卷烟烟气重组分的分子组成研究

Tobacco residue in cigarette smoke is one of the main harmful substances for human. Tobacco residue is a complex mixture which contains many hydrocarbons, oxygen-, sulfur-, nitrogen- compounds and solid-phase radicals. Detailed understanding of the molecular composition of tobacco residue is the basic task for finding the pathogenesis of tobacco residue and reducing the risk of illness. Currently, the research for molecular composition of tobacco residue mainly focuses on low-boiling and volatile components. However, for heavy fraction of tobacco residue, because of the high boiling point, high molecular weight and it's extremely complex structure, this part of the research rarely involved. In recently, the Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry, which with ultra-high mass resolution and mass accuracy, were widely and successfully used in the molecular characterization of heavy oil and not limited for the boiling point of analyte. The FT-ICR MS is very suitable for the research on the molecular composition of complex systems. This study is designed to analyze the molecular composition of heavy fraction of tobacco residue, establish a series of method for seperation and chemical derivatization of the different class compounds in heavy fraction of tobacco residue, such as heavy saturated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, nitrogen-, sulfur- and oxygen- contained compounds. The FT-ICR MS and other instruments are used to detailed characterize the molecular composition of different types of compounds. .Quantitative study of the molecular composition of heavy tobacco residue for different types of cigarettes and different pumping ways. Establishment of an standard analytical method for analysis of heavy tobaccl residue based on FT-ICR MS technologies.

卷烟焦油是卷烟烟气中的主要有害物质之一，它是众多烃类及氧、硫、氮化物、自由基等组成的复杂混合物。详细了解卷烟焦油的分子组成是进一步研究其致病机理、降低致病风险的基础。目前对卷烟焦油的分子组成研究主要集中于低沸点及易挥发组分，而其中的重组分由于沸点高，分子量大，结构极其复杂，对这一部分的研究鲜有涉及。近年来出现的傅里叶变换离子回旋共振质谱技术，具有超高质量分辨率和质量准确度且不受化合物沸点的限制，在复杂组分的分子组成研究中取得了巨大成功。本研究旨在研究适合卷烟焦油重组分的精细分离和化学衍生法，利用FT-ICR MS等仪器对其中不同类型化合物的分子组成进行详细表征，并利用FT-ICR MS定量研究不同类型卷烟和不同抽吸方式下卷烟焦油重组分的组成差异，建立一种基于FT-ICR MS技术的分析卷烟烟气重组分的分析方法。

卷烟焦油是卷烟烟气中的主要有害物质之一，它是众多烃类及氧、硫、氮化物、自由基等组成的复杂混合物。详细了解卷烟焦油的分子组成是进一步研究其致病机理、降低致病风险的基础。本研究建立了一套将卷烟烟气粒相物按照酸、中、碱性分分离的方法，与溶剂萃取法相比，更适合于FT-ICR MS分析；同时建立了一套将中性分按照化合物类型分为不同亚组份的分离方法，以GCMS的分析结果为参考，辅助分析亚组份的FT-ICR MS结果，能够更加深入的分析卷烟烟气重组分的分子组成；本研究通过溶剂萃取法分离得到了卷烟烟气中中等极性和高极性、高沸点的化合物，并研究了这部分难以采用GCMS分析的组分的分子组成特征；本研究建立了一种柱层析-衍生化-分离卷烟烟气粒相物中高沸点醛酮的方法，深入分析了高沸点醛酮的分子组成特征；本研究建立了利用FT-ICR MS定量或半定量分析复杂混合物中一元羧酸的方法，拓展了FT-ICR MS的应用；本研究采用碱液-酸化-萃取-柱层析的方法分离得到了卷烟烟气粒相物中的酚类组分，并用FT-ICR MS深入分析了烟气中酚类组分的分子组成；本研究建立了一种固载同位素标记的TEMPO分析卷烟烟气中自由基的新方法，此方法也可以用于其他烟气或溶液中自由基的检测；本研究改进了一种分析烟气中芳香伯胺的方法，结合高分辨质谱可以较全面的分析卷烟烟气中的芳香伯胺类物质。此外，本研究也通过FT-ICR MS详细研究了不同抽吸条件下以及不同品牌卷烟烟气的分子组成变化。通过本研究，可以更加深入的了解卷烟烟气组分、卷烟烟气中高沸点、高极性类化合物的分子组成特点，为研究其致病机理、降低致病风险提供参考；本研究也建立和改进了分析某些特定化合物，如醛酮、酚类、自由基、芳香伯胺的方法以及通过FT-ICR MS定量或半定量分析混合物中一元羧酸的方法，这些方法不仅能够提供更全面的卷烟烟气分子组成信息，也对其他复杂体系中特定化合物的分析具有重要参考意义。