碳基新型固相微萃取及烟气多环芳烃类有害成分分析

Rapid determination of harmful polycyclic aromatic hydrocarbons is meaningful to moniator air pollution. However,the sample preparation technique is in dire need of being broken through. This reserch will aim at analyzing harmful polycyclic aromatic hydrocarbons in tobacco smoke and developing new types of solid phase microextraction （SPME）methods which are rapid, high selective, large capacity and based on π-πinteraction. The key contents of the research are as follows: 1) Developing new types of SPME fibres coated with carbon nano-materials such as graphene; 2) Developing SPME methods to analyze harmful polycyclic aromatic hydrocarbons in the paticulate phase of tabacco smoke; 3) Researching on the in-vitro sampling technique for the hamful polycyclic aromatic hydrocarbon in tobacco main-stream smoke. If the research are broken through, it will provide new tools and methods for evalution of tobacco's harmfulness and air pollution index. At the same time, it has use for reference to analysis of trace-level polycyclic aromatic hydrocarbons in other complex matrix.

烟气中多环芳烃类有害物质的快速测定对环境监控具有重要意义，但样品前处理方法较为繁琐，亟待突破。本课题拟以卷烟烟气中有害多环芳烃物质为对象，发展快速、高选择性、高容量、基于π-π相互作用的新型固相微萃取（SPME）方法，包括：1）发展石墨烯等碳纳米材料涂层SPME 萃取头的制备方法； 2）构建卷烟烟气粒相物中有害多环芳烃的SPME 萃取方法； 3） 探索卷烟烟气中多环芳烃有害成分的原位采样技术。 如拟研究方法取得突破，可为卷烟烟气危害性评价及大气质量监控提供新的分析方法思路和工具，同时也能为其他复杂体系中低浓度多环芳烃的分析提供参考，具有重要的现实价值和应用前景。

围绕碳基固相微萃取（Solid phase micro-extraction, SPME）纤维制备技术、主流烟气中多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）高灵敏SPME检测方法进行了系统研究。在此基础之上，搭建了卷烟主流烟气的在线SPME取样装置并用于烟气成分定性分析，拓展建立了高通量测定卷烟烟气成分的分析方法以及GC-GC/MS测定卷烟主流烟气中硝基烷、烟丝中硝基苯的检测方法，取得了如下进展：.1）.建立了一种 SPME 涂层的超快速制备方法。以石墨烯为功能涂层进行了研究，证明涂层制作时间可控制在30s内，涂层厚度可以调控，且能获得高效、高容量的涂层。已将所建方法用于氧化石墨烯、碳纳米管、C60等其他碳纳米材料涂层的制备，验证了所建涂层方法具有良好的通用性。.2）.针对卷烟主流烟气中16种PAHs，发展了石墨烯纤维SPME-GC/MS联用定量分析方法。该方法抽吸卷烟支数少, 除杂效果好, 灵敏度、准确度及精密度高。该定量方法可拓展用于电子烟液、水、饮料、烧烤类食品等样品PAHs的测定。.3）.搭建了卷烟主流烟气（全烟气、气相）在线SPME取样装置。石墨烯SPME纤维对全烟气化学成分不具有选择性；但对于烟气气相成分，石墨烯纤维显示了对芳香类化合物较高的富集能力。.4）.建立了高通量的、稳定性好的测定卷烟主流烟气气相、粒相成分的方法，日间精密度在10%以内的气相成分指标为155个，粒相成分指标为283个。.5）.建立了GC-MS/MS测定卷烟主流烟气中6中硝基苯、烟丝中20种碱性香味成分的方法。方法灵敏度高，且避免了假阳性、假阴性结果。