口含煙中重金屬組分向唾液轉(zhuǎn)移的模擬測(cè)定方法

邱建華，張　展，李國(guó)政，宋金勇，周　浩，張東豫

(河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，河南 鄭州 450000)

?

口含煙中重金屬組分向唾液轉(zhuǎn)移的模擬測(cè)定方法

邱建華，張展，李國(guó)政，宋金勇，周浩，張東豫*

(河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，河南 鄭州 450000)

摘 要：為研究口含煙食用過程中重金屬向唾液轉(zhuǎn)移的情況，利用人工模擬唾液作為提取液，在超聲條件下對(duì)口含煙樣品進(jìn)行提取，并利用微波消解–電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP–MS)測(cè)定重金屬含量，建立了口含煙中6種重金屬(Cd、Pb、Cr、Ni、As和 Se)向唾液轉(zhuǎn)移的模擬測(cè)定方法。對(duì)人工唾液提取液體積、提取時(shí)間進(jìn)行了優(yōu)化；繪制了口含煙6種重金屬元素標(biāo)準(zhǔn)曲線，在考察濃度范圍內(nèi)各組分線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均在0.999 7以上，檢出限和定量限低于0.1 ng/mL，測(cè)定口含煙樣品中重金屬加標(biāo)回收率為93.8％～101.8％。運(yùn)用所建立的方法分別測(cè)定7個(gè)口含煙樣品在人工唾液提取液中的6種重金屬Cr、Ni、Cd、Se、As、Pb的轉(zhuǎn)移率分別為2.52％～16.62 ％、7.97％～22.51 ％、8.44％～31.40％、10.71％～38.70％、18.94％ ～40.84 ％、10.71％～43.60％。

關(guān) 鍵 詞：口含煙；重金屬；人工唾液；提??；轉(zhuǎn)移

投稿網(wǎng)址：http://xb.ijournal.cn

無煙氣煙草制品是指不經(jīng)燃燒而被使用的煙草產(chǎn)品[1]，與有煙氣煙草制品相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，消費(fèi)群體逐步擴(kuò)大。無煙氣煙草制品主要包括口含型、嚼煙型、含化型、膠基型無煙氣煙草制品、煙草膏、煙草牙粉以及鼻煙等?？诤蜔o煙氣煙草制品主要有北美風(fēng)格和瑞典風(fēng)格[2]。無論何種形式的無煙氣煙草制品都采用了煙絲或者煙末作為原料，因而煙葉中的重金屬也可能存在于無煙氣煙草制品中[3]。

有關(guān)卷煙和煙葉中的重金屬含量分析已有相關(guān)研究[4–7]，通常通過測(cè)定卷煙燃吸后重金屬向煙氣中的轉(zhuǎn)移率來評(píng)估其風(fēng)險(xiǎn)[5]，但是關(guān)于口含煙中重金屬含量的分析研究還少有涉及?？诤瑹煵唤?jīng)過燃燒，只能在口腔中含化，所以口含煙中重金屬組分是通過在口腔唾液中溶出后進(jìn)入人體的，因此，有必要建立口含煙中重金屬向口腔唾液轉(zhuǎn)移的檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。

筆者利用人工唾液模擬口腔唾液作為提取液，在超聲條件下對(duì)口含煙樣品進(jìn)行提取，并利用微波消解–電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP–MS)測(cè)定重金屬含量，建立了口含煙中 6種重金屬(Cd、Pb、Cr、Ni、As和Se)向唾液遷移的模擬測(cè)定方法，應(yīng)用該方法測(cè)定了7種含化型口含煙樣品的重金屬的轉(zhuǎn)移率，以期為口含煙風(fēng)險(xiǎn)控制研究提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料

口含煙樣品由中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院提供。重金屬標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液均購(gòu)自國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心，其中鉛(Pb)、鉻(Cr)、鎘(Cd)、砷(As)、鎳(Ni)為混合標(biāo)準(zhǔn)液，質(zhì)量濃度為100.0 mg/L；硒(Se)、鈧(Sc)和銦(In)為單元素標(biāo)準(zhǔn)液，質(zhì)量濃度為1 000.0 mg/L，使用時(shí)逐級(jí)稀釋。人工唾液按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO/TRl0271[8]配制。

1.2 主要儀器

Multiwave 3000 微波消解儀(奧地利安東帕公司)；Milli–Q 超純水機(jī)(美國(guó)Millipore公司)；XS 225A–SCS 型電子天平(瑞士普利賽斯公司)；NexION 300X電感耦合等離子體–質(zhì)譜儀(PE公司)。

1.3 方法

1.3.1 口含煙樣品的消解

準(zhǔn)確稱取0.200 0 g口含煙樣品，加入5.0 mL硝酸和1.0 mL過氧化氫，利用微波消解儀在220 ℃下充分消解。待溫度降至低于60 ℃后取出消解罐，在通風(fēng)櫥內(nèi)將樣品轉(zhuǎn)移至預(yù)先稱重的50 mL聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料樣品瓶中, 用超純水洗滌消解罐3次，洗液轉(zhuǎn)移至樣品瓶中，稱重后搖勻。采用同樣的方法制備空白樣品。樣品用于口含煙中各重金屬組分總含量的分析。

1.3.2 口含煙樣品的人工唾液提取

取1.000 g口含煙，置于干凈的三角瓶中，加入50 mL人工唾液，在(40 ± 2) ℃水浴中預(yù)熱3 h，在15 kHz超聲條件下提取30 min。將提取液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯(PEFE)消解罐中，并用超純水洗滌3次，洗滌液合并至消解罐內(nèi)，密封，在220 ℃加熱蒸發(fā)至近干，加入5.0 mL硝酸和1.0 mL過氧化氫，220 ℃下微波輔助消解完全。樣品用于人工唾液提取口含煙樣品中各重金屬組分含量的分析。

1.3.3 重金屬含量的測(cè)定

利用ICP–MS測(cè)定樣品中重金屬組分含量。以10 ng/mL 的Mg、Cu、Rh、Cd、In、Ba、Ce、Pb溶液和10 ng/mL 的Be、Mg、In、Co溶液對(duì)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行儀器條件調(diào)諧優(yōu)化后，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品的測(cè)試。采用以高純氦氣作為碰撞氣的KED模式，以鈧(Sc)和銦(In)雙內(nèi)標(biāo)法校正基體干擾，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 人工唾液提取條件優(yōu)化

考察了1.000 g口含煙樣品用不同體積(30、40、50、60、70 mL)的人工唾液提取后轉(zhuǎn)移的重金屬含量，結(jié)果如圖1所示。由圖1可見，隨著人工唾液提取體積的增加，單位質(zhì)量口含煙溶出的各重金屬組分含量逐漸增加。當(dāng)人工唾液提取液達(dá)到50 mL后，繼續(xù)增加體積，溶出各重金屬組分的含量基本保持不變，因此，提取重金屬的人工唾液體積選用50 mL為宜。

圖1　口含煙不同人工唾液提取液體積溶出的重金屬含量Fig.1 Dissolved quantity of heavy metals in snus on the different artificial saliva volacme

在超聲條件下對(duì)口含煙中的重金屬進(jìn)行提取，考察了不同超聲提取時(shí)間對(duì)單位質(zhì)量口含煙中重金屬組分溶出量的影響，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知，隨著超聲提取時(shí)間的延長(zhǎng)，各金屬元素組分溶出量增加，在 30 min時(shí)金屬組分溶出量達(dá)到最大，然后基本保持不變，因此，超聲提取的最佳時(shí)間定為30 min。

圖2　口含煙不同超聲提取時(shí)間溶出的重金屬含量Fig.2 Dissolved quantity of heavy metals in snus on ultra sonic extraction time

2.2 樣品檢測(cè)工作曲線和加標(biāo)回收率

以5％HNO3作為試劑空白，采用不同濃度的重金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液建立工作曲線，測(cè)定6種重金屬元素的檢出限、定量限，并測(cè)定樣品的加標(biāo)回收率，如表1所示。各金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線均呈良好的線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)均在0.999 7以上。根據(jù)國(guó)際理論和化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)的規(guī)定，用多次重復(fù)測(cè)量的檢測(cè)結(jié)果3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差表示檢出限。以5.0 ng/mL重金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測(cè)定11次，所得的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍定為各元素的儀器檢出限，檢出限的3倍為定量限?？梢钥吹礁髟氐臋z測(cè)限和定量限均低于0.1 ng/mL。在口含煙樣品的人工唾液提取液中加入一定量的重金屬標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收測(cè)定，6種重金屬元素的加標(biāo)回收率范圍為93.8％～98.7％，表明該測(cè)定方法能滿足樣品中重金屬含量的測(cè)定需求。

表1　標(biāo)準(zhǔn)工作曲線和樣品加標(biāo)回收率Table 1 Standard curve and recovery rate of standard addition

2.3 口含煙樣品中重金屬向人工唾液的轉(zhuǎn)移率

按照所建立的方法，利用人工唾液對(duì)7種口含型無煙氣煙草制品進(jìn)行了提取，測(cè)得單位質(zhì)量口含煙向人工唾液轉(zhuǎn)移的重金屬量，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。由表2可知，7種口含煙樣品的人工唾液提取液中均檢出重金屬元素，但單位質(zhì)量口含煙重金屬轉(zhuǎn)移量都在0.6 μg/g以下。口含煙中Cr、Ni含量相對(duì)較高，Se含量較低，而其向人工唾液中轉(zhuǎn)移的金屬量以Cd、Ni較高，Se較低，其中有3個(gè)樣品人工唾液提取液中Se含量低于檢測(cè)定量限。

由口含煙重金屬向人工唾液的轉(zhuǎn)移量和口含煙重金屬含量的比值計(jì)算口含煙樣品重金屬向人工唾液的轉(zhuǎn)移率，結(jié)果如表3所示。由表3可見，樣品重金屬轉(zhuǎn)移率由低到高依次為Cr，2.52％～16.62％；Ni，7.97％～22.51％；Cd，8.44％～31.40％；Se，10.71％～ 38.70％；As，18.94％～40.84％；Pb，10.71％～43.60％。由此推測(cè)，口含煙中的Cr、Ni和Cd可能多以不易提取的結(jié)合態(tài)存在，而Pb、As和Se可能以易于提取的形態(tài)存在。

表2　口含煙中重金屬向人工唾液的轉(zhuǎn)移量Table 2 Amounts of heavy metals transferred from snus to artificial saliva

表3　口含煙中重金屬向人工唾液的轉(zhuǎn)移率Table 3 Transfer rate of heavy metals from snus to artificial saliva

3 結(jié)論

利用人工唾液提取建立了口含煙中重金屬向唾液轉(zhuǎn)移的模擬檢測(cè)方法，優(yōu)化了樣品提取條件，建立了Cd、Pb、Cr、Ni、As、Se 6種重金屬元素的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)值均在0.999 7以上。方法檢出限和定量限低于0.1 ng/mL，測(cè)定口含煙樣品中重金屬加標(biāo)回收率為93.8％～101.8％。運(yùn)用該方法分別測(cè)定7個(gè)口含煙樣品中6種重金屬向人工唾液的轉(zhuǎn)移量均在0.6 μg/g以下，轉(zhuǎn)移率由低到高依次為Cr、Ni、Cd、Se、As、

Pb。

參考文獻(xiàn)：

[1] Hatsukami D K，Ebbert J O，F(xiàn)euer R M，et a1．Changing smokeless tobacco products：new tobacco-delivery systems [J]．Am J Prey Med，2010，33：76–78．

[2] Osterdahl B G，Jansson C，Paccou A．Decreased levels of tobacco specific N–nitrosamines in moist snuff on the Swedish market[J]．J Agric Food Chem，2004，52(16)：5085–5088．

[3] 陳江華，劉建利，龍懷玉．中國(guó)煙葉礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)及主要化學(xué)成分含量特征研究[J]．中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2004，10(5)：43–46．

[4] 胡清源，李力，石杰，等．微波消解–電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定煙草中27種元素[J]．光譜學(xué)與光譜分析，2007，27(6)：41–44．

[5] 賀與平，崔婭，王淑華．ICP–AES法同時(shí)測(cè)定煙草中16種元素[J]．理化檢驗(yàn)：化學(xué)分冊(cè)，2001，37(11)：510–512．

[6] 王海利，湯建國(guó)，孟昭字，等．DRC–ICP／MS法同時(shí)測(cè)定卷煙煙絲中8種重金屬[J]．煙草科技，2010(12)：46–48．

[7] 王紹坤，羅華元，程昌新，等．卷煙中6種重金屬的燃吸轉(zhuǎn)移率與分布研究[J]．云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，26(5)：656–661．

[8] ISO/TR 10271—1993 Dentistry-determination of tarnish and corrosion of metals and alloys [S]．

責(zé)任編輯：羅慧敏

英文編輯：羅 維

Simulation testing method for transfer of heavy metal in snus into saliva

Qiu Jianhua，Zhang Zhan，Li Guozheng，Song Jinyong，Zhou Hao，Zhang Dongyu*
(Technology Center of China tobacco Henan industrial Co., Ltd., Zhengzhou 450000, China)

Abstract:To study the transfer of heavy metals in snus into saliva during its taking process, artificial saliva was utilized as extractant instead of saliva in mouth and heavy metals in snus were extracted under ultrasonic conditions and determined by microwave digestion coupled with determination by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP–MS) to establish a simulation testing method for determination of 6 different heavy metals including Cr, Ni, Cd, Pb, As and Se. Parameters such as volume of artificial saliva for extraction and ultrasonic extraction time were optimized and standard curve for determination of 6 heavy metals were established, which showed good linear correlations with all correlation coefficient r > 0.999 7 and . Detection limit and quantitation limit of the method were less than 0.1 ng/mL and the standard addition recovery rates of snus samples were in the range of 93.8％–101.8％. The transfer rate of 6 different heavy metals into artificial saliva for seven snus samples tested by the method were listed in ascending order as follows: 2.52％–16.62％ for Cr, 7.97％–22.51％ for Ni, 8.44％–31.40％ for Cd, 10.71％–38.70％ for Se, 18.94％–40.84％ for As and 10.71％–43.60％ for Pb.

Keywords:snus; heavy metal; artificial saliva; extraction; transfer

中圖分類號(hào)：S572.01

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1007?1032(2016)03?0287?04

收稿日期：2016–01–08 修回日期：2016–03–28

基金項(xiàng)目：河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目(ZN2013068)

作者簡(jiǎn)介：邱建華(1978—)，女，河南省新鄭市人，碩士，工程師，主要從事煙草化學(xué)研究，qiujianhua_xmu@163.com；*通信作者，張東豫，工程師，主要從事煙草化學(xué)研究，zhangdy@hatic.com