)為1秒)