CN105954449B - 一种烟叶挥发性成分的快速检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种烟叶挥发性成分的快速检测方法，其特征在于：该方法采用二氯甲烷萃取烟叶，萃取后的样品经色谱柱分离后，采用微板流路控制技术调控色谱柱的末端分流，同时进入四极杆飞行时间质谱仪（QTOF MS）和火焰离子化检测仪（FID）测定，实现了烟叶挥发性成分的准确定性、定量，整个过程操作简单、耗时短，可大批量、自动化处理样品。本发明只需简单的溶剂萃取即可完成，消耗有机溶剂少，整个过程不存在烟叶挥发性成分的二级反应问题，真实反映了样品的实际情况；首次将萃取液使用气相色谱‑四极杆飞行时间质谱/火焰离子化检测，只需一针进样可同时得到QTOF MS和FID谱图，其中QTOF MS可准确定性复杂样品的成分，而FID仪可准确定量浓度范围很宽的样品，且这两个谱图保留时间完全一样。

Description

一种烟叶挥发性成分的快速检测方法
技术领域
本发明属于烟叶挥发性成分的测定技术领域，具体涉及一种烟叶挥发性成分的快速检测方法。
背景技术
烟叶挥发性成分，是烟叶的重要组分，对烟的香味起主要作用，是评价烟叶等级的重要因素。目前，有许多方法报道烟叶挥发性成分的分析，通常用水蒸气蒸馏法、同时蒸馏萃取和加速溶剂等萃取技术，提取出的烟叶中挥发性成分，采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定。目前采用的前处理方法均存在萃取温度高，易发生二级反应问题，不能真实反映烟叶中的实际挥发性成分，且整个过程耗时长，较为繁琐。
由于烟叶成分复杂，采用二氯甲烷直接萃取后的样品，不经净化直接采用GC-MS分析，存在干扰物多及分析结果不准的问题。四极杆飞行时间质谱仪（QTOF MS），其优势在于能提供足够的化合物结构信息用于定性分析，准确可靠；在母离子碰撞前，样本中共流出物产生的干扰离子被排除，抗干扰能力强；飞行时间质谱（TOF）分辨率高、扫描速度快，其与质谱串联时，可以实现一级和多级质谱中目标离子的高分辨质量测定，因此，采用QTOF MS是对复杂基质样品中痕量化合物进行定性的有效方法。采用简单的前处理即直接溶剂萃取法并结合QTOF MS仪器，可满足烟叶挥发性成分的结构解析。
但由于烟叶挥发性成分的浓度很宽，而质谱检测器存在线性动态范围小、总离子色谱稳定性差的问题，如果同时采用质谱检测器对许多含量不等的成分进行定量，工作量非常大并且精密度较差。而FID拥用良好的动态范围和稳定性，可用于烟叶挥发性成分不同成分的准确定量，但存在定性不准的问题。因此烟叶挥发性成分可采用GC-QTOF MS定性分析，采用FID准确定量。
目前，实现以上的分析通常使用两台仪器测定，即一台GC-QTOF MS仪和一台配有FID的气相色谱仪，或者一台配有FID的色相色谱仪与QTOF MS仪联用测定，其中色谱仪配有两个进样口并与两根柱子相联，以上的分析方法均存在同一物质的质谱信号和FID信号保留时间不一致问题，从而影响准确分析。
发明内容
本发明的目的是针对以上现有状况而提供的一种烟叶挥发性成分的快速检测方法，该方法采用微板流路控制技术，在色相色谱仪中安装电子压力控制(EPC)及分流器，从而将一根色谱柱流出物分流到QTOF MS和FID两个检测器，实现了烟叶挥发性成分同时QTOFMS定性分析和FID准确定量，且不存在保留时间偏移的问题，且整个操作减少了工作量，节约了时间，实现了一次进样同时得到两次进样或两台仪器分析得到的结果。
本发明的目的是通过以下方案来实现的：
一种烟叶挥发性成分的快速检测方法，采用二氯甲烷或正己烷等溶剂萃取烟叶粉末样品，萃取后的样品经色谱柱分离后，采用微板流路控制技术调控色谱柱的末端分流，同时进入四极杆飞行时间质谱仪（QTOF MS）和火焰离子化检测仪（FID）测定，实现烟叶挥发性成分的准确定性、定量；具体步骤如下：
(1)样品的前处理：取0.1～2 g烟叶粉末，加入1～10 mL二氯甲烷溶剂或正己烷等溶剂，超声10 min后，取萃取液分析；
(2)样品的分析：
采用微板流路控制技术调控色谱柱的末端分流，按1:9～1:1的分流比，即1/10～1/2样品进入QTOF MS，其余样品进人FID，同时获得保留时间相同的质谱图和色谱图；
GC分析条件：
进样口温度：260 ℃；进样量：1 µL；无分流进样；载气：氦气，恒流流速1.5 mL/min；色谱柱：DB-5MS，规格60 m×0.25 mm×0.25μm；程序升温：60℃保持1min，然后以20℃/min的速率升至110℃，再以5℃/min的速率升至290℃，保持2min；
MS分析条件：
EI电离方式；电子能量70 eV；离子源温度230℃；传输线温度260℃；倍增器电压l200 V；碰撞气为N2，碰撞能量为15 eV；一级全扫描，扫描范围m/z 40～500；二级全扫描，扫描范围m/z 40～250。
FID分析条件：
检测器温度：230 ℃；载气：氦气或氮气，流量约30 mL/min。
烟叶粉末应储存在干燥、阴凉的环境中，且应密封保存。
烟叶粉末检测前，过40目筛。
样品分析前，应检查仪器是否漏气。
本发明与现有的检测方法相比，具有以下技术优势：
1、本发明前处理简单，采用二氯甲烷直接萃取烟叶，只需一步，且耗时短，超声仅用10 min，整个过程不存在烟叶挥发性成分的二级反应问题，真实反映了样品的实际情况。
2、针对样品的萃取液情况，结合气相色谱-四极杆飞行时间质谱/火焰离子化检测方法，只需一针进样可同时得到QTOF MS和FID谱图，其中QTOF MS可准确定性复杂样品的成分，而FID仪可准确定量浓度范围很宽的样品，且这两个谱图保留时间完全一样，可实现烟叶挥发性成分复杂样品的准确定性、定量。
3、本方法前处理简单，样品测定及分析效率高，重复性好，适用于大批样品的高通量分析。
附图说明
图1：实施例1中烟叶挥发性成分的QTOF MS总离子流图。
图2：实施例1中烟叶挥发性成分的FID色谱图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步说明：
实施例1
一种烟叶挥发性成分的快速检测方法，采用二氯甲烷萃取烟叶粉末样品，萃取后的样品经色谱柱分离后，采用微板流路控制技术调控色谱柱的末端分流，同时进入四极杆飞行时间质谱仪（QTOF MS）和火焰离子化检测仪（FID）测定，实现烟叶挥发性成分的准确定性、定量；具体步骤如下：
(1)样品的前处理：取1 g烟粉，加入5 mL二氯甲烷溶剂，超声10 min后，取萃取液分析；
(2)样品的分析：
采用微板流路控制技术调控色谱柱的末端分流，按1：1的分流比，一半样品进入QTOF MS，另一半样品进人FID，同时获得保留时间相同的质谱图和色谱图。
GC分析条件：
进样口温度：260 ℃；进样量：1 µL；无分流进样；载气：氦气，恒流流速1.5 mL/min；色谱柱：DB-5MS，规格60 m×0.25 mm×0.25μm；程序升温：60℃保持1min，然后以20℃/min的速率升至110℃，再以5℃/min的速率升至290℃，保持2min。
MS分析条件：
EI电离方式；电子能量70 eV；离子源温度230℃；传输线温度260℃；倍增器电压l200 V；碰撞气为N2，碰撞能量为15 eV；一级全扫描，扫描范围m/z 40～500；二级全扫描，扫描范围m/z 40～250。
FID分析条件：
检测器温度：230 ℃；载气：氦气或氮气，流量约30 mL/min。
根据QTOF MS分析得到的谱图如图1所示，其分析结果见表1。其FID谱图如图2所示，定量分析的结果见表1，从表中可以看出不同化合物的含量差别较大，虽然含量小的化合物干扰较大但经QTOF MS分析后，与标准谱库的匹配度都较高。
表1 实施例1中烟叶挥发性成分的QTOF MS及FID分析结果
化合物 保留时间（min） 分子质量 匹配度 相对含量（%）
5-甲基糠醛 5.21 102.1331 930 0. 24
1-异丙氧基-2-丙醇 5.52 118.1327 940 0. 46
四氧嘧啶 6.08 76.0942 959 0. 09
二氢香豆酮 6.35 118.1567 852 0. 08
6-甲基-2-吡嗪基甲醇 7.11 105.1331 878 2. 94
l,3-二氧戊环-2,4,5-三甲基色氨酸 8.71 102.1357 843 3. 42
2-酮戊二酸 9.95 130.1863 831 0. 24
正糠醛 10.19 130.1901 952 0. 14
5-羟甲基-2-呋喃甲醛 11.17 100.1621 943 9. 87
尼古丁 13.91 195.0543 978 47. 55
乙酰壬酸甲酯 15.11 136.2357 805 0. 07
D-丙三醇葡萄庚糖 16.14 144.2151 912 0. 13
3-异丙基-4-甲基-1-戊炔-3-醇 16.90 106.1234 891 0. 68
3-二烯烟碱 17.02 126.2487 943 0. 87
2-氧基-3-甲基-2-戊烯酸甲酯 17.76 144.2161 847 0. 11
癸酸，2-3-二羟基丙酯 18.26 108.1429 982 0. 25
乙酰香草酮 18.75 158.2419 910 0. 11
吲哚-2-羧酸-6-羟基乙酯 19.85 154.2436 943 0. 25
新交感酚 20.05 172.2643 982 0. 26
香草酸乙酯 20.52 172.2749 813 0. 47
9，9-环甲氧基-2,4-壬二酮 21.83 126.1186 927 0.10
巨豆三烯酮A 22.03 122.1649 953 0.11
巨豆三烯酮B 22.22 156.2741 847 0. 11
巨豆三烯酮C 22.71 156.2713 999 0. 20
十二烷酸 24.08 152.1546 913 2. 60
2,3,6-三甲基色氨酸萘醌 24.28 156.2652 927 0.10
7-羟基-香豆素 24.35 164.2011 959 0. 08
3,5-二甲基-4-辛酮 24.54 164.2012 873 0. 20
3,4,5,6一四甲基辛烷 24.86 150.2287 845 0. 20
1-十二烷基甲胺 25.36 196.2959 927 0. 09
橙花醇乙酸酯 25.43 164.2053 999 0.10
8-甲基癸酸甲酯 25.67 196.2937 912 0. 20
(E，E)-12-甲基一1,5,9,11-十三碳四烯 25.92 204.3511 935 0. 24
1，3-二甲基金刚烷 26.21 192.3472 956 0. 28
十三烷酸 26.34 204.3527 901 4. 40
顺-α-环氧红没药烯 27.87 194.3054 973 0. 35
环氧异香橙烯 28.08 222.3663 989 0. 61
香柏酮 28.15 192.3152 973 0. 60
反-α-环氧红没药烯 28.30 222.3663 912 0. 51
6-甲基－5-庚烯-2-醇 28.44 185.2975 985 0. 39
雪松醇 28.50 204.3527 923 0. 16
顺-8,11,14-二十碳三烯酸 28.60 306.4828 999 0. 34
十四烷酸 28.77 228.3712 913 1. 13
甲基二氢环戊烯十一烷酸 29.05 242.4524 927 0. 21
顺-9,12-十八碳二烯酸 29.17 308.4986 959 0. 86
甲基亚麻酸酯 29.27 302.4021 873 3. 05
二十烷二酸 29.64 292.5345 845 1. 22
黑松醇 30.21 315.4215 927 0. 35
5,8,11,14-二十碳四烯酸甲酯 30.63 308.2349 953 0. 25
2,6,10,15-四甲基十七碳烷 34.47 300.1542 847 0. 23

Claims (2)

1. 一种烟叶挥发性成分的快速检测方法，其特征在于：该方法采用二氯甲烷或正己烷萃取烟叶粉末样品，萃取后的样品经色谱柱分离后，采用微板流路控制技术调控色谱柱的末端分流，同时进入四极杆飞行时间质谱仪（QTOF MS）和火焰离子化检测仪（FID）测定，实现烟叶挥发性成分的准确定性、定量；具体步骤如下：
(1)样品的前处理：取0.1～2 g烟叶粉末，加入1～10 mL二氯甲烷或正己烷溶剂，超声10 min后，取萃取液分析；
(2)样品的分析：
采用微板流路控制技术调控色谱柱的末端分流，按1:9～1:1的分流比，即1/10～1/2样品进入QTOF MS，其余样品进人FID，同时获得保留时间相同的质谱图和色谱图；
GC分析条件：
进样口温度：260 ℃；进样量：1 µL；无分流进样；载气：氦气，恒流流速1.5 mL/min；色谱柱：DB-5MS，规格60 m×0.25 mm×0.25μm；程序升温：60℃保持1min，然后以20℃/min的速率升至110℃，再以5℃/min的速率升至290℃，保持2min；
MS分析条件：
EI电离方式；电子能量70 eV；离子源温度230℃；传输线温度260℃；倍增器电压l 200V；碰撞气为N2，碰撞能量为15 eV；一级全扫描，扫描范围m/z 40～500；二级全扫描，扫描范围m/z 40～250；
FID分析条件：
检测器温度：230 ℃；载气：氦气或氮气，流量约30 mL/min。
2.根据权利要求1所述的烟叶挥发性成分的快速检测方法，其特征在于：烟叶粉末检测前，过40目筛。
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