Лабораторная деятельность по определению никотина в жидкостях для электронных сигарет с использованием газовой хроматографии-масс-спектрометрии Todd Pagano1,*, Morgan R. Bida1, Risa J. Robinson2

2.4. Проверка метода
В дополнение к лабораторной деятельности студентам может быть поручено определить аналитические показатели качества метода. Чтобы проверить метод ГХ-МС, студенты оценили предел обнаружения (LOD), предел количественной оценки (LOQ), прецизионность и точность (как процент восстановления). Для определения LOD и LOQ было измерено 20 холостых проб и рассчитано стандартное отклонение этих результатов. LOD был рассчитан как 3,3-кратное стандартное отклонение ответа, деленное на наклон калибровочной кривой для никотина [17]. Аналогичным образом, LOQ был рассчитан как 10-кратное стандартное отклонение ответа, деленное на наклон калибровочной кривой для никотина [17]. Кроме того, мы рассмотрели отношения сигнал / шум (S: N) для детектора с использованием концентраций аналита, которые дали значения S: N 3,3 и 10 для LOD и LOQ, соответственно. Точность рассчитывалась как процент восстановления с использованием трех повторов для трех различных концентраций стандартов никотина [17]. Точность метода определялась путем сравнения пяти определений на стандартный уровень концентрации [18]. 2.5. Анализ данных
Чтобы построить калибровочную кривую никотина, студенты взяли соотношение площадей пиков количественных ионов никотина и хинолина для подготовленных стандартов с хроматографа и нанесли их на график в зависимости от их известных концентраций никотина. Линейная зависимость, установленная на этом графике, была использована для определения концентраций никотина в образцах электронной жидкости с использованием того же соотношения (площадь пика при m / z = 133 и площадь пика при 102). Студенты также вычислили процентную разницу между результатами измерения образцов и содержанием никотина, указанным производителем, и рассчитали его по следующей формуле:
где A - заявленное производителем на этикетке (мг / мл никотина), а B - эмпирически измеренное значение (мг / мл никотина).
3. Примеры результатов
Следующие результаты были получены студентами-лаборантами и иллюстрируют полезность метода. 3.1. Хроматограммы электронных жидкостей
Хроматограмма ГХ-МС для торговой марки жидкости для электронных сигарет с добавлением хинолина, внутреннего стандарта, показана на рисунке 1. при использовании режима тотальной ионной хроматографии. Первым элюируется хинолин со временем удерживания около 4,0 минут, а никотин - около 4,5 минут. Общая ионная хроматограмма для этой марки жидкости для электронных сигарет показывает, что хинолин и никотин являются наиболее доминирующими пиками в анализе, несмотря на тот факт, что другие химические вещества, такие как ароматизаторы, вероятно, предоставляют сигнал (рис. 1). Применение мониторинга выбранных ионов оказалось полезным для определения количества площадей как для никотина, так и для внутреннего стандарта хинолона. Мониторинг хинолина производился с использованием m / z = 102, никотина - при m / z = 133 (рис. 2), и площади каждого пика использовались для расчета соотношения площадей никотина: хинолина, используемого в расчетах определения никотина.
Рис. 1. Общая ионная хроматограмма торговой марки электронной жидкости, купленной в магазине. На изображении показан пик внутреннего стандарта, хинолина (RT = 4,00 мин.) И пик никотина (RT = 4,53 мин.).
Рис. 2. Избранные ионные хроматограммы для торговой марки электронной жидкости, купленной в магазине, демонстрирующие пики внутреннего стандарта, хинолина (вверху; m / z = 102) и никотина (внизу; m / z = 133).
3.2. Калибровка метода Используя набор стандартов никотина с внутренним стандартом хинолина, студенты построили калибровочные кривые никотина (например, рисунок 3), показывающие высокий коэффициент детерминации (r2> 0,9999) и демонстрирующие линейность метода для этого диапазона стандартных концентраций. Метод внутреннего стандарта оказался полезным для ограничения эффектов различных инъекций / ответов инструмента и не влиял на хроматографический пик никотина. Уравнение калибровочной кривой использовалось для определения содержания никотина в нескольких жидкостях для электронных сигарет по соотношению площадей пиков никотина и хинолина. 3.3. Результаты образцов жидкости для электронных сигарет В примере набора жидкостей для электронных сигарет было показано содержание никотина 16–22 мг / мл, и каждый образец показал несоответствия с содержанием никотина, указанным производителем (в среднем на ~ 21% ниже заявленного производителем). Подобные расхождения также были обнаружены в разных партиях жидкостей для электронных сигарет одной и той же марки, что позволяет предположить, что не только жидкости для электронных сигарет имеют расхождения между фактическим никотином и никотином с маркировкой, но и что партии одной и той же жидкости для электронных сигарет между брендами также могут различаться. . 3.4. Квалификация и проверка метода. Мы проверили наш метод ГХ-МС для определения LOD и LOQ с использованием двадцати повторов холостого опыта и наклона калибровочной кривой (в соответствии с определениями, обсужденными выше). LOD и LOQ составили ~ 200 и 600 нг / мл никотина соответственно. Аналогичным образом, проверка точности метода показала, что средний процент извлечения никотина составляет ~ 97%, а точность метода, согласно расчетам, составляет ~ 5%.