稳定同位素稀释技术结合GC-MS分析烟气中性香味成分

发布时间：2020-04-28 11:41

【摘要】：本课题建立了同位素稀释-气相色谱-质谱联用同时测定烟气中10种痕量中性香味成分的分析方法和气相色谱-质谱联用内标标准曲线法分析烟气中性香味成分的方法。采用同位素稀释-气相色谱-质谱联用法对卷烟烟气中的重要中性香味成分进行了分析;首先通过制定合成路线,用稳定同位素标记原料合成了 8种稳定同位素标记物(D5-苯甲酸甲酯,D3-乙酸糠酯,D3-2,4-二甲基苯乙酮,13C3-香叶基丙酮,D5-苯甲酸苄酯,13C3-2-十一酮,13C3-6-甲基-5-庚烯-2-酮,D4-β-紫罗兰酮);合成产物经分离纯化后用高效液相色谱法测定了纯度,并采用紫外光谱、红外光谱、高分辨质谱和核磁共振波谱进行结构表征;然后利用 10种同位素标记物(其中D5-苯甲醛和D8-异氟尔酮购自Sigma-Aldrich试剂公司)作为内标,建立同位素稀释-气相色谱-质谱联用的分析方法;对烟气中相应的10种痕量中性香味成分(苯甲醛,苯甲酸甲酯,乙酸糠酯,异氟尔酮,2,4-二甲基苯乙酮,香叶基丙酮,苯甲酸苄酯,2-十一酮,6-甲基-5-庚烯-2-酮,β-紫罗兰酮)进行了定性和定量分析;最后又以10种同位素为内标,通过比较化合物性质和特征碎片离子丰度从10种同位素中选择各自最合适的内标物对烟气中其他重要中性香味成分进行分析,建立了烟气中性香味成分的GC-MS联用内标标准曲线法分析方法,并同时测定了烟气中26种重要中性香味成分的含量。主要研究及结论如下:(1)通过制定合成路线,用稳定同位素标记的原料合成了 8种稳定同位素标记物;产物纯度用高效液相色谱(蒸发光散射检测器)进行检验,所得纯度分别为99.00%、98.20%、98.46%、97.94%、95.89%、95.00%、99.20%、95.80%;各产物结构经紫外光谱、红外光谱、高分辨质谱和核磁共振波谱表征,结果表明各产物结构与目标化合物结构吻合,且纯度满足标准品要求;(2)建立了同位素稀释-气相色谱-质谱联用法分析烟气中10种痕量中性香味成分(苯甲醛,苯甲酸甲酯,乙酸糠酯,异氟尔酮,2,4-二甲基苯乙酮,香叶基丙酮,苯甲酸苄酯,2-十一酮,6-甲基-5-庚烯-2-酮,β-紫罗兰酮)的新方法。在前期研究基础上,简化了样品的前处理步骤,同时也减少了样品用量。通过对GC-MS分析条件的优化,使样品中各目标化合物在复杂的基质中利用同位素标记物的分子离子、特征碎片和标准品的保留时间得到准确的定性鉴定;同时,同位素内标的加入,也有效地降低了基质效应,提高了回收率。在SIM模式下对样品进行GC-MS分析,待测目标化合物与干扰成分得到完全分离,可满足定量分析要求。所建立的定量分析方法准确度高,重复性好;利用所建立的方法对4种成品卷烟和12种单料烟中相应的10种香味成分进行了定性和定量分析;(3)以10种同位素为内标,通过比较化合物性质和特征碎片离子丰度,选择一种同系物或者性质相近的同位素作为各自的内标对烟气中其他重要中性香味成分进行GC-MS分析,在减少样品用量,简化样品前处理过程的情况下,对定性鉴定出的项目要求测定的26种中性香味成分重新建立了 GC-MS内标标准曲线法的定量分析方法,并同时测定了黄金叶某品牌成品卷烟样品烟气中26种重要中性香味成分的含量;结果表明所建立的定量分析方法灵敏度较高;同时结果显示所测定的26种成分与本课题组前期承担的项目《烟草重要香料作用阈值研究》中的测定结果相比,回收率均有不同程度的提高。由于选择了合适的内标物,能校正香味成分在提取效率、净化过程中的损失,有效校正实验中的基质效应,使测得的含量值更接近真实值,研究结果对卷烟主流烟气中性香味成分的含量测定及指导卷烟加香加料具有重要意义。
【图文】：

香叶基丙酮,液相色谱图,同位素丰度

纯度检验方法测定纯度和高分辨质谱分析方法测定同位素丰度，得到高效液相色谱图后逡逑按峰面积积分值计算产物纯度，得到高分辨质谱图后按分子离子百分比计算同位素丰度。逡逑其中２．１．２节（２）和（５）中合成并纯化后的产物所得高效液相色谱图分别如图２－９和逡逑２－１０所示，其他产物的色谱图从略。逡逑２００邋Ｐ逡逑１５０邋－逦｜逡逑围邋１００邋＿逡逑５０邋－逡逑０逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦—逦逦逦逡逑－５０逦｜逦｜逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逡逑０１２３４５６７８９逦１０逡逑ｔ／ｍｉｎ逡逑图２－９邋Ｄ５－苯甲酸甲酯氋效液相色谱图逡逑ｌｏｏ邋Ｆ逡逑７５－邋（１逡逑Ｓｓｏ邋－逦Ｉ逡逑２５；逡逑０邋邋邋邋邋邋—邋邋邋邋￣邋邋——邋邋邋邋邋邋—邋—邋—邋邋—邋邋邋邋邋邋邋邋＼邋邋邋邋邋邋邋逡逑Ｊ逦Ｊ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦Ｉ逦！逡逑０１２３４５６７８９逦１０逡逑ｔ／ｍｉｎ逡逑图２－１０邋１３Ｃ－香叶基丙酮氋效液相色谱图逡逑计算结果表明，２．１．２节（１）？（８）中合成并纯化得到的８种产物纯度分别９９．００％、逡逑９８．２０％、９８．４６％、９７．９４％、９５．８９％、９５．００％、９９．２０％、９５．８０％；同位素丰度分别邋９８．９２％，逡逑９７．２７％

苯甲酸甲酯,液相色谱图,同位素丰度

【参考文献】