SPME

SPME（精选4篇）

SPME 篇1

摘要：利用固相微萃取 (SPME) 和气质联用检测方法, 对延边烤烟上部烟、中部烟、下部烟3种不同部位的烟叶进行了分析研究, 共分离鉴定出了挥发性香气组分共54种。其中酮类物质16种、醛类物质7种、醇类物质6种、酸类物质9种、酯类物质6种、碱类物质5种、其他物质5种。分析结果显示, 不同部位的烟叶样品香气成分种类基本相同, 但在具体含量上存在一定差异。固相微萃取前处理方法能够将挥发性香气成分快速萃取吸附, 相对于传统前处理方法更加简便, 快速, 适用于烟叶挥发性香气成分的快速检测。

关键词：烤烟,部位,香气成分,固相微萃取,气质联用

烟叶是卷烟生产最重要的原料, 烟叶质量直接决定了卷烟制品的品质。受不同气候条件、生长环境因素影响, 不同地区、同一地区不同品种的烟叶吸食品质迥异, 香气质量差别较大。决定烟叶品质好坏一个重要的因素就是香气组分。目前, 烟草行业已经对烟叶香气成分进行了系统深入的研究, 并取得了一定的成果。对于同一品种, 不同生长部位的叶片, 由于在烟株生长期间受到光照、养分等环境因素影响, 其化学成分必然存在一定差异。本文选取延边上、中、下3种不同部位的烤烟烟叶样品, 对其挥发性香气成分进行了对比分析。

现阶段, 对于烟叶挥发性香味成分的分析, 主要依靠气相色谱、气质联用[1]等检测仪器。为满足该类型仪器的进样要求, 必须对烟叶样品进行针对性的前处理。对于烟叶样品处理的方法多种多样, 如传统的水蒸气蒸馏[2]、静态及动态顶空[3]、常规溶剂提取、SDE[4]等, 本文尝试采用了新型的SPME处理技术[5]。固相微萃取 (SPME) 技术是由国外科学家研制开发出的一种新型样品处理方法, 这项技术是基于固相萃取发展起来的, 巧妙地将样品富集、萃取、吸附结合在一起。在不需要有机溶剂前提下, 可以对目标组分进行选择吸附。SPME技术相对于传统的固相萃取方法, 回收率更高, 操作过程更加简化, 进样器体积小, 使用便利, 同时由于全程不需要有机溶剂, 在节约试验成本的前提下, 更加环保安全。该项技术在烟叶样品前处理中得到越来越多的应用。

1 材料与方法

1.1 实验材料

延边烤烟B3L, C3L, X3L

实验仪器:TURBOMASS气质联用仪 (美国P.E)

SPME进样器 (美国SUPELCO)

65μm PDMS/DVB萃取头 (美国SUPELCO)

快速烘箱 (德国Binder)

电子天平 (瑞士Mettler)

1.2 实验方法

1.2.1 烟叶样品处理

将烟叶样品放置在快速烘箱中, 40℃低温烘干6h, 取出后用粉碎机粉碎成烟末, 过40目筛后密封保存。

1.2.2 香味物质采集

首先对双极性萃取头进行老化处理, 处理温度设置为250℃, 处理时间定为1h, 保证萃取头无挥发性有机物残留。准确称取0.1g的烟末置于15m L专用顶空瓶中, 压盖密封, 然后将该萃取头刺穿顶空瓶密封圈, 插入装有烟末的萃取瓶中进行富集萃取, 设定温度为100℃, 吸附时间为60min, 吸附完成后将萃取头取出迅速直接手动进样, 在气相色谱仪进样口进行组分脱附, 处理时间设置为3min。 (实验用SPME便携手柄及相关萃取头详见图1)

1.2.3 气质联用条件

P.E-5MS毛细管柱 (30m×0.25mmi.d×0.25umd.f)

进样口:250℃

柱头压:10psi

程序升温:40℃ (5min) ~220℃ (10min)

升温速率:4℃/min

分流比:10∶1

电离电压:70ev

EI离子源温度:200℃

传输线温度:250℃

质谱扫描范围:33~450amu

扫描时间:0.45s

定性方法:谱图检索 (NISTWILEY数据库)

定量方法:内标法

2 实验与分析

2.1 实验条件的选择

2.1.1 涂层选择

固相微萃取关键在于石英纤维涂层 (吸附剂) 的正确选择, 要使待测的挥发性有机物能够附着在涂层上, 同时保证不需要的化合物和溶剂的不被吸附。理论上, 非极性涂层用来吸附非极性物质;极性涂层用来吸附极性物质。经过查阅相关文献, 选择美国SUPELCO公司推出的PDMS/DVB萃取头 (65μm) 。该萃取头涂层为二乙烯苯, 是一种双极性萃取头, 对弱极性及极性物质都有着良好的萃取效果, 针对固体烟叶样品较为适合。

2.1.2 样品用量

由于使用双极性萃取纤维头, 过少的样品量会导致色谱峰数量较少, 同时, 由于采用了体积较大的15m L专用样品瓶, 因此样品用量确定在0.1g, 保证烟末能够以薄层形式平铺于样品瓶下方, 在较大的空间中达到吸附平衡, 结果证明, 该样品量的设定, 出峰良好, 可达到较好的实验效果。

2.1.3 吸附温度

在萃取头涂层温度允许范围内, 采用较高的温度, 有利于加快样品平衡吸附时间, 提高工作效率, 但是由于烟叶本身的特性, 过高的温度会导致烟末中化学成分发生反应, 影响检测结果, 因此, 通过查阅文献[6], 确定吸附温度为100℃。

2.1.4 吸附时间

为保证烟末中挥发性成分能够被萃取头充分吸附, 经查阅文献[6], 设定吸附时间为60min, 过长的吸附时间, 对于目标化合物没有太大作用, 影响实验效率。

单位:ug/g

3 结果与讨论

3.1 本次实验

应用固相微萃取及气质联用技术, 鉴定出挥发性香味成分共计54种。其中酮类化合物16种、醛类化合物7种、醇类化合物6种、酯类物质6种、酸性物质9种, 碱性物质5种、其他物质5种。

3.2 在香味成

分总量方面, 中部叶含量最高, 下部叶含量最低。其中, 上部烟叶中醛类、有机酸和烟碱含量最高;中部叶酮类、醇类、酯类和新植二烯含量最高。烟碱含量, 上部及中部烟叶明显高于下部叶。

3.3 酮类物质

和醇类物质作为烤烟香气成分组成中最重要的部分, 对烤烟香气质量影响最大。高含量的酮类及醇类物质的存在, 会明显提高卷烟的感官评吸质量, 卷烟香气会更加醇和细腻。新植二烯是烟叶中性香气成分中含量最高的物质, 烟叶经过燃烧后, 该物质会进入烟气, 对降低刺激性、平和烟气具有重要作用。本次实验的延边烤烟中部叶酮类、醇类、新植二烯及香气成分总量最高, 感官评吸质量也最佳。

3.4 由于不同

叶位叶片在烟株生长期间所处的环境条件不同, 导致其香气组分存在差异。下部叶片组织结构疏松, 油分少, 烟碱及挥发性香气成分相对于其它部位烟叶均较少, 烟味平淡, 缺少香气, 刺激性较大。中部烟叶由于自身的生长期与植株的旺长期相适应, 养分足, 烟碱含量适中, 刺激性较小, 感官评吸较醇和。上部烟叶由于所处植株位置原因, 光照强度高, 烟碱含量最高, 感官评吸劲头最大, 刺激性、杂气等不良感觉也较重。

3.5 固相微萃

取 (SPME) 技术相对于传统的样品前处理手段, 操作简便快速, 无溶剂萃取过程, 更加安全环保。在基于合适的萃取头及实验条件下, 能达到理想的的色谱峰分离, 峰型较好, 适用于烟叶样品挥发性香气成分的快速分析。

参考文献

[1]刘虎威.色谱联用技术[M].化学工业出版社, 2000.

[2]李炎强, 冼可法.顶空共蒸馏法分析烟草中性香味成分[J].中国烟草学报, 1997 (01) .

[3]夏巧玲, 赵明月.国产及进口优质卷烟顶空成分分析[J].烟草科技, 1996 (06) .

[4]李炎强, 洗可法.同时蒸馏萃取和水蒸气蒸馏法分析烟草中挥发性、半挥发性成分的比较[J].烟草科技, 2000 (02) .

[5]刘百战, 张映.卷烟烟丝香气成分的固相微萃取-气相色谱-质谱法分析[J].分析测试学报, 2000 (04) .

[6]唐纲领, 刘惠民.固相微萃取/气相色谱/质谱法定性定量分析烟叶中香味成分的研究[J].中国烟草学报, 2002 (03) .

SPME 篇2

接骨木具有很强的适应性,各种生长环境均能生长,并且抗寒、抗旱和抗病,容易引种、栽培。接骨木的果实较大,产量高。接骨木又是丰产类型油料树种,人工栽培,可提高5～10倍的产果量[3]。花和果实用于香料生产,在糖果点心工业生产中作乳脂和糖果染色剂。接骨木的果实可加工成果酱、果冻、木斯(甜食)、果子羹、带果肉的果冻。在一些地区,接骨木果实作大馅饼和汤菜调味品,还是红色食品天然着色剂。芳香的花朵添加于葡萄发酵液中,酿出的酒具有玫瑰香气与风味,花添加于果酱中具有扁桃香味[4]。因此,接骨木植物具有较好的开发应用前景。

固相微萃取技术(Solid-phase microextraction,SPME)是利用被测样品对活性固体表面(熔融石英纤维表面的凃层)有一定的吸附亲和力而达到分离、富集目的一种新型技术。该技术具有分析样品使用量少、对被测样品选择性高、溶质更易洗脱,几乎无空白值和重现性好等特点[5]。

本研究首次利用固相微萃取技术对接骨木的挥发性化学成分提取分离和富集,并用气相色谱-质谱联用仪分析该挥发性化学成分,研究结果表明,共分离出73个化学成分,鉴定了其中38个化合物,占挥发油总成分的81.08%,论文研究为进一步开发接骨木打下一定化学物质研究基础。

1实验部分

1.1仪器及材料

HP6890GC/5973MS气相色谱-质谱联用仪,美国惠普公司;手动固相微萃取(SPME)装置,美国Supelco公司;萃取纤维头为:65 μm PDMS/DVB。

药材购自贵阳药材市场。

1.2SPME条件

取新鲜接骨木药材剪碎,置于SPME专用采样瓶中,插入装有65 μm PDMS/DVB纤维头的手动进样器,磁力搅拌速度1000 rpm,85 ℃下顶空萃取保持30 min取出,立即插入色谱仪进样口(温度250 ℃)中,脱附3.0 min。

1.3GC/MS条件

色谱柱为HP5-MS石英弹性毛细管柱(0.25 mm×30 m, 0.25 μm);载气为高纯He(99.999%),流量1 mL·min-1;进样口温度:250 ℃;色谱柱初始温度50 ℃,以4 ℃·min-1升温速率升至220 ℃(保持10 min);电离方式:EI,能量70 eV;离子源温度230 ℃;四极杆温度150 ℃ ;传输线温度280 ℃;质量范围m/z 10～500;电子倍增器电压1783V。

谱图检索:采用Nist98和Wiley275.L谱库进行检索。

2结果与讨论

(1)按上述实验条件进行实验,HPMSD化学工作站给出总离子流图。对总离子流图中的各峰经质谱扫描后得质谱图,经过质谱计算机数据系统检索及核对标准质谱图,并查对有关质谱资料,从而确定出接骨木挥发性化学成分中的38种化学成分,并测定了各化学成分在的相对百分含量。含量较高的化合物是水杨酸甲酯(22.89%),3-甲基丁酸-顺-3-己烯酯(14.03%),异戊酸己酯(4.02%),3-甲基丁酸乙酯

(3.68%),己酸-顺-3-己烯酯(3.24%),3-甲基丁酸-2-苯乙基酯(3.11%),异戊酸苄酯(3.04%)等,已鉴定成分占挥发油总量的81.08%。

(2)本文样品前处理方法采用固相微萃取技术,该方法条件温和、加热时间短、其萃取纤维头对物质吸附和解吸附的能力都非常好。

摘要：利用固相微萃取/气相色谱/质谱(SPME/GC/MS)联用技术对接骨木挥发油成分进行研究,分析了接骨木挥发油化学成分。结果表明:共鉴定出38种化学成分,占挥发油总成分的81.08%,其中,接骨木挥发油主要化学成分是是水杨酸甲酯(22.89%),3-甲基丁酸-顺-3-己烯酯(14.03%),异戊酸己酯(4.02%),3-甲基丁酸乙酯(3.68%),己酸-顺-3-己烯酯(3.24%),3-甲基丁酸-2-苯乙基酯(3.11%),异戊酸苄酯(3.04%)等。

关键词：接骨木,挥发油,固相微萃取,气相色谱/质谱联用

参考文献

[1]中国科学院中国植物志编委会.中国植物志(第72卷)[M].北京:科学出版社,1987:10-11.

[2]国家中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草(苗药卷)[M].贵阳:贵州科技出版社,2005:498-499.

[3]陈可贵,胡荣,杜凤国,等.接骨木油脂分析与食用价值[J].特产研究,1993(1):58-62.

[4]王启珍.接骨木食用药用价值及开发利用[J].中国野生植物资源,2002,21(3):24-25.

SPME 篇3

案例1:某年12月19日, 沈某家中的鱼塘中2500余斤鱼全部死亡。现场提取鱼塘中水约500m L。

案例2:某年12月22日, 陆某家中20余亩鱼塘中的鱼 (其中汪丁、草鱼、鳜鱼等) 全部死亡。现场提取鱼塘中水样约500m L。

2 检验

2.1 仪器设备:

安捷伦7890A/5975C GC/MS (单重四级杆) 气质联用仪。

仪器条件:CP-SIL8毛细柱30m×0.25mm×0.32um。

柱温程序:80℃ (2min) →20℃/min→280 (20min) 。

进样口温度:280℃;检测器温度:300℃;载气:高纯氮 (He) ;流量:0.1m L/min;分流比:20∶1。

SPME (上海安谱, 固相微萃取) 采用85um PA萃取头。

2.2 样品处理

将现场提取的水样约500m L放入烧杯中, 放入磁力搅拌器搅拌同时将SPME的萃取头伸入液面下萃取15min后将SPME萃取头放入GC/MS进样口解析3min。得到GC/MS谱图 (案例1、案例2) 。

另外, 在200m L空白水中添加10μg五氯酚, 重复上述实验, 得到GC/MS谱图 (添加) 。

3 讨论

SPME 篇4

1 实验部分

1.1 材料与仪器设备

大红袍花椒 (Zanthoxylum bungeanum Maxim.) , 购自陕西韩城, 食品粉碎机研细后密封保存, 用于挥发性成分分析。

气相色谱-质谱联用仪 (GC-MS/QP2010) , 日本SHIMAD-ZU;固相微萃取仪, 美国SUPELCO;能够进行小孔加热恒温控制的氮吹仪 (MTN-2800D) , 天津奥特塞斯;4mLSPME专用采样瓶;飞利浦家用食品加工机。

纤维头 (美国SUPELCO) :65μm Polydimethylsiloxane/Divinylbenzene (PDMS/DVB, 蓝色) ;75μm Carboxen/Polydimethylsiloxane (CAR/PDMS, 黑色) ;85μm Carbowax/Divinylbenzene (CW/DVB, 橙色) ;50/30μm StableFlexDivinylbenzene/Carboxen/Polydimethylsiloxane (DVB/CAR/PDMS, 灰色) ;85μm Polyacrylate (PA, 白色) 。

1.2 顶空固相微萃取实验方法

称取制备好样品0.50g装于采样瓶中, 盖上聚四氟乙烯胶垫瓶盖, 于60℃恒温平衡30min。将纤维头插入260℃的GC进样口活化2min, 然后插入已经平衡好的、装有样品小瓶的上部空间中进行挥发性成分的吸附, 时间30min。取出纤维头, 再次插入GC进样口进行解吸, 时间2min。

1.3 GC/MS测定条件

1.3.1 质谱条件

电子轰击离子源 (EI) , 离子源温度200℃, 电子能量70eV, 质量扫描范围29~400m/z, GC-MS接口温度200℃, 质谱检测起测时间1.5min。

1.3.2 色谱条件

J&W DB-WAX弹性石英毛细管色谱柱 (25m×0.25mm×0.25μm) ;载气为高纯氦气 (>99.999%) ;柱初温70℃, 保温2min, 以4℃/min升温速率升至220℃;进样口温度260℃;柱流量1mL/min, 分流比100:1。

1.3.3 定性与半定量分析

得到GC-MS分析总离子流图 (TIC) 后, 应用NIST 147质谱数据库检索, 再结合每个峰的质谱数据和化合物的质谱裂解特征, 对其进行定性分析。单个化合物的质量分数, 用总峰面积归一化后其峰面积的相对百分比来表示。

2 结果与讨论

2.1 吸附纤维头的选择

A.α-Pinene;B.Sabinene;C.β-Myrcene;D.Limonene;E.β-Phellandrene;F.Eucalyptol;G.β-cis-Ocimene;H.Ocimene;I.γ-Terpineol;J.Aromadendrene;K.α-Terpineolacetate;L.Menthenol;M.Totalarea

按1.2、1.3中所述实验方法, 选取花椒挥发性成分中含量最高、各种纤维头都能吸附的12种主要化学成分:α-蒎烯 (α-Pinene) 、桧烯 (sabinene) 、β-月桂烯 (β-Myrcene) 、苎烯 (limonene) 、β-水芹烯 (β-Phellandrene) 、胺叶油素 (桉树脑) (eucalyptol) 、β-罗勒烯 (β-cis-ocimene) 、罗勒烯 (ocimene) 、γ-松油醇 (萜品醇) (γ-Terpineol) 、香橙烯 (Aromadendrene) 、α-乙酸松油酯 (α-Terpineolacetate) 、孟烯醇 (menthenol) 等组分的色谱峰面积作为衡量萃取头吸附能力的标准, 分别考察DVB/CAR/PDMS、CAR/PDMS、CW/DVB、PDMS/DVB以及PA等5种纤维头的吸附能力, 实验结果见图1。

对图1进行分析后可知, DVB/CAR/PDMS纤维头对花椒主要挥发性成分的吸附能力很强, 能够有效地全面吸附花椒的挥发性成分, 适合分析测定其组成。

2.2 花椒挥发性成分分析测试结果

在最佳分析条件下, 采用DVB/CAR/PDMS纤维头得到的SPME-GC/MS分析总离子流图 (TIC谱图) 见图2。应用NIST147质谱数据库, 通过计算机检索、结合每一个色谱峰的质谱特征数据进行综合分析。结果显示, 总共从花椒挥发性成分中分离得到58个成分, 鉴定了其中的35个 (化学成分及组成见表1) , 占色谱峰总数的60.3%, 总峰面积的98.6%。这说明采用SPME-GC/MS方法能够对花椒挥发性成分中的主要成分都给予定性, 未能定性的仅仅是一些含量甚微的组分。

3 结论

由于顶空固相微萃取-气相色谱/质谱联用技术具有操作简便、样品用量少、分析时间短的优势, 特别适合各类物质挥发性组成的分析测定。

花椒所具有的强烈的辛麻芳香气味, 其主要化学组成为:分子式为C10H16萜烯类物质的各种异构体, 如β-月桂烯 (21.41%) 、苎烯 (17.06%) 、β-水芹烯 (10.60%) 、桧烯 (8.32%) 、β-罗勒烯 (8.00%) 、罗勒烯 (3.82%) 、α-蒎烯 (3.59%) 等, 以及烯醇类或酮、醛类化合物, 如γ-松油醇 (萜品醇) (9.50%) 、胺叶油素 (桉树脑) (7.09%) 等。与文献报道的采用水蒸气蒸馏法[5]测定的大红袍花椒主要挥发性成分基本一致。

摘要：利用顶空固相微萃取-气相色谱/质谱联用技术研究大红袍花椒的挥发性成分, 探讨了不同纤维头吸附对分析检测结果的影响。结果表明, DVB/CAR/PDMS纤维头能够有效地吸附花椒的挥发性成分;大红袍花椒主要挥发性成分为β-月桂烯 (21.41%) 、苎烯 (17.06%) 、β-水芹烯 (10.60%) 、γ-松油醇 (萜品醇) (9.50%) 、桧烯 (8.32%) 、β-罗勒烯 (8.00%) 、胺叶油素 (7.09%) 、罗勒烯 (3.82%) 、α-蒎烯 (3.59%) 、香橙烯 (1.15%) 、α-乙酸松油酯 (1.08%) 等萜烯类以及醇类或酯类化合物。

关键词：花椒,固相微萃取,气相色谱-质谱法,挥发性成分

参考文献

[1]郭君雅, 田呈瑞.花椒开发利用的现状及前景分析[J].食品研究与开发, 2008, 29 (8) :167-170.

[2]李建红, 张水华, 孔令会.花椒研究进展[J].中国调味品, 2009, 34 (2) :28-35.

[3]阎建辉, 唐课文, 许友, 等.GC/MS法分析花椒挥发油的化学成分[J].质谱学报, 2003, 24 (2) :326-331.

[4]莫彬彬, 万固存, 刘毅.超临界CO2萃取九叶青花椒和大红袍花椒挥发油的化学成分分析及香气比较[J].中国调味品, 2009, 34 (3) :102-105.

[5]王利平, 李占杰.陕西韩城大红袍花椒挥发油化学成分的研究[J].食品工业科技, 2003, 24 (12) :23-24.

[6]杨宇川, 辉永庆, 何小波, 等.固相微萃取法的纤维涂层的研究进展[J].理化检验-化学分册, 2008, 44 (9) :904-908.