气质联用仪在挥发性有机物定性定量分析中的应用

李元星(湖南有色冶金劳动保护研究院有限责任公司，湖南 长沙 410014)

0 引言

在气质联用技术中为更好地分离混合物中的组分可以充分运用气相色谱分离能力，在此基础上可以更好地开展定性定量分析工作[1]。这项技术刚产生时自身发展不成熟，在某种程度上尽管能够准确地判定某些物质的组成成分并获得一定结果，但是往往很难获得完善的结果，为此在经过长达半个多世纪的努力后，促使这项技术开始渐趋完善，可以更好地分离与检测物质，还能够更好地开展数据采集工作。现如今，这项技术在许多领域中都获得广泛应用，诸如科学研究领域、工业生产、各种检测部门等。

1 气质联用技术在各大领域中的具体应用

在有机物环境监测分析过程中气质联用技术作为一项重要技术，当前随着质谱技术的进一步发展与进步，不断涌现出各种基于质谱串联技术的痕量分析技术，再加上质谱技术的应用，就可以提供一个新的途径与方式来定性定量分析那些复杂样品中的微量挥发性有机溶剂。气质联用仪当前已经被用于分离、鉴定那些复杂的组分当中，其本身所具有的GC分辨率 、质谱灵敏度都非常高，在生物样品中可以为定性定量分析药物与代谢物提供一个有效的工具，其通常由两部分所组成，即气相色谱、质谱检测器。质谱仪的基本部件主要涉及三个部分，通常在真空总管道内安置[2]。

1.1 食品安全方面

当前，随着社会经济的发展与人们生活水平的提高，促使人们对于自身身体状况越来越关注，在社会中普遍存在一个热点问题，即食品安全问题。而在食品检测中的一项重要内容就在于如何对食品中的安全问题进行快速、准确的检测，而气质联用技术的出现可以确保这一问题的解决。在这项技术的帮助下能够将食品中的农药残留数据信息及时、准确地检测出来，对食品中超标添加剂进行有效检测，以此才能进一步推动食品工业的健康、可持续发展[3]。

1.1.1 在食品农药残留问题中的分析应用

气质联用技术自出现以来就在各类物质检测中开始获得广泛应用。我国自进入21世纪以来，社会经济水平较之前相比获得显著提高，在研究农药残留时越来越多的学者开始应用气质联用技术。早在2004年某学者就利用这项技术将白菜中的百克威残留量检测出来，2005年又有学者借助这一技术的离子扫描法对蔬菜中的15种有机磷、氨基酸酯农药残留同时测定出来，以此可以促使我国这项技术日益成熟。2006年某学者在测定蜂蜜中的有机氮的农药残留成分时依然可以借助这项技术，以此能够为生产合格的蜂蜜打下坚实的基础。总之，在农药残留检测中气质联用技术缺一不可，始终都发挥着至关重要的作用，以此能够为人们的日常饮食安全提供充足的保障。

1.1.2 在饮食检测方面的应用

近年来，随着我国社会经济的稳健发展，促使人们的生活条件较之前相比获得显著改善，促使人们的饮食日益丰富，诸如牛奶、坚果、咖啡、茶、果汁等各种饮品大量涌现出来，而生产这些饮品通常都需要一层安全防线来做保障。但是，即便如此一些生产部门在利益驱使下不顾人们的身体健康，将各种添加剂随意的添加到各种饮品当中，致使饮食在安全方面面临很大的隐患。基于此，为更好的检测饮品中的各种残留成分，有必要利用气质联用技术。诸如：检测饮品中的咖啡因含量为例，一名美国科学家曾经指出一瓶12磅的可乐中大约含有50～80 mg的咖啡因，而咖啡因是一种能够刺激到中枢神经系统并使其兴奋的药物，成人排泄咖啡因的作用比较强大，因此只要摄取量适当就不会造成中毒，反之摄入量在1 g以上，则极易导致中枢神经系统时常处于一种异常兴奋的状态，具体表现为呼吸加快、眼花缭乱、躁动不安、失眠、恶心等，即时摄入量不足1 g，也依然会威胁到人体的一些重要器官，诸如肠胃等，相继还会诱发各种不良反应，诸如恶心、呕吐、头晕等。

1.2 天然产物挥发性成分方面

在一些天然产物中所含有的化学成分比较多，且这些化学成分种类繁多、结构复杂、含量不高，为了顺利提取出来就需要借助强大的技术作支撑。站在药理学、生物学的角度上，天然产物中所具有的生物活性物质比较多，为更好地分离这些物质就必须利用气质联用仪，在此基础上用于药物生产，从而能够更好地研究、开发药物。

在天然产物中一种重要的活性成分就在于植物精油，为了更好地分析其中的香精成分依然会用到气质联用仪。植物在光合作用中其细胞通常会分泌出一些芳香因子，这些因素聚成香囊可以在花瓣、树叶、树干上分布，以此可以更好地提取植物精油。植物精油通常是一类具有香气、在常温下能够挥发呈油状的重要成分，多存在于植物体内。当前，随着气质联用技术的日益发展与完善，促使我国许多学者都投入到各种天然产物香气成分的研究当中。在鉴定鲜花香气时，某学者就利用这一技术和GC/MS总离子流色谱峰的峰面积对鲜花的香气成分进行归一化定量分析。在分析水果蔬菜中的香气时一些学者进行了相关实验。以新鲜香蕉为例，为了准确鉴定香蕉中所具有的71种挥发性化合物，就可以利用气质联用仪来实现。上述实验均表明，我国对于气质联用技术的应用已经渐趋成熟。

2 气质联用仪在槐花挥发油定性定量分析中的具体应用

2.1 分析槐花挥发油成分

槐花作为一种比较天然的产物，其中一种重要的活性成分就在于挥发油，为更好地对挥发油中的香精成分进行有效分析，就可以利用气质联用仪。研究发现，植物在光合作用中其细胞能够将芳香因子分泌出来，这些因子可以通过香囊的方式在一些部位上分布，诸如树干、树叶与花瓣等，以此可以更好地提取挥发油。同时，挥发油在植物界中普遍存在，诸如多存在于槐花体内，其本身所具有一定香气，在常温下呈油状。经研究调查可知，挥发油本身具有多重功效，医学上的功效主要体现在止咳、平喘、健胃与驱寒等，且在香料生产中本身所具有的工艺价值也比较大。以往在提取挥发油时通常会面临很大的困难，更谈不上有效地监测挥发油的成分，而当前随着科学技术的不断发展与进步，可以更加轻松、容易地提取挥发油，具体提取时可以利用水蒸气蒸馏法。此外，随着科学技术的发展与科技水平的提高，气质联用法能够更加准确地鉴定挥发油的成本，其对于挥发油鉴定速度的加快、研究水平的提高至关重要，从而可以帮助人们将槐花精油的神秘面纱揭下来。

2.2 提前准备好仪器与设备

无论是提取挥发油还是鉴定挥发油的成分，为更好地开展实验操作都离不开相关仪器、试剂的帮助。在实验过程中阴干的新鲜槐花、玻璃仪器、气相色谱自动进样器、气质联用仪、自制水蒸气蒸馏装置等都是一些比较常用的仪器、试剂。

2.3 提取挥发油

具体在提取挥发油时，可以称取12.557 5 g阴干的槐花，称取以后在500 mL的长颈烧瓶内放置，然后将少量的水加入其中，在此基础上做好蒸馏操作的准备，4 h以后使用25 mL的乙醚分两次萃取每次所蒸馏出来的液体，最后将萃取的液体合并到一起，将适量的无水硫酸钠加入其中，以此可以进行隔夜操作，留作进行气质联用分析使用。

2.4 利用气质联用仪来科学地鉴定挥发油成分

在分析、鉴定上述所提取到的挥发油时可以充分借助气质联用仪，最终可以将槐花油中的主要划分成分鉴定出来，详情如表1所示。

表1 槐花挥发油的主要化学成分

经鉴定发现，槐花油的成分比较多，主要涉及萜类、脂类、醇、酮、醛等。根据表1内容可知，在以上化学成分中相似度超过90%的物质有26种，其中含量最高的当属α-蒎烯，因此能够为多种有机物的合成提供重要的原料、中间体，其本身所具有的抗氧化作用明显，功效具体体现在平喘与消炎等，且自身所具有的药理活性十分独特，即杀菌、消炎与抗毒等。

3 结语

综上所述，气质联用技术能够最为准确地分析复杂基质中的痕量挥发性有机物，实际在检测微量挥发性有机污染物时为进一步提高这项技术的灵敏度与定性准确性，有必要选择适合的条件与适量的浓度。气质联用技术在定性定量分析过程中可以充分借助气相色谱所具有的分离能力，以此可以有效地分离混合物中的组分。当前，这项技术经过多年的发展与完善，已经用于物质的多个方面，诸如分离、检测、数据采集等。