Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6679:2022 ISO 10315:2021 Thuốc lá điếu - Xác định nicotin trong tổng hàm lượng chất hạt từ luồng khói chính - Phương pháp sắc ký khí

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 6679:2022

ISO 10315:2021

THUỐC LÁ ĐIẾU - XÁC ĐỊNH NICOTIN TRONG TỔNG HÀM LƯỢNG CHẤT HẠT TỪ LUỒNG KHÓI CHÍNH - PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ

Cigarettes - Determination of nicotine in total particulate matter from the mainstream smoke - Gas chromatographic method

Lời nói đầu

TCVN 6679:2022 thay thế TCVN 6679:2008;

TCVN 6679:2022 hoàn toàn tương đương với ISO 10315:2021;

TCVN 6679:2022 do Công ty TNHH MTV Viện Thuốc lá biên soạn, Bộ Công Thương đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

0 Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này do Ban kỹ thuật ISO/TC 126 xây dựng, quy định phương pháp xác định tổng hàm lượng chất hạt và chất hạt khô không chứa nicotin (NFDPM) từ luồng khỏi chính. Bộ tiêu chuẩn bao gồm: TCVN 7096 (ISO 3308), TCVN 5078 (ISO 3402), TCVN 6680 (ISO 4387), TCVN 6684 (ISO 8243), TCVN 6679 (tiêu chuẩn này - ISO 10315) và TCVN 6936-1 (ISO 10362-1).

TCVN 7098 (ISO 3400) có liên quan nhằm xác định tổng số alkaloit, trong khi đó tiêu chuẩn này xác định chỉ nicotin bằng cách tách sắc ký khí. Đôi khi, sự khác biệt có thể xảy ra do một lượng nhỏ các alkaloit khác nicotin có trong một số loại thuốc lá.

Phụ lục A cung cấp thông tin về việc sử dụng phương pháp này kết hợp với hoặc đồng thời với phương pháp sắc ký khí xác định hàm lượng nước được quy định trong TCVN 6936-1 (ISO 10362-1).

Không có chế độ hút thuốc bằng máy nào có thể đại diện cho tất cả các hành vi hút thuốc lá của con người:

- Khuyến cáo rằng thuốc lá điếu cũng được thử nghiệm trong các điều kiện có cường độ hút thuốc khác với các điều kiện được quy định trong tiêu chuẩn này;

- Thử nghiệm hút thuốc bằng máy rất hữu ích để xác định đặc điểm phát thải thuốc lá cho các mục đích thiết kế và luật định, nhưng việc thông tin về các phép đo của máy cho người hút thuốc có thể dẫn đến hiểu không đúng đối với sự khác biệt về mức độ phơi nhiễm và rủi ro giữa các nhãn hiệu sản phẩm;

- Dữ liệu phát thải khói từ các phép đo bằng máy có thể được sử dụng làm đầu vào để đánh giá nguy cơ của sản phẩm, nhưng chúng không nhằm mục đích cũng như không có giá trị để làm thước đo về mức độ phơi nhiễm hoặc rủi ro của con người. Việc truyền thông về sự khác biệt giữa các sản phẩm trong các phép đo bằng máy như là sự khác biệt về mức độ phơi nhiễm hoặc rủi ro là hành vi lạm dụng các tiêu chuẩn về thử nghiệm.

THUỐC LÁ ĐIẾU - XÁC ĐỊNH NICOTIN TRONG TỔNG HÀM LƯỢNG CHẤT HẠT TỪ LUỒNG KHÓI CHÍNH - PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ

Cigarettes - Determination of nicotine in total particulate matter from the mainstream smoke - Gas chromatographic method

CẢNH BÁO - Việc áp dụng tiêu chuẩn này có thể liên quan đến các vật liệu, thiết bị và các thao tác gây nguy hiểm. Tiêu chuẩn này không đưa ra được tất cả các vấn đề an toàn liên quan đến việc sử dụng chúng. Người sử dụng tiêu chuẩn này phải tự thiết lập các thao tác an toàn và xác định khả năng áp dụng các giới hạn quy định trước khi sử dụng tiêu chuẩn.

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định nicotin trong tổng hàm lượng chất hạt từ luồng khói chính bằng sắc ký khí. Việc hút thuốc lá và thu lấy luồng khói chính được thực hiện theo TCVN 6680 (ISO 4387).

CHÚ THÍCH: ISO 20778 và ISO 22253 cung cấp phương pháp xác định nicotin trong khói thuốc với chế độ hút thuốc cường độ cao.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6680 (ISO 4387), Thuốc lá điếu - Xác định tổng hàm lượng chất hạt và chất hạt khô không chứa nicotin bằng máy hút thuốc phân tích thông thường

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này không đưa ra các thuật ngữ và định nghĩa.

4  Nguyên tắc

Hòa tan tổng hàm lượng chất hạt từ luồng khói chính thu được theo TCVN 6680 (ISO 4387) vào dung dịch chiết có chứa chất nội chuẩn. Xác định hàm lượng nicotin của một phần dịch chiết khói bằng phương pháp sắc ký khí và tính hàm lượng nicotin trong tổng hàm lượng chất hạt từ luồng khói chính.

CHÚ THÍCH: Khi không có điều kiện sử dụng phương pháp sắc ký khí thì tham khảo TCVN 7098 (ISO 3400) để xác định lượng nicotin alkaloid tổng số. Trong những trường hợp này, các giá trị thu được bằng phương pháp mô tả trong TCVN 7098 (ISO 3400) phải kèm theo chú thích trong biểu thị kết quả.

5  Thuốc thử

Chỉ sử dụng các loại thuốc thử tinh khiết phân tích.

5.1  Khí mang: heli (CAS: 7440-59-7), nitơ (CAS: 7727-37-9) hoặc hydro (CAS: 1333-74-0) có độ tinh khiết cao.

5.2  Khí phụ trợ: hydro (CAS: 1333-74-0) có độ tinh khiết cao và không khí dùng cho detector ion hóa ngọn lửa.

5.3  Propan-2-ol (CAS: 67-63-0), có hàm lượng nước tối đa 1,0 mg/ml.

5.4  Chất nội chuẩn: n-heptadecan (CAS: 629-78-7) hoặc quynaldin (CAS: 91-63-4) độ tinh khiết không nhỏ hơn 99 %.

Có thể sử dụng carvon (CAS: 99-49-0), n-octadecan (CAS: 593-45-3) hoặc các chất nội chuẩn thích hợp sau khi đánh giá độ tinh khiết và xác định chất nội chuẩn không cùng rửa giải với các hợp chất khác trong dịch chiết khói. Diện tích pic của chất nội chuẩn trong dịch chiết khói phải được kiểm soát về sự ổn định. Trong trường hợp thấy không ổn định, cần thực hiện phép phân tích dịch chiết mẫu khói thuốc không có chất nội chuẩn trong dung dịch chiết để khẳng định sự không có mặt của pic trong dịch rửa giải chất chiết khói ở cùng một thời điểm như chất nội chuẩn (xem Điều 10).

5.5  Dung dịch chiết: propan-2-ol (5.3) chứa nồng độ chất nội chuẩn phù hợp (5.4) thông thường trong dải nồng độ từ 0,2 mg/ml đến 0,5 mg/ml.

Dung dịch này không được bảo quản trong phòng thử nghiệm kiểm soát nhiệt độ thì phải được cân bằng đến nhiệt độ môi trường trước khi sử dụng.

5.6  Chất đối chứng: nicotin (CAS: 54-11-5) đã biết độ tinh khiết không nhỏ hơn 98 %

Bảo quản chất đối chứng này ở nhiệt độ từ 0 °C đến 4 °C và tránh ánh sáng.

Cũng có thể sử dụng nicotin salixylat (CAS: 29790-52-1) đã biết độ tinh khiết không nhỏ hơn 98 %.

Độ tinh khiết của nicotin hoặc nicotin salixylat có thể được xác nhận theo TCVN 6681 (ISO 13276) hoặc bằng phương pháp được xác nhận bất kỳ khác.

5.7  Dung dịch hiệu chuẩn

Hòa tan nicotin (5.6) trong dung dịch chiết (5.5) thành một dãy ít nhất bốn dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ bao trùm dải nồng độ dự kiến tìm trong phần mẫu thử (thông thường từ 0,02 mg/ml đến 2,0 mg/ml). Bảo quản các dung dịch này ở nhiệt độ từ 0 °C đến 4 °C và tránh ánh sáng.

Các dung dịch được bảo quản ở nhiệt độ thấp phải được để cân bằng đến nhiệt độ môi trường trước khi sử dụng.

6  Thiết bị, dụng cụ

Sử dụng các thiết bị, dụng cụ của phòng thử nghiệm thông thường và cụ thể như sau:

6.1  Máy sắc ký khí, có trang bị detector ion hóa ngọn lửa và thiết bị xử lý dữ liệu thích hợp (xem Điều 10).

6.2  Cột, có đường kính trong từ 2 mm đến 4 mm và độ dài tốt nhất từ 1,5 m đến 2 m.

Cột tốt nhất được làm bằng thủy tinh nhưng cũng có thể sử dụng các vật liệu khác như thép không gỉ trơ về mặt hóa học hoặc niken. Pha tĩnh: 10 % poly(etylen glycol) (PEG) 20 000 cộng với 2 % kali hydroxit trên chất mang đã được silan hóa và được rửa bằng axit, cỡ hạt từ 150 µm (100 mesh) đến 190 µm (80 mesh) (xem Điều 10).

7  Cách tiến hành

7.1  Phần mẫu thử

Chuẩn bị phần mẫu thử bằng cách hòa tan tổng chất hạt từ luồng khói chính thu được bằng cách để cho máy hút một lượng xác định các điếu thuốc vào thể tích dung dịch chiết (5.5) cố định, 20 ml dung dịch đối với dĩa 44 mm hoặc 50 ml đối với đĩa 92 mm, đảm bảo rằng đĩa được phủ đầy mẫu thử. Thể tích có thể điều chỉnh để có được nồng độ nicotin phù hợp nằm trong đường chuẩn (xem 7.3) với điều kiện là lượng điếu thuốc phải đủ cho việc chiết hiệu quả tổng chất hạt. Việc phân tích phải được thực hiện càng sớm càng tốt nhưng nếu bảo quản thì mẫu thường được bảo quản ở 0 °C đến 4 °C và tránh ánh sáng. Về việc hút chuẩn, xem TCVN 6680 (ISO 4387).

7.2   Cài đặt thiết bị

Cài đặt thiết bị và vận hành máy sắc ký khí (6.1) theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Phải đảm bảo pic của propan-2-ol (5.3), chất nội chuẩn, nicotin và pic của các thành phần khói khác, đặc biệt là neophytadien (có thể xuất hiện ở đuôi của pic nicotin trong một số trường hợp nhất định), phải được tách tốt (xem Điều 10).

Các điều kiện vận hành thích hợp là:

- nhiệt độ cột, 170 °C (đẳng nhiệt);

- nhiệt độ cổng bơm, 250 °C;

- nhiệt độ detector, 250 °C;

- khí mang, heli hoặc nitơ hoặc hydro với tốc độ dòng khoảng 30 ml/min;

- thể tích bơm, 2 µl.

Với các điều kiện trên, thời gian phân tích vào khoảng từ 6 min đến 8 min (xem Điều 10).

7.3  Hiệu chuẩn máy sắc ký khí

Bơm một lượng (2 µl) từng dung dịch hiệu chuẩn (5.7) vào máy sắc ký khí. Ghi lại diện tích (hoặc chiều cao) pic của nicotin và chất nội chuẩn (5.4). Thực hiện việc xác định ít nhất hai lần.

Tính tỷ lệ diện tích (hoặc chiều cao) pic của nicotin và chất nội chuẩn của từng dung dịch hiệu chuẩn. Dựng đồ thị của nồng độ nicotin theo tỷ lệ diện tích và tính phương trình hồi quy tuyến tính (nồng độ nicotin theo tỷ lệ diện tích) từ các dữ liệu này. Đồ thị phải tuyến tính và đường thẳng hồi quy phải đi qua gốc tọa độ. Sử dụng nghịch đảo hệ số góc của phương trình hồi quy.

Thực hiện quy trình hiệu chuẩn đầy đủ này hàng ngày. Ngoài ra, cứ sau 20 lần bơm mẫu lại bơm một lần chuẩn có nồng độ ở khoảng giữa. Nếu nồng độ đã tính của dung dịch này khác với giá trị ban đầu quá 3 % thì phải lặp lại quy trình hiệu chuẩn đầy đủ.

7.4  Xác định

Bơm một lượng (2 µl) phần mẫu thử (xem 7.1) vào máy sắc ký khí. Tính tỷ lệ pic của nicotin/pic nội chuẩn từ dữ liệu diện tích pic (hoặc chiều cao pic).

Thực hiện hai lần phép xác định trên cùng một phần mẫu thử (xem 7.1).

Tính giá trị trung bình từ hai phép xác định.

Khi các kết quả thu được từ số các kênh hút riêng rẽ và sử dụng bộ lấy mẫu tự động thì phần mẫu đơn lẻ từ bẫy khói được coi là đầy đủ.

8  Biểu thị kết quả

Sử dụng đồ thị hoặc phương trình hồi quy tuyến tính ở 7.3 để tính nồng độ nicotin trong phần mẫu thử. Từ nồng độ của nicotin trong phần mẫu thử này tính được lượng nicotin trong tổng hàm lượng chất hạt. Chia lượng nicotin này cho số điếu thuốc đã hút. Biểu thị kết quả thử nghiệm bằng miligam trên điếu thuốc lá, m_N, đối với từng kết quả riêng lẻ, N, chính xác đến 0,01 mg và giá trị trung bình trên điếu thuốc lá chính xác đến 0,1 mg.

9  Độ lặp lại và độ tái lập

Một nghiên cứu cộng tác liên phòng thử nghiệm quốc tế gồm 35 phòng thử nghiệm tham gia và 10 mẫu đã được thử nghiệm, tiến hành năm 2010, cho thấy khi các điếu thuốc được hút theo TCVN 6680 (ISO 4387) và dung dịch khói thuốc được phân tích theo phương pháp này thu được các giá trị về độ lặp lại (r) và độ tái lập (R) dưới đây. Thông tin chi tiết về phạm vi nghiên cứu, TPM, mô tả và nhận dạng mẫu có trong ISO/TR 19478-1.

Chênh lệch giữa hai kết quả đơn lẻ thu được trên các mẫu thuốc lá điếu đã được đánh dấu, do cùng một người thao tác, sử dụng cùng một thiết bị trong khoảng thời gian ngắn nhất, không được vượt quá giới hạn lặp lại (r) trung bình không quá một trong 20 trường hợp xác định thông thường và thao tác chính xác phương pháp.

Chênh lệch giữa các kết quả đơn lẻ thu được trên các mẫu thuốc lá điếu đã được đánh dấu của hai phòng thử nghiệm không được vượt quá giới hạn tái lập (R) trung bình không quá một trong 20 trường hợp xác định thông thường và thao tác chính xác phương pháp.

Dữ liệu phân tích đã cho kết quả đánh giá tóm tắt trong Bảng 1.

Bảng 1 - Kết quả ước tính bằng phân tích dữ liệu

CHÚ THÍCH: Các giá trị trung bình trong Bảng 1 được biểu thị đến ba chữ số thập phân vì chúng là giá trị trung bình của các kết quả đơn lẻ (trung bình trên điếu) thu được tại các phòng thí nghiệm tham gia cho nghiên cứu hợp tác quốc tế.

Để tính r và R, một kết quả thử nghiệm đã được xác định theo hàm lượng trung bình thu được khi hút 20 điếu thuốc trong một phép thử đơn lẻ.

Chi tiết hơn về sự tương tác giữa r và R với các yếu tố khác, xem ISO/TR 19487-1.

Đối tượng của dung sai liên quan đến việc lấy mẫu được nêu trong TCVN 6684 (ISO 8243).

10  Quy trình sắc ký khí thay thế và các lưu ý khi phân tích

10.1  Yêu cầu chung

Các cột sắc ký khí thay thế, cột nhồi và cột mao quản phải cho thấy phù hợp với phép xác định nicotin trong tổng các chất hạt. Nếu sử dụng các cột này, cần đảm bảo rằng pic của nicotin, chất nội chuẩn phải được tách tốt khỏi các pic của các thành phần khói khác và propan-2-ol (5.3).

Tham khảo dữ liệu trong Điều 9 đối với cột đối chứng. Dữ liệu thích hợp cho các quy trình thay thế không được đưa ra trong tiêu chuẩn này.

10.2  Cột thay thế

10.2.1  Cột nhồi

Có thể sử dụng pha tĩnh sau đây thay cho pha tĩnh mô tà trong 6.2:

- 2 % Versamid 900[1]⁾ cộng với 1 % kali hydroxit, hoặc

- 7 % PEG 20 000 cộng với 3 % polyphenyl ete (6 vòng), hoặc

- nạp PEG 20 000 ở mức thấp hơn (có hoặc không có kali hydroxit).

10.2.2  Cột mao quản

Cột mao quản silica nóng chảy (đường kính trong từ 0,2 mm đến 0,53 mm) có chiều dày màng ≤ 1 μm, có khả năng phân tích các hợp chất có tính phân cực, có thể được sử dụng.

Pha tĩnh đã khử hoạt tính PEG ví dụ CAM (Kỹ thuật J & W)¹⁾, Carbowax-amin (Supelco)¹⁾, Stabilowax- DB (Restek)¹⁾ và CP WAX-51 (Chrompack)¹⁾, cho dữ liệu tương tự như cột nhồi PEG 20 000 cộng với kali hydroxit trong 10.2.1.

10.3  Hệ thống bơm

Các cột thay thế được mô tả trong 10.2.1 và 10.2.2 cần sử dụng hệ thống bơm phù hợp. Các điều kiện vận hành phù hợp có thể thay đổi phụ thuộc vào loại cột được sử dụng và có thể cần được tối ưu hóa theo chỉ dẫn của nhà sản xuất. Phải cài đặt nhiệt độ lò sấy đẳng nhiệt hoặc chương trình nhiệt, thời gian lưu giữ, khí mang và tốc độ dòng và tỷ lệ chia dòng đối với loại cột mao quản đã được sử dụng. Ví dụ đối với cột mao quản 15 m, đường kính trong 0,32 mm, chiều dày màng 0,25 μm, các điều kiện điển hình có thể như sau:

- nhiệt độ lò sấy: 160 °C (giữ 4,5 min) tăng đến 200 °c với tốc độ tăng 30 °C/min (giữ 1,5 min);

- khí mang: khí heli ở tốc độ dòng khoảng 25 cm/s;

- tỷ lệ chia dòng: 20:1.

Sử dụng các điều kiện trên, thì thời gian phân tích khoảng từ 7 min đến 8 min.

Phụ lục B đưa ra ví dụ về sắc ký đồ.

10.4  Chất nội chuẩn thay thế

Chất nội chuẩn thay thế cũng được đánh giá. Các chất này là carvon, quynaldin và n-octadecan. Các chất này có thể được sử dụng sau khi đánh giá và kiểm tra độ tinh khiết để đảm bảo rằng chúng không cùng rửa giải với các thành phần khói khác trong chất chiết khói sẽ được phân tích. Diện tích pic của chất nội chuẩn trên mẫu phải được kiểm soát ổn định.

Khi thấy không ổn định, phải tiến hành phân tích mẫu khói thuốc không chứa chất nội chuẩn trong dịch chiết để khẳng định sự không có mặt của pic trong dịch rửa giải chất chiết khói ở cùng thời điểm như chất nội chuẩn.

11  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin về hàm lượng của nicotin trong một điếu thuốc đã hút, phương pháp đã sử dụng, các điều kiện có thể ảnh hưởng đến kết quả (ví dụ: áp suất khí quyển trong khi hút). Báo cáo thử nghiệm cũng phải đầy đủ các chi tiết về nhận biết các điếu thuốc lá đã hút.

Phụ lục A

(tham khảo)

Sử dụng phương pháp này với việc xác định hàm lượng nước bằng sắc ký khí

Sử dụng phương pháp này kết hợp hoặc đồng thời với phương pháp xác định hàm lượng nước bằng sắc ký khí trong tổng hàm lượng chất hạt từ luồng khói chính được quy định trong TCVN 6936-1 (ISO 10362-1). Có thể tiến hành như sau:

- thêm một lượng thích hợp chất nội chuẩn, phù hợp cho việc xác định nước vào dung dịch chiết nêu trong 5.5;

- tốt nhất nên sử dụng heli làm khí mang;

- bơm một lượng dung dịch tổng hàm lượng chất hạt vào cột dùng để phân tích nước, đã được nối với detector dẫn nhiệt, cũng như vào cột phân tích nicotin và detector đã mô tả trong phương pháp này.

Việc phân tích tự động, đồng thời nicotin và nước có thể đạt được bằng cách sử dụng hệ thống chia dòng hoặc hệ thống bơm mẫu tự động với hai điểm bơm. Khi xác định tuần tự nicotin và nước từ cùng một mẫu, tiến hành phân tích nước trước để tránh hấp thụ nước vào mẫu làm ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.

Khi xác định đồng thời nicotin và nước được thực hiện, thời hạn sử dụng được mô tả của các dung dịch hiệu chuẩn và các phần mẫu thử có thể bị ảnh hưởng. Nên áp dụng thời hạn sử dụng ngắn nhất được đề cập trong một trong những phương pháp được sử dụng.

Phụ lục B

(tham khảo)

Ví dụ về sắc ký đồ

CHÚ DẪN:

Hình B.1 - Mẫu kiểm tra CORESTA No. 8

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 7096 (ISO 3308), Máy hút thuốc lá phân tích thông dụng - Định nghĩa và các điều kiện chuẩn

[2] TCVN 7098 (ISO 3400), Thuốc lá điếu - Xác định alkaloit trong phần ngưng tụ khói - Phương pháp đo phổ

[3] TCVN 5078 (ISO 3402), Thuốc lá và các sản phẩm thuốc lá - Môi trường bảo ôn và thử nghiệm

[4] TCVN 6684 (ISO 8243), Thuốc lá điếu - Lấy mẫu

[5] TCVN 6936-1 (ISO 10362-1), Thuốc lá điếu - Xác định hàm lượng nước trong phần ngưng tụ khói - Phần 1: Phương pháp sắc ký khí

[6] TCVN 6681 (ISO 13276), Thuốc lá và sản phẩm thuốc lá - Xác định độ tinh khiết của nicotin - Phương pháp khối lượng sử dụng axit tungstosilixic

[7] ISO/TR 19478-1, ISO and Health Canada intense smoking parameters - Part 1: Results of an international machine smoking study

[8] ISO 20778, Cigarettes - Routine analytical cigarette smoking machine - Definitions and standard conditions with on intense smoking regime

[9] ISO 22253, Cigarettes - Determination of nicotine in total particulate matter from the mainstream smoke with an intense smoking regime - Gas-chromatographic method