卷烟主流烟气中甜菊糖检测方案(气质联用仪)

田岛津SHIMADZUSSL-CA14-408Excellence in Science Excellence in ScienceGCMS-239 岛津全球应用技术开发支持中心上海市淮海西路570号红坊E楼http：//www.shimadzu.com.cn咨询电话：：021-22013542 全二维GCxGC-qMS分析主流烟气中粒相成分 GCMS-239 摘要：本文采用全二维气相色谱质谱联用法(GCxGC-qMS)对一种主流烟气中粒相成分进行定性分析，共鉴定出质谱相似度正向和反向结果分别大于800和850的化合物129种。结果表明，全二维气相色谱较常规气相色谱具有更大的峰容量、更高的分辨率和灵敏度，结合岛津 GCMS-QP2020四极杆气质联用仪的 ASSP 高速扫描技术，能够为复杂样品的测定提供准确的分析结果。关键词：全二维气相色谱质谱联用法主流烟气定性分析 烟气中化学成分极其复杂，有资料显示，烟气中有约3996种化学成分。根据燃烧方式的不同又分为主流烟气和侧流烟气，主流烟气是由气态、蒸气态和固态物质组成的复杂气溶胶，人们把在室温下能通过剑桥滤片的烟气部分称为气相物质，被截留的烟气部分称为粒相物质。对于粒相成分的研究有助于分析挥发性和半挥发性物质在卷烟气中的分布情况，有助于指导生产过程中，如何在降低卷烟焦油释放量的同时有选择性的加入香料弥补烟气稀释变淡的问题。但是，仅采用GCMS检测时分离度、峰容量有限，定性分析时受基质干扰严重。 全二维气相色谱(GCxGC)是20世纪90年代发展起来的一种分离复杂混合物的全新手段，它把分离机理不同而又相互独立的两根色谱柱通过调制器(或称调制解调器)以串联方式连接在一起的二维气相色谱柱系统。全二维气相色谱比普通一维气相色谱具有分辨率更高、峰容量大、灵敏度好、分析速度快等优点。目前，全二维气相色谱已在食品、石化产品、香精、环境研究等多个领域得到应用。 本实验将全二维气相色谱质谱联用法(GCxGC-qMS)应用于主流烟气粒相成分的分析。结果表明， GCxGC-qMS 为主流烟气粒相 成分的分析提供了更好的手段，这对于了解卷烟气中成分分布及指导卷烟生产等均具有重要意义。 实验部分 1.1仪器 岛津全二维气相色谱质谱联用仪GCMS-QP2020 (GCxGC-qMS) 1.2GCMS分析条件 GC条件 ( 色谱柱一： D B-5(30 mx0.25 mmx0.25 um) ) 色谱柱二： BPX-50(2.5 mx0.1 mmx0.1 um) 柱温程序：40℃(1.5 min) 4℃/min 280℃(5 min) 载气： He 载气控制方式：恒压187kPa 进样口温度：280℃调制周期：6sec进样量：1pL进样方式：分流进样分流比：10：1MS条件离子化方式：EI离子源温度：200℃接口温度：280℃溶剂延迟时间：5 min采样频率：33Hz 采集方式：全扫描Scan 质量范围：36~500 amu 1.3样品制备 ( 取滤片置锥形瓶中，加入40 ml丙酮，超声40 min， 0.22 um 微孔滤膜过滤，即得。 ) 结果讨论 2.1主流烟气粒相成分色谱图 采用 GCxGC-qMS对该样品进行分析，得到的二维轮廓图如图1所示。其中，横坐标为第一根色谱柱上的保留时间，纵坐标为第二根色谱柱上的保留时间，三维轮廓图如图2所所。 第一维保留时间(min) 图1主流烟气粒相成分二维轮廓图 图2主流烟气粒相成分三维轮廓图 2.2定性检索结果 得到的 GCxGC 数据经 ZOEX 公司的 GC image 软件处理，自动积分后，利用 NIST 标准谱图库对各色谱峰进行自动检索，检索结果自动生成峰表。通过检索结果进行人工核对，最后共鉴定出正向检索相似度和反向检索相似度分别大于800和850的化合物129种，化合物的详细结果见表1。 表1主流烟气粒相成分定性结果 峰号 RT1 (min RT2 化合物名称(英文) 化合物名称(中文) 正向 反向 (sec) 相似度 相似度 ) 6.70 4.47 Isopropyl Alcohol 异丙醇 952 979 2 8.20 1.41 Acetic acid 醋酸 869 954 3 18.50 1.80 sec-Butyl nitrite 亚硝酸正丁酯 853 896 4 23.90 2.88 Glycerin 丙三醇 924 989 5 25.10 2.25 Phenol 苯酚 874 973 6 28.80 1.65 D-Limonene D-柠檬烯 839 937 7 32.40 2.70 Paromomycin 巴龙霉素 852 917 8 33.60 3.30 Dodecanoic acid， 3-hydroxy- 3-羟基-月桂酸 810 903 9 37.00 3.09 Hydroquinone 对苯二酚 848 932 10 39.50 2.94 R-Limonene R-柠檬烯 800 891 11 41.10 3.72 Stevioside 甜菊糖 860 887 12 46.40 1.95 Docosahexaenoic acid， 1，2，3- propanetriyl ester 二十二碳六烯酸酯 850 886 13 49.40 4.05 d-Mannose D-甘露糖 843 880 14 53.20 1.86 Eicosane 二十烷 891 916 15 54.20 1.86 Hexadecane， 1，1- 1，1-二(十二烷氧基)-十 867 917 bis(dodecyloxy)- 六烷 16 57.10 1.98 Phytol， acetate 植醋酸 928 959 Cyclopropanebutanoic acid， 17 59.00 2.16 2-[[2-[[2-[(2- pentylcyclopropyl)methyl]cy clopropyl]methyl]cyclopropy 环丙烷丁酸 870 933 l]methyl]-， methyl ester 18 60.30 2.25 1-Heptatriacotanol 三十七烷醇 890 943 19 62.70 2.67 Ethyl iso-allocholate 异胆酸乙酯 914 936 4，8，13-Cyclotetradecatriene- 1，3-二甲基-1，5，9-三甲基- 20 63.00 2.55 1，3-diol， 1，5，9-trimethyl-12- (1-methylethyl)- 12-(1-甲基乙基)-4，8，13- 环十四碳烯 880 937 备注：因篇幅所限仅列出20种化合物 结论 与常规气相色谱相比， GCxGC具有分辨率高、峰容量大、灵敏度高、分析速度度等优点，而岛津四极杆气质联用仪GCMS-QP2020 Ultra的高速扫描控制技术ASSP能够提供高达20000u/sec的扫描速度，保证了全二维色谱中宽度很窄的色谱峰的有效采集，且四极杆质谱检测器采集得到的质谱图与标准质谱图具有更好的匹配度，保证了定性结果的准确性。利用GCxGC-qMS分析烟气中粒相成分可以鉴定出更多的物质，为主流烟气粒相成分的分析提供了更好的手段，这这于了解卷烟气中成分分布及指导卷烟生产等均具有重要意义。 田 烟气中化学成分极其复杂，有资料显示，烟气中有约3996种化学成分。根据燃烧方式的不同又分为主流烟气和侧流烟气，主流烟气是由气态、蒸气态和固态物质组成的复杂气溶胶，人们把在室温下能通过剑桥滤片的烟气部分称为气相物质，被截留的烟气部分称为粒相物质。对于粒相成分的研究有助于分析挥发性和半挥发性物质在卷烟气中的分布情况，有助于指导生产过程中，如何在降低卷烟焦油释放量的同时有选择性的加入香料弥补烟气稀释变淡的问题。但是，仅采用GCMS检测时分离度、峰容量有限，定性分析时受基质干扰严重。全二维气相色谱（GC×GC）是20世纪90年代发展起来的一种分离复杂混合物的全新手段，它把分离机理不同而又相互独立的两根色谱柱通过调制器（或称调制解调器）以串联方式连接在一起的二维气相色谱柱系统。全二维气相色谱比普通一维气相色谱具有分辨率更高、峰容量大、灵敏度好、分析速度快等优点。目前，全二维气相色谱已在食品、石化产品、香精、环境研究等多个领域得到应用。