烟气中的氨是44种Hoffman有害成分名单中的一种，中国的卷烟安全性评价指标中也有氨。卷烟主流烟气中的氨，主要来源于烟草中的氨基酸、蛋白质、硝酸盐及铵盐等含氮化合物。卷烟粒相和气相中均有氨，粒相中氨含量占总量超过80%。游离氨能碱化烟气，增加烟气中非质子化尼古丁的浓度，使尼古丁更易被吸收，从而增加了烟草致瘾性和全球使用量。主流烟气中，尼古丁分布于气、粒两相，气相中的尼古丁完全以游离烟碱的形式存在，粒相中以质子化和游离态两种形式存在，其比例根据粒相物的pH不同，Hoff-mann等研究表明：pH在5.8时，尼古丁主要以单质子化和双质子化形式存在，而随着pH进一步升高，游离尼古丁的相对含量逐渐增加，在pH=7.8时，烟气中大约30%尼古丁为游离态。Sloan和Morie实验证明烟气中游离氨的总量与pH（5.2～7.4）呈明显正相关。氨对尼古丁生物利用度的增加作用主要通过：（1）增大气、粒两相中游离烟碱的比例；（2）增大气相中烟碱的分布比例，从而造成一种由浓度驱动的，使尼古丁在口腔、上呼吸道上皮细胞中更快速、更大量的吸收。根据BAT的一份研究报告，在卷烟里使用氨的添加剂可使尼古丁的最高输送率达到45%。此外，氨会污染室内环境空气，环境中低含量的氨气（10μg/m3）会引起上呼吸道敏感的人群咽喉有刺激感、呼吸急促，高含量的氨气（750mg/m3）甚至可能引发慢性阻塞性肺病。因此准确测定卷烟烟气中的氨对于评价卷烟安全性有重要意义。
一、方法概述
针对卷烟主流烟气中氨的检测，国外烟草公司和机构进行了大量的研究工作，包括菲莫、雷诺、BAT、UK、Arista、加拿大卫生部等，建立了较成熟的分析方法，各种方法均可以测定主流烟气气、粒两相中氨的总量，方法差异在于前处理条件不同，如捕集液种类、体积，捕集阱的设计，抽吸支数，萃取时间，捕集液的转移过程等；氨的分析均采用阳离子交换色谱，外标法定量，但标准曲线的拟合方程存在差异。
烟草行业最为常用的方法为离子色谱法和连续流动法。而连续流动法运行成本低、检测速度快、一次处理样品量大等。杜光尧等利用在碱性条件下，被亚硝基铁氰化钠催化的铵（
）与次氯酸盐和碱性苯酚溶液三者之间反应所生成的蓝色络合物（靛酚蓝，最大吸收波长660nm），在AA3型连续流动分析仪上建立了流动分析测定卷烟主流烟气中氨的方法。舒俊生等用稀盐酸溶液捕集主流烟气气相物；以剑桥滤片捕集烟气总粒相物，并用稀盐酸溶液萃取。用石墨化炭黑固相萃取柱对样品进行净化处理，利用样品溶液中的铵在亚硝基铁氰化钠催化下，在碱性缓冲溶液中与水杨酸和二氯异氰尿酸钠反应，反应生成物在660nm处进行吸光度测定，并换算得出卷烟主流烟气中氨的含量。该节重点介绍后者。本节为该方法的主要研究内容。
二、方法原理
采用稀盐酸溶液捕集主流烟气气相物，以剑桥滤片捕集烟气总粒相物，并用稀盐酸溶液萃取。分别定量移取气相吸收液和粒相萃取液，合并后稀释定容，经石墨化炭黑固相萃取柱净化。样品溶液中的铵，在碱性缓冲溶液中与水杨酸和二氯异氰尿酸钠反应，反应催化剂为亚硝基铁氰化钠，反应生成物在660nm处进行吸光度测定，并换算得出卷烟主流烟气中氨的释放量。
三、材料与方法
除非特殊说明，所有试剂应为分析纯或同等纯度。水应为蒸馏水或同等纯度的水。
（一）试剂
采用连续流动法分析卷烟主流烟气中氨的含量时，所需试剂见表4-15。
表4-15 分析主流烟气氨含量所需试剂列表
1. 试剂配制
（1）Brij-35溶液（聚乙氧月桂醚）称取250g Brij-35，加入到1000mL水中，加热、搅拌直到溶解。
（2）0.01mol/L盐酸吸收液 称取约1.01g 36%～38%的盐酸，溶于1000mL水中，搅拌溶解，每次实验前应重新配制。
（3）缓冲溶液 将40g柠檬酸钠于烧杯中，加入约600mL水中，搅拌溶解后转移至1000mL容量瓶中用水定容。再加入1mL Brij-35溶液，并混合均匀。每周更换。
（4）水杨酸钠溶液 将40g水杨酸钠及1 g硝普钠溶入约600mL水中，搅拌完全溶解后转移至1000mL容量瓶中，用水定容至刻度。每周更换。
（5）二氯异氰尿酸钠溶液（DCI）称取22g氢氧化钠溶入约600mL去离子水中，加入3 g二氯异氰尿酸钠并完全溶解，完全溶解后转移至1000mL容量瓶中用水定容。每周更换。
2. 标准溶液配制
（1）NH4+标准溶液 [100μg/mL （以氮计），中国计量科学研究院]
（2）工作标准溶液 用吸收液稀释NH4+标准溶液，于容量瓶中定容，摇匀。制备至少5个标准溶液，其浓度应覆盖预计样品溶液中检测到的NH4+含量。标准系列溶液应现配现用。适宜的标准系列溶液浓度见表4-16。
表4-16 系列工作标准溶液单位：mg/L
（二）仪器
常用实验仪器如下。
（1）连续流动分析仪，由进样器、比例泵、渗析器、加热槽、混合圈、比色计（配660nm滤光片）和记录仪组成，管路图见图4-20。
图4-20 主流烟气中氨释放量测定管路设计图
（2）SM450 直线型吸烟机/SM450 转盘式吸烟机。
（3）分析天平，感量0.0001 g。
（4）振荡器。
（5）捕集阱（见烟气捕集图4-21）。
（6）石墨化炭黑固相萃取柱（250mg，6mL），使用前采用5mL吸收液活化。
（三）实验方法
（1）主流烟气捕集 按照图4-21进行卷烟主流烟气气相物和粒相物捕集。
图4-21 主流烟气捕集示意图
1—烟支 2—捕集器 3、5—连接管路 4—捕集阱 6—2位3 通阀 7—抽吸单元
（2）气相吸收液的制备 直线型吸烟机：捕集阱内准确加入20mL吸收液，抽吸后制得主流烟气气相吸收液。(www.xing528.com)
转盘式吸烟机：捕集阱内准确加入50mL吸收液，抽吸后制得主流烟气气相吸收液。
（3）粒相萃取液的制备 对于44 mm剑桥滤片，卷烟抽吸完成后，把捕集有粒相成分的滤片及擦拭捕集器的1/4滤片一起放入100mL萃取瓶中。准确加入20mL吸收液后，震荡萃取40min。
对于92mm滤片，卷烟抽吸完成后，把捕集有粒相成分的滤片及擦拭捕集器的1/4滤片（44mm）一起放入250mL萃取瓶中。准确加入50mL吸收液后，震荡萃取40min。
（4）分析样品制备 对于由直线型吸烟机得到的主流烟气气相吸收液和粒相萃取液，各定量移取4mL，合并置入10mL容量瓶中；使用吸收液定容；摇匀后，使用石墨化炭黑固相萃取柱过滤（流速：5mL/min），弃去前2～3mL滤液，后续滤液置于样品杯中，即得到待测样品。
对于由转盘式吸烟机得到的主流烟气气相吸收液和粒相萃取液，各定量移取5mL，合并置入25mL容量瓶中；使用吸收液定容；摇匀后，使用石墨化炭黑固相萃取柱过滤（流速：5mL/min），弃去前2～3mL滤液，后续滤液置于样品杯中，即得到待测样品。
（5）样品溶液测定 按照方法设计的管路要求，对待测样品溶液中
进行连续流动法测定，应在12h内完成样品检测。
四、结果计算与表述
卷烟主流烟气中氨的释放量按照式（4-8）计算的得出。
式中 X——样品中氨释放量，μg/支；
c——样品中铵的连续流动法测定的浓度，μg/mL；
V——样品定容体积，mL；
k——换算系数，使用转盘式吸烟机时为10，使用直线型吸烟机时为5；
17.03——氨的分子质量；
n——抽吸卷烟烟支数量，支；
14.01——N的相对分子质量。
取两个平行样品的算术平均值为检测结果，结果精确到0.01μg/支。平行测定结果之间的相对平均偏差应不大于10%。
五、影响卷烟主流烟气中氨测定的因素
1. 常见阴阳离子影响
卷烟烟气释放有多种阴阳离子，常见的阳离子包括：铜离子、铁离子、钡离子、镁离子、钙离子、铅离子、钠离子、钾离子、汞离子等，阴离子包括：硫酸根、硝酸根、氯离子、溴离子、亚硫酸根、醋酸根、铁氰根、硫氰根、碳酸根。将这些离子进行标准溶液添加实验，结果见表4-17。从测定结果的回收率来看，常见的阴阳离子不影响主流烟气中氨的测定。
表4-17 不同阴阳离子干扰试验结果
续表
2. 常见胺类物质影响
卷烟主流烟气释放有多种有机胺，常见的有：脂肪族胺类（一甲胺、二甲胺、三甲胺、一乙胺、乙二胺等）、醇胺类（一乙醇胺、3-丙醇胺等）、酰胺类（甲酰胺、乙酰胺、丙烯酰胺等）、脂环胺类（环己胺、三亚乙基二胺等）及芳香胺类（苯胺等）等。将这些化合物进行标准溶液添加实验，结果见表4-18。从测定结果的回收率来看，主流烟气中常见的有机胺类化合物不影响主流烟气中氨的测定。
表4-18 不同种类胺类物质干扰试验结果
续表
3. 样品基质影响
为考察样品基质的影响，对卷烟样品溶液直接检测和过石墨化炭黑柱后检测进行了回收率实验：准备两份同一卷烟样品溶液，分别定量加入标准溶液，一份直接定容后检测，一份经固相萃取柱过滤后检测。结果见表4-19。
表4-19 两种处理方法回收率实验结果
由表4-19可得，卷烟样品不经固相萃取柱净化直接检测，标准样品的回收率低，尤其是低标样品（回收率为61.50%）由此可知，样品基质对卷烟样品中氨的测定有影响，需进行石墨化炭黑柱净化。
4. 制备样品存放时间影响
样品制备完成后，考察了样品制备液随时间变化规律，结果见图4-22。结果表明：卷烟主流烟气中的氨受环境及样品本身物质影响，随着放置时间的增加，样品制备液中氨的浓度也逐渐增加，而且放置时间越长，增加值也越大。制备液在存放12h后，氨的浓度变化约增加4.38%，表明样品制备溶液应在12h内检测完成，尽可能缩短样品制备时间。
由图4-22与图4-23比较可得，事先定容好的样品稳定性比测定前现制备的样品稳定性略差，因此，卷烟抽吸完成后，事先制备样品对于样品的稳定性没有改善。
图4-22 卷烟主流烟气中的氨稳定性实验
图4-23 预先定容样品中氨的稳定性
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