DIN 10373-2011 Analysis of tobacco and tobacco products - Determination of nicotine content - Gaschromatographic method《烟草和烟草制品分析 尼古丁含量测定 气相色谱法》.pdf

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1、Mai 2011DEUTSCHE NORM Normenausschuss Lebensmittel und landwirtschaftliche Produkte (NAL) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 65.160!$nJ)“175

2、3906www.din.deDDIN 10373Untersuchung von Tabak und Tabakerzeugnissen Bestimmung des Nikotingehaltes Gaschromatographisches VerfahrenAnalysis of tobacco and tobacco products Determination of nicotine content Gaschromatographic methodAnalyse du tabac et produits de tabac Dosage de la nicotine Mthode p

3、ar chromatographie en phase gazeuseAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 10373:2003-01 undDIN 10373Berichtigung 1:2005-05www.beuth.deGesamtumfang 10 SeitenDIN 10373:2011-05 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen. 4 3 Kurzbeschreib

4、ung 4 4 Chemikalien. 4 5 Gerte. 5 6 Probenahme 6 7 Durchfhrung 6 8 Bestimmung und Angabe der Ergebnisse . 8 9 Przision des Verfahrens. 8 10 Alternative gaschromatographische Verfahren und analytische Vorkehrungen 8 11 Untersuchungsbericht . 9 Literaturhinweise . 10 2 DIN 10373:2011-05 Vorwort Diese

5、Norm wurde vom Arbeitsausschuss Tabak und Tabakerzeugnisse“ des Normenausschusses Lebens-mittel und landwirtschaftliche Produkte (NAL) erarbeitet. Zur Bestimmung des Nikotingehalts in Tabak und Tabakerzeugnissen existieren zwei Normen, die unterschiedlichen Prinzipien folgen: der Spektralphotometrie

6、; der Gaschromatographie. Nach dieser nationalen Norm wird aufgrund der gaschromatographischen Trennung das Nikotin selektiv bestimmt. Gelegentlich knnen Differenzen bei einigen Tabaksorten, aufgrund des Vorhandenseins geringfgiger Mengen anderer Alkaloide als Nikotin, zu ISO 2881 auftreten. nderung

7、en Gegenber DIN 10373:2003-01 und DIN 10373 Berichtigung 1:2005-05 wurden folgende nderungen vorge-nommen: a) Verweisung auf DIN 10252 durch Verweisung auf DIN ISO 6488 ersetzt; b) Verweisung auf DIN 10257-1 durch Verweisung auf DIN ISO 15592-1 ersetzt; c) Verweisung auf DIN 12697 gestrichen; d) nde

8、rung von datierten Verweisungen in undatierte Verweisungen; e) Begriff eingespritzt“ durch injiziert“ ersetzt. Frhere Ausgaben DIN 10373: 2003-01 DIN 10373 Berichtigung 1: 2005-05 3 DIN 10373:2011-05 WARNUNG Bei der Anwendung dieser Norm ist es mglich, dass gefhrliche Substanzen, Arbeitsgnge und Ger

9、te angewendet werden. Diese Norm erhebt nicht den Anspruch, dass alle mit ihrer Anwendung verbundenen Sicherheitsprobleme angesprochen werden. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders dieser Norm, geeignete Vorkehrungen fr den Arbeits- und Gesundheitsschutz zu treffen und vor der Anwendung die An

10、wendbarkeit einschrnkender Vorschriften zu bestimmen. 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt ein Verfahren zur gaschromatographischen Bestimmung des Nikotingehalts in Tabak und Tabakerzeugnissen fest. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erfo

11、rderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN ISO 3696, Wasser fr analytische Zwecke Anforderungen und Prfungen DIN ISO 6488, Tabak und Tabakerz

12、eugnisse Bestimmung des Wassergehalts Karl-Fischer-Verfahren DIN ISO 8243, Zigaretten Probenahme DIN ISO 13276, Tabak und Tabakerzeugnisse Bestimmung der Nikotinreinheit Gravimetrisches Verfahren mittels Kieselwolframsure DIN ISO 15592-1, Feinschnitt-Tabak und dessen Erzeugnisse Verfahren zur Proben

13、ahme, zum Konditionieren und zur Untersuchung Teil 1: Probenahme ISO 4874, Tobacco Sampling of batches of raw material General principles 3 Kurzbeschreibung Die gemahlene Tabakprobe wird unter stark alkalischen Bedingungen extrahiert. Der Nikotingehalt wird in einem aliquoten Teil der Extraktionslsu

14、ng gaschromatographisch bestimmt. Die Berechnung des Nikotingehalts erfolgt nach Bestimmung des Wassergehalts der Tabakprobe auf der Basis der Trockenmasse des eingesetzten Tabaks. 4 Chemikalien 4.1 Allgemeines Es sind analysenreine Chemikalien und Wasser, das mindestens der Qualitt 3 nach DIN ISO 3

15、696 entspricht, zu verwenden. 4.2 Natriumhydroxidlsung, Massenkonzentration (NaOH) = 320 g/l. 4.3 n-Hexan, mit einem maximalen Wassergehalt von 1,0 mg/ml. 4 DIN 10373:2011-05 4.4 Innerer Standard, n-Heptadecan oder Chinaldin (Reinheit jeweils mindestens 99 % Massenanteil). Es drfen auch Carvon, n-Oc

16、tadecan oder andere geeignete innere Standards eingesetzt werden, sofern ihre Reinheit geprft und nachgewiesen wurde, dass der innere Standard nicht gemeinsam mit anderen Komponenten der Tabakprobe eluiert wird. Die Peakflche des der Tabakprobe zugesetzten inneren Standards sollte im Hinblick auf Be

17、stndigkeit berwacht werden. Sofern sich Unbestndigkeiten zeigen, sollte der Extrakt einer Tabakprobe ohne inneren Standard im Extraktionsmittel untersucht werden, um zu besttigen, dass Komponenten des Tabakextraktes nicht zeitgleich mit dem inneren Standard eluiert werden (siehe Abschnitt 10). 4.5 E

18、xtraktionsmittel, 1 000 ml n-Hexan (4.3) versetzt mit 500 mg n-Heptadecan (siehe 4.4). 4.6 Trgergas, Helium, Stickstoff oder Wasserstoff hoher Reinheit. 4.7 Brenngas, Luft und Wasserstoff hoher Reinheit fr den Flammenionisationsdetektor. 4.8 Referenzmaterial, Nikotinsalicylat oder Nikotin bekannter

19、Reinheit. Die Reinheit beider Substanzen ist nach DIN ISO 13276 zu bestimmen. Die Aufbewahrung erfolgt bei 4 C bis 8 C unter Lichtausschluss. 4.9 Stammlsung 0,450 g Nikotinsalicylat (siehe 4.8) werden in einem 200-ml-Erlenmeyerkolben auf 0,000 1 g eingewogen und in 50 ml Wasser gelst. Anschlieend we

20、rden 100 ml Extraktionsmittel (4.5) und 25 ml Natriumhydroxidlsung (4.2) hinzugefgt. Das erhaltene Zweiphasengemisch wird mit Hilfe einer Schttelmaschine (5.2) (60 2) min krftig geschttelt. Auf eine gute Durchmischung der Phasen ist zu achten. Anschlieend wird die obenstehende organische Phase abget

21、rennt, und die erhaltene Stammlsung wird in einer Braunglasflasche bei 4 C bis 8 C aufbewahrt. Bei Verwendung von Nikotin anstelle von Nikotinsalicylat kann dieses direkt dem Extraktionsmittel (4.5) zugegeben werden. 4.10 Standardlsungen Jeweils 1,00 ml, 2,00 ml, 3,00 ml, 5,00 ml und 8,00 ml der Sta

22、mmlsung werden mit Extraktionsmittel (4.5) auf 20 ml verdnnt. Bei Einwaage von 0,450 g Nikotinsalicylat umfassen die Standardlsungen einen Bereich von etwa 0,5 % bis 3 % Massenanteil Nikotin im Tabak. Die Standardlsungen sind bei 4 C bis 8 C unter Lichtausschluss aufzubewahren. Lsemittel und Lsungen

23、, die bei niedrigen Temperaturen aufbewahrt werden, mssen sich vor dem Gebrauch auf (22 2) C einstellen. Der Umrechnungsfaktor von Nikotinsalicylat auf Nikotin betrgt 0,540 1. 5 Gerte bliche Laborgerte und insbesondere die Folgenden: 5.1 Labormhle, fr Partikelgren kleiner 1 mm. 5.2 Schttelmaschine.

24、5.3 Gaschromatograph (GC), ausgestattet mit Flammenionisationsdetektor, Schreiber und Integrator oder einem anderen geeigneten Gert zur Verarbeitung der Messdaten. 5 DIN 10373:2011-05 5.4 Kapillarsule, z. B. mit einem inneren Durchmesser von 0,53 mm und einer Lnge von 15 m. Sulenbelegung mit 50%-Phe

25、nyl-50%-Dimethylpolysiloxan (oder vergleichbarer Polaritt), Filmdicke 1 m oder eine andere geeignete Sule, die eine zufrieden stellende Trennleistung zeigt. 5.5 Wrmeschrank, mit Zwangsbelftung durch natrliche Konvektion. 6 Probenahme Die Probenahme erfolgt nach den Verfahren, die in ISO 4874 fr Taba

26、k, in DIN ISO 8243 fr Zigaretten und in DIN ISO 15592-1 fr Feinschnitt-Tabak festgelegt sind. 7 Durchfhrung 7.1 Vorbereitung der Untersuchungsprobe Falls erforderlich, wird die nach Abschnitt 6 gewonnene Laborprobe nach einem Zufallssystem in zwei gleiche Untersuchungsproben aufgeteilt. Davon dient

27、eine als Rckstellprobe. Wird die Bestimmung des Nikotins mit der Bestimmung des Rauchkondensats kombiniert, so ist die Untersuchungsprobe fr die Bestimmung des Nikotins nach Entnahme der Untersuchungsprobe fr die Bestimmung des Rauchkondensats aus der Laborprobe zu entnehmen. Die Untersuchungsprobe

28、wird vorbereitet, indem der Tabak (bei Tabakerzeugnissen nach Entfernen von Begleitmaterialien, z. B. Filter, Papier) mittels einer Labormhle (5.1) auf eine Partikelgre kleiner 1 mm gemahlen wird. Vor dem Mahlen wird die Untersuchungsprobe im Wrmeschrank (5.5) bei hchstens 40 C getrocknet. Das Mahle

29、n darf nicht ber 2 min ausgedehnt werden. ANMERKUNG Ein bermig ausgedehnter Mahlvorgang kann einen Temperaturanstieg der Probe mit mglichen Nikotinverlusten verursachen. Die Probe ist bis zur Untersuchung vor Feuchtigkeit aus der Atmosphre zu schtzen. Ein Teil der gemahlenen Untersuchungsprobe wird

30、fr die Bestimmung des Wassergehalts verwendet. 7.2 Bestimmung 7.2.1 Anzahl der Bestimmungen Mit der gleichen Untersuchungsprobe werden zwei Bestimmungen unter identischen Bedingungen durchgefhrt. 7.2.2 Probemenge Es werden (je nach erwartetem Nikotingehalt) 1 g bis 2 g der gut durchgemischten und ge

31、mahlenen Untersuchungsprobe auf 0,001 g eingewogen. 7.2.3 Bestimmung des Wassergehalts Der Wassergehalt der gemahlenen Untersuchungsprobe wird nach DIN ISO 6488 bestimmt. 6 DIN 10373:2011-05 7.2.4 Bestimmung des Nikotingehalts Die Untersuchungsprobe wird in einem 100 ml-Erlenmeyerkolben mit 20 ml Wa

32、sser (siehe 4.1), 40 ml Extraktionsmittel (4.5) und 10 ml Natriumhydroxidlsung (4.2) versetzt und 60 min auf einer Schttelmaschine (5.2) geschttelt, wobei eine gute Phasendurchmischung sicherzustellen ist. Nach dem Abtrennen der berstehenden organischen Phase in dem Erlenmeyerkolben wird diese so zg

33、ig wie mglich gaschromatographisch analysiert. Zur Untersttzung der Phasentrennung kann der Erlenmeyerkolben in ein Ultraschallbad gegeben werden. Sofern eine Aufbewahrung der Probe notwendig ist, erfolgt diese bei 4 C bis 8 C unter Lichtausschluss. 7.2.5 Einrichten des Gaschromatographen Die Gertee

34、inheit ist zu installieren und Gaschromatograph (5.3) sowie automatischer Probengeber (sofern verwendet) sind gem den Vorgaben des Herstellers in Betrieb zu nehmen. Es ist sicherzustellen, dass die Peaks fr Lsemittel, inneren Standard, Nikotin und andere Tabakkomponenten deutlich getrennt werden. Ge

35、eignete Arbeitsbedingungen bei Verwendung einer Kapillarsule nach 5.4 sind die Folgenden: Sulentemperatur: 170 C (isotherm) Injektionstemperatur: 270 C Injektionsvolumen: 1 l Detektortemperatur: 270 C Trgergas: Helium, Stickstoff oder Wasserstoff (4.6) mit einem Durchfluss von 5 ml bis 6 ml je min S

36、plitverhltnis: 1:10 Brenngase: Luft (4.7) mit einem Durchfluss von etwa 400 ml je min und Wasserstoff (4.7) mit einem Durchfluss von etwa 30 ml je min, sofern Helium als Trgergas verwendet wird Make up Gas: Stickstoff hoher Reinheit mit einem Durchfluss von etwa 5 ml bis 25 ml je min Unter den genan

37、nten Bedingungen betrgt die Analysenzeit etwa 10 min. 7.2.6 Kalibrieren des Gaschromatographen Ein aliquoter Teil (etwa 1 l) jeder Standardlsung (4.10) wird in den Gaschromatographen (5.3) injiziert. Die Peakflchen (oder -hhen) des Nikotins und des inneren Standards (4.4) werden aufgezeichnet. Jede

38、Bestimmung wird mindestens zweimal durchgefhrt. Das Verhltnis zwischen Nikotinpeak und Peak des inneren Standards wird fr jede Standardlsung auf der Grundlage der Peakflchen (oder -hhen) berechnet. Aus dem Flcheninhalt des Nikotinpeaks und des inneren Standards wird eine Regressionsgleichung berechn

39、et. Im Idealfall sollte diese durch den Nullpunkt laufen. Die Regressionsgte der linearen Regression sollte im Untersuchungsbericht vermerkt werden. Das maximale Kalibrierintervall betrgt 24 h. Zustzlich wird jeweils nach den Bestimmungen an 20 Proben ein aliquoter Teil eines Standards mittlerer Kon

40、zentration injiziert. Weicht die fr diese Lsung berechnete Konzentration um mehr als 3 % von dem ursprnglichen Wert ab, so muss das Kalibrierungsverfahren wiederholt werden. 7 DIN 10373:2011-05 8 Bestimmung und Angabe der Ergebnisse Aliquote Teile (1 l) der Untersuchungsprobe (siehe 7.1) werden in d

41、en Gaschromatographen injiziert. Das Verhltnis zwischen Nikotinpeak und Peak des inneren Standards wird auf der Basis der Werte fr die Peakflchen (-hhen) berechnet. Die Nikotinkonzentration in der Untersuchungsprobe wird mit Hilfe der Kurve oder der linearen Regressionsgleichung (siehe 7.2.6) berech

42、net. Daraus wird der Gehalt in dem untersuchten Tabak abgeleitet. Die Untersuchungsergebnisse werden jeweils bezogen auf die Trockenmasse als Massenanteil in Prozent auf 0,01 % angegeben. 9 Przision des Verfahrens Die Differenz zwischen zwei einzelnen Ergebnissen, die ein einzelner Bearbeiter an ide

43、ntischem Untersuchungsmaterial mit denselben Gerten innerhalb der krzest mglichen Zeitspanne erhlt, wird die Wiederholgrenze r im Mittel nicht hufiger als einmal in 20 Fllen bei korrekter Durchfhrung des Verfahrens berschreiten. Die Differenz zwischen zwei Einzelergebnissen, die von zwei Laboratorie

44、n fr identisches Untersuchungsmaterial berichtet werden, wird die Vergleichgrenze R im Mittel nicht hufiger als einmal in 20 Fllen bei korrekter Durchfhrung des Verfahrens berschreiten. Ein Ringversuch zur Bestimmung von Nikotin in Tabak und Tabakerzeugnissen, der unter Beteiligung von 14 Laboratori

45、en an jeweils 13 Proben im Jahr 1999 durchgefhrt wurde, zeigte die in Tabelle 1 zusammengefassten Werte fr die Wiederholgrenze r und Vergleichgrenze R. Tabelle 1 Wiederholgrenzen und Vergleichgrenzen Massenanteil Nikotin w g/100 g Wiederholgrenze r g/100 g Vergleichgrenze R g/100 g 0,7 0,05 0,10 1,0

46、 0,09 0,16 1,5 0,12 0,20 3,5 0,14 0,36 10 Alternative gaschromatographische Verfahren und analytische Vorkehrungen 10.1 Allgemeines Grundstzlich ist fr die gaschromatographische Bestimmung von Nikotin in Tabak und Tabakerzeugnissen die Verwendung von Kapillarsulen zu empfehlen. Bei Anwendung einer g

47、epackten Sule wird die in 10.2 aufgefhrte Sule empfohlen. Werden gepackte Sulen verwendet, so muss sichergestellt werden, dass der Nikotinpeak und der Peak des inneren Standards gut von den brigen Tabakkomponenten und dem Lsemittel getrennt werden. Die in Tabelle 1 aufgefhrten Werte fr die Wiederhol

48、grenze r und Vergleichgrenze R gelten nur bei Verwendung geeigneter Kapillarsulen. 8 DIN 10373:2011-05 10.2 Gepackte Sule 10.2.1 Sulenmae Die Sule sollte einen inneren Durchmesser von 2 mm bis 4 mm und eine Lnge von vorzugsweise 1,5 m bis 2 m aufweisen. 10.2.2 Sulenpackung Folgende Trgermaterialien

49、und stationre Phasen haben sich bewhrt: a) 10 % Polyethylenglycol PEG 20 000 plus 2 % Kaliumhydroxid auf surebehandeltem Trgermaterial 150 m bis 250 m (100 mesh bis 60 mesh) oder b) z. B. 2 % Versamid1)plus 1 % Kaliumhydroxid. 10.2.3 Geeignete Arbeitsbedingungen Bei Verwendung einer gepackten Sule haben sich die folgenden Arbeitsbedingungen bewhrt: Sule