一种抽吸型烟草制品烟碱逐口监测仪及检测方法技术

一种抽吸型烟草制品烟碱逐口监测仪及检测方法，该监测仪包括抽吸控制单元、烟具夹持器、烟气捕集单元、检测单元及计算机数据分析单元，各单元间通过管路连接并形成封闭式检测体系；通过本仪器及方法可即时得到逐口气溶胶中的烟碱含量（即烟碱逐口释放量μg

【技术实现步骤摘要】
一种抽吸型烟草制品烟碱逐口监测仪及检测方法


[0001]本专利技术涉及抽吸型烟草制品中烟碱成分的逐口定量动态监测
，具体是一种抽吸型烟草制品烟碱逐口监测仪及检测方法，可用于抽吸型烟草制品中烟碱成分释放的体外、连续、在线、即时、临场检测，检测指标包括产品使用过程中所产生的新鲜烟气气溶胶中烟碱逐口含量(μg
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口
‑1)、烟碱累积释放量(μg)和烟碱释放程度(％)。

技术介绍

[0002]抽吸型烟草制品包含卷烟、加热卷烟、电子烟等。
[0003]卷烟(cigarette)是用卷烟纸将烟丝卷制成条状的烟草制品。
[0004]加热卷烟(Heated Tobacco Products，HTP)是一种利用独立热源(如电、气溶胶、炭等)加热但不点燃烟草基质来产生含烟碱气溶胶的产品。
[0005]电子烟(Electronic cigarette)是可用于通过吸嘴或其他产品组件消费含烟碱气溶胶的产品，其产品组件包括烟弹、储液器或其他不含烟弹与储液器的设备。电子烟一词意味着各种不断发展的设备，包括不同设计的一次性产品和可反复续液产品。电子烟也有其他名称，如vapes、vape pens、vaping products、mods、pod
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mods、电子烟碱传递系统(ENDS)或替代性烟碱传递装置。
[0006]烟碱是烟草主要生物碱，目前国内外监管机构对烟草制品的常规管控指标是烟碱含量(μg
·
g
‑1)。然而，烟碱含量属于产品指标，并不能真实反映产品性能。因此随着社会现代化文明的发展，对烟草制品的产品性能指标进行监管的需求日益显著。二者息息相关，但又含义迥异，后者数据对消费者烟碱暴露水平反映更真实，在烟草制品管控方面应更加重视。
[0007]作为烟草制品的产品性能指标，实质指的是消费者的暴露水平，即：暴露总量和暴露速率。而对这些数据进行体内监测是不现实的，因此研究开发体外监测技术十分必要。
[0008]烟碱暴露水平的体外监测，即抽吸型烟草制品中烟碱成分的逐口监测，即：释放量和释放速率。释放量是一段时间内，烟碱从产品中累积释放的量，相当于体内暴露总量，以微克或毫克为单位。释放速率，指的是某个时间段内，烟碱从产品中释放的速率，相当于体内暴露速率，即每口烟气气溶胶中烟碱的含量，以微克/口为单位。释放量和释放速率可以有效表征一款产品的产品特性，适用于该款产品风险评估研究，为产品质量监管与控制政策制订提供数据基础和理论依据。
[0009]而对企业烟草产品研发领域来说，筛选出合理的叶组配方和加工工艺，为产品设计提供指导性建议，则需要用到烟碱释放程度的概念。释放程度是指一段时间内，烟碱累积释放量占产品烟碱总含量的百分比，以％为单位。释放程度反映了烟碱含量与烟碱暴露量的关系，即烟碱利用效率。
[0010]综上所述，抽吸型烟草制品中烟碱成分的逐口监测，根据需求不同，共包含了以下3个数据的检测，即：烟碱逐口释放量(μg
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口
‑1)、烟碱累积释放量(μg)和烟碱释放程度(％)。
[0011]目前，抽吸型烟草制品的烟碱逐口监测方法沿用了传统分析方法，即：通过直线型吸烟机/改造的转盘型吸烟机和剑桥滤片捕集逐口烟气，烟碱在剑桥滤片上富集到一定程度后，取出剑桥滤片，进行有机溶剂萃取等前处理，通过气相、气质等大型仪器进行定性定量分析，通过计算后得到烟碱逐口释放量(μg
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口
‑1)、烟碱累积释放量(μg)和烟碱释放程度(％)。
[0012]因此，传统分析方法的样品烟气抽吸和前处理过程操作复杂、耗时。且对于电子烟来说，每个烟弹抽吸口数达到上百口，甚至500口，用传统的方法进行烟碱逐口监测工作量巨大，甚至无法实现。因此，研发一种具备即时逐口定量功能的分析方法及其专用设备十分必要。
[0013]由于烟碱(结构式见图1)具有共轭结构，在紫外光区259nm处具有特征吸收峰，且紫外全波长吸收光谱瞬时完成，数据即时呈现，因此考虑利用紫外技术对烟碱进行实时定量监测。
[0014][0015]单通道或多通道吸烟机，由动力装置、抽吸装置、烟支夹持器和烟气捕集装置组成。进行工作时，整个体系呈密封状态，将烟支安置在夹持器上，启动开关，气缸的活塞杆带动活塞作往复运动产生负压进行抽吸，抽吸产生的烟气被捕集装置捕集后用于检测烟碱含量。
[0016]综上所述，本专利技术将吸烟机与紫外定量监测技术相结合，创新性地设计、研发、制造了抽吸型烟草制品烟碱逐口定量监测专用自动化设备，并创建了一种烟碱逐口实时、原位监测的新方法。该方法数据精确，稳定性好，与传统检测方法相比，此方法属于环境友好型检测方法；在实验操作流程方面具有原位、在线、实时监测的特点，操作更人性化；且具有专用设备硬件设计简约，造价低等优点。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的是针对目前抽吸型烟草制品烟碱成分逐口监测传统分析方法的欠缺不足，从全新的角度，设计、研发、制造出一种抽吸型烟草制品烟碱逐口监测专用自动化设备，创造性地专利技术了一种可以连续在线测定抽吸型烟草制品逐口气溶胶中烟碱含量的检测新方法。
[0018]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0019]一种抽吸型烟草制品烟碱逐口监测仪，包括抽吸控制单元、烟具夹持器、烟气捕集单元、检测单元、计算机数据分析单元，各单元之间通过管路连接并形成封闭式检测体系；
[0020]所述抽吸控制单元主体由步进电机、两位三通阀、注射泵构成，步进电机通过带动丝杆推拉注射泵完成抽气、排气工作，配合三通阀实现抽吸和排气的流程切换；
[0021]所述烟气捕集单元由盛放有捕集液的检测池及磁力搅拌装置组成，检测池置于磁力搅拌装置上，可对检测池中的液体进行搅拌，混合均匀，消除气泡；
[0022]所述检测单元包括氘灯、快门、聚焦透镜、光纤光谱仪及光纤探头，光纤探头设置在检测池中的捕集液液面以下；
[0023]所述检测池为封闭式结构并分别设有与抽吸控制单元相连的抽气接口、与烟具夹持器相连的气溶胶接口以及光纤探头插接口；抽吸控制单元使得烟气通入检测池中由捕集液对气溶胶进行捕集，由设置在捕集液中的光纤探头实时将所测得的紫外光检测信号传递至光谱仪，用于紫外全波长吸收光谱检测，再经计算机数据分析单元进行分析，进而得到检测结果。
[0024]本专利技术中，所述检测池可为对射式检测池，池体共4个开口，分别为：烟气气溶胶通路接口A，捕集液液面上方的抽气接口B，以及用于光纤探头发射光通路插接口C和接收光通路插接口D；其中，A接口由毛细管连接夹持器烟嘴将气溶胶导入捕集液，A口位置不限，可实现气溶胶完全导入捕集液且不造成反流即可；B口连接抽吸控制单元用于抽气，B口位置需高于捕集液液面；C口与D口互相对照，用作光通路，检测捕集液，C、D口位置可实现发射光通路与接收光通路均位于液面以下且位置对照即可(现有光纤光谱仪可相应配置发射、接收分体式对射光纤)。
[0025]进一步的，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抽吸型烟草制品逐口烟碱监测仪，其特征在于：包括抽吸控制单元、烟具夹持器、烟气捕集单元、检测单元、计算机数据分析单元，各单元之间通过管路连接并形成封闭式检测体系；所述抽吸控制单元由步进电机、两位三通阀、注射泵构成，步进电机通过带动丝杆推拉注射泵完成抽气、排气工作，配合三通阀实现抽吸和排气的流程切换；所述烟气捕集单元由盛放有捕集液的检测池及磁力搅拌装置组成，检测池置于磁力搅拌装置上；所述检测单元包括氘灯、快门、聚焦透镜、光纤光谱仪及光纤探头，光纤探头设置在检测池中的捕集液液面以下；所述检测池为封闭式结构并分别设有与抽吸控制单元相连的抽气接口、与烟具夹持器相连的气溶胶接口以及光纤探头插接口；抽吸控制单元使烟气气溶胶通入检测池中由捕集液对气溶胶进行捕集，由设置在捕集液中的光纤探头实时将所测得的紫外光检测信号传递至光谱仪，用于紫外全波长吸收光谱检测，再经计算机数据分析单元进行分析，进而得到检测结果。2.根据权利要求1所述的抽吸型烟草制品烟碱逐口监测仪，其特征在于：所述检测池为对射式检测池，池体共4个开口，分别为：烟气气溶胶通路接口A，捕集液液面上方的抽气接口B，以及用于光纤探头发射光通路插接口C和接收光通路插接口D；其中，A接口由毛细管连接夹持器烟嘴将气溶胶导入捕集液中，A口位置不限，可实现气溶胶完全导入捕集液且不造成反流即可；B口连接抽吸控制单元用于抽气，B口位置需高于捕集液液面；C口与D口互相对照，用作光通路，检测捕集液，C、D口位置可实现发射光通路与接收光通路均位于液面以下且位置对照即可。3.根据权利要求2所述的抽吸型烟草制品烟碱逐口监测仪，其特征在于：该对射式捕集池中的发射光通路与接收光通路之间的光程可调节，即发射端与接收端之间的距离可调。4.根据权利要求1所述的抽吸型烟草制品烟碱逐口监测仪，其特征在于：所述检测池为集射式检测池，为单腔式结构，池体共三个开口，分别为烟气气溶胶通路接口A，位于捕集液液面上方的抽气接口B，以及光纤探头接口C，A口、C口均设在检测池的上端面上。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，秦瑞琳，徐秀娟，杨伟平，曾世通，孙世豪，卢斌斌，宗永立，王丁众，付英杰，刘珊，孙文倩，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：