【儀表網 儀表研發】近日，安光所基礎科學研究中心張為俊研究員課題組在卷煙煙氣氣溶膠質譜儀研制方面取得重要進展，相關研究論文以“真空紫外光電離質譜在線檢測加熱卷煙煙氣氣溶膠中氣體和顆粒物的化學成分”為題發表于分析化學領域國際著名期刊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、化學成分復雜且不斷變化等特點，其成分檢測對于優化煙草產品設計、揭示吸煙的危害性以及開展其毒理性研究等具有十分重要的意義。目前，行業內卷煙煙氣氣溶膠的化學成分檢測常采用離線分析技術，如GC-MS和LC-MS等色譜質譜連用技術，由于需要結合樣品分離、收集和濃縮等預處理手段，容易改變煙氣的成分，且檢測速度慢，往往只能檢測整支煙氣的總量信息，難以獲得卷煙抽吸過程中煙氣變化動態信息，需要發展在線檢測技術和儀器。
 

　　針對行業內的需求，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發展新的關鍵技術和方法，自行設計和研制了小型化、高性能真空紫外光電離煙氣氣溶膠質譜儀(如圖1所示)，主要包括抽煙機、掃描式電遷移率粒徑譜儀和反射式飛行時間質量分析器等部分，可用于在線測量燃燒煙、電子煙和加熱卷煙等煙氣氣溶膠的粒徑分布和化學成分等信息，通過一臺儀器實現了從分子層次上實時檢測煙氣中氣體和顆粒物的化學成分。
 

　　同時，研究人員還針對近年來國內外發展迅速的加熱卷煙開展了研究，首次報道了加熱卷煙煙氣顆粒物成分的在線測量結果，以及抽吸過程各成分的動態變化信息等，為揭示其化學反應機理提供了重要數據。研究結果還表明，加熱卷煙煙氣中氣體和顆粒物的化學成分十分豐富，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，盡管加熱卷煙的工作溫度低(~ 350 ℃)，但其抽吸過程中的化學反應也很復雜，各成分參與顆粒物成核的機理也存在較大的差別(見圖3)，加熱卷煙煙氣中仍然存在很多的有害物質，對人體的健康影響不容忽視。本研究為深入研究煙草化學反應過程、揭示其健康危害性等提供了技術手段和重要數據。
 

真空紫外光電離煙氣氣溶膠質譜儀的工作原理圖
 

加熱卷煙煙氣中氣體和顆粒物成分的質譜圖
 

煙氣中不同成分的逐口抽吸信息(時間響應為1秒)