（分析化学专业论文）复杂植物样品分析中的样品处理技术与应用研究.pdfVIP

中国科学技术大学博士学位论文 摘要 样品制备与前处理是色谱分析过程中至关重要的环节，它是否快速有效最终 影响分析方法的可靠性、准确性和分析通量。本文对复杂植物( 烟草) 样品分析 中的样品处理技术进行了应用研究，建立了可实现复杂样品多组分同时测定的分 离与分析方法。 论文主要包括如下内容： 1 首先对近年来提出并得以发展的色谱样品前处理技术进行了评述，并对 其最新的应用进展进行了总结；综述了浊点萃取技术的原理和操作方法，对其在 有机化合物分离分析方面的应用研究进行了重点总结，并阐述了其与分析仪器联 用存在的问题及处理方法。 2 建立了在超声波辅助条件下以水为提取溶剂的溶样方法，并结合固相微 萃取和气相色谱质谱联用技术实现了烟草样品中四种拟除虫菊酯残留的同时测 定。由于整个取样过程仅包括超声波辅助萃取和固相微萃取两个步骤，因此，操 作简单且速度较快( 低于1 5 r a i n ) 。同时，定量分析结果表明，该方法具有较高 的测试灵敏度、样品回收率和较好的实验重复性，达到拟除虫菊酯类农药残留的 分析要求。 3 系统地研究和比较了加速溶剂萃取、索氏提取和超声波辅助萃取对烟草 中萜类和甾醇类化合物的提取效率，并对加速溶剂萃取的实验参数进行了研究， 获得了不同结构萜类和甾醇类化合物的萃取条件，为加速溶剂萃取在烟草化学成 分分析中的应用奠定了基础。 4 成功实现了浊点萃取与g c m s 分析的联用。在超声波的辅助下，利用反 萃取技术将表面活性剂相中所富集的目标化合物转移到有机溶剂相( 二氯甲烷 等) ，不再需要进一步的样品净化过程即可实现g c m s 的直接分析。同时将该方 法成功应用于烟草样品中七种生物碱的分离分析。结果表明，该方法与行业标准 方法所得结果一致，并具有较好的回收率、实验重复性和较低的检测限。 5 将g c m s m s 应用于烟草样品中生物碱的定量分析并系统研究和对比了 不同质谱扫描方式，包括全扫描( t i c ) 、选择离子扫描( s i m ) 和二次质谱扫描 中国科学技术大学博_ ：学位论文 ( m s 2 ) 的检测灵敏度，获得了g c m s m s 分析烟草生物碱的最佳试验条件，为 其在复杂植物样品分析中的应用提供了新的研究手段。 v 中国科学投术大学博士学位论文 a b s t r a c t i nc h r o m a t o g r a p h i ca n a l y s e s ，s a m p l ep r e p a r a t i o ni san e c k s t e p ，t h ee f f i c i e n c yo f w h i c hi sd i r e c t l yr e l a t e dt ot h er e l i a b i l i t y , a c c u r a c ya n dt h r o u g h p u to fa na n a l y t i c a l m e t h o d h at h i sd i s s e r t a t i o n ，w i t ht h ea i mt od e v e l o ps a m p l ep r e p a r a t i o nm e t h o d sf o r a n a l y z i n gc o m p l e xp l a n t ( t o b a c c o ) s a m p l e s ，s e v e r a ls e p a r a t i o nm e t h o d sw e r es t u d i e d ， w h i c hw a sp r o v e dt ob ep r a c t i c a la n dr e l i a b l ef o rm u l t i c o m p o n e n ts i m u l t a n e o u s d e t e r m i n a t i o n t h ef o l i o w i n gc o n t e n t sa r ei n c l u d e d ： 1 a tf i r s t ，s a m p l ep r e p a r a t i o nm e t h o d sf o rc h r o m a t o g r a p h ya n a l y s i se m e r g e di n r e c e n ty e a r sw e r er e v i e w e d ，a n dt h em o s tr e c e n ta p p l i c a t i o nw e r es u m m a r i z e da tt h e s a l i l et i m e t h ep r i n c i p a la n dp r o c e d u r eo fc l o u dp o i n te x t r a c t i o n ( c p e ) w e r eb f e f l y i n t r o d u c e d ，t h ea p p l i c a t i o n so fc p et ot h es e p a r a t i o na n da n a l y s i so fo r g a n i c c o m p o u n d sw e r es u m m a r i z e d ，a n dt h ep r o b l e m sa n ds o l u t i o n sw h e nc p ec o m b i n e d w i t hd i f r e r e n ti n s t r u m e n t sw e r ea i s os u m m a r i z e di nd e t a i l 2 t h ee x t r a c t i o np r o c e d u r eo fp y r e t h r o i dr e s i d u e sf r o mt o b a c c ou s i n gw a t e ra s e x t r a c t i o ns o l v e n tw i t ht h e a i do fu l t r a s o n i cf o l l o w e d b y t h es o l i dp h a s e m i c r o e x t m c t i o n ( s p m e ) w a se s t a b l i s h e d t h ew h o l es a m p l i n gp r o c e s s ，o n l yi n c l u d i n g a nu l t r a s o n i ca s s i s t e de x t r a c t i o ns t e pa n das o l i dp h a s em i c r o e x t r a c t i o ns t e p ，c a nb e c o m p l e t e dw i t h i n15 m i n q u a n t i t a t i v er e s u l t si n d i c a t e dt h a tf o u rp y r e t h r o i d sc a nb e d e t e r m i n e ds i m u l t a n e o u s l yw i t ha c c e p t a b l es e n s i t i v i t y , r e c o v e r ya n dr e p r o d u c i b i l i t y p e r m i t t i n ga n a l y s i st o 眦 ( 中国科学技术大学博士学位论文 h f i g5 - 1s t r u c t u r eo f t o b a c c oa l k a l o i d s s 2 实验部分 5 + 2 1 试剂与材料 t r i t o nx 1 1 4 和二氯甲烷、氢氧化钠皆为分析纯，分别购自f l u k a 和上海试 剂公司。烟碱标准物质和内标十七烷( 分析纯) 购自a l d r i c h 。 用于实验条件优化和样品测试的各等级烤烟烟叶由国家烟草质量监督检验 中心提供，于4 0 0 c 烘干2 h ，研磨，过4 0 目筛，备用。并以行业标准方法测定 各烟叶样品的生物碱总量。 5 2 2 仪器与条件 8 7 0 0 3 6 超声波仪，功率8 0 w ，购自上海超声波仪器厂： 8 0 0 b 型离心机( 配离心试管) ，最高转速4 0 0 0r p m ，购自上海安亭科学仪器 ，： t r a c eg c 2 0 0 0 气相色谱与t r a c em s 联用仪； c p s i l s c b 毛细管柱( 3 0 m 0 2 5 m m ，0 2 5 p m 内径) 。 5 2 3 生物碱的萃取与浓缩 准确称取3 5 r a g 烟末样品于2 5 m l 三角瓶中，加入9 m lo 0 5 的氢氧化钠溶液 q 妇 ， m、za、o姐 中国科学技术大学博士学位论文 室温下超声振荡1 5 m i n ，以布氏漏斗过滤提取液，收集5 m l 滤液于1 0 r a l 离心试 管。相继加入一定量的t r i t o nx 一1 1 4 和1 0 0 p 1 饱和氯化钠溶液，置于5 0 。c 水浴条 件下保持1 5 m i n 。在3 5 0 0r p m 条件下离心分层1 0 r a i n 。移除上层水相，保留下层 表面活性剂相。 5 2 4 超声波辅助反萃取 。 在上述程序得到的表面活性剂相中加入含有内标十七烷( 03 6 5 9 1 ) 的二氯 甲烷，超声振荡l o m i n 。吸取l g l 下层溶液直接进g c m s 分析。 5 2 5g c m s 条件及定性、定量分析 g c 载气为氦气( 纯度9 9 9 9 9 ) ，流量1 m l m i n ，不分流进样；进样口温度 2 8 0 0 c ：升温程序：1 0 0o c 保持4 r a i n ，5 0 c m i n 升至2 8 0o c ，保持1 5 r a i n ；传输 线和离子源温度分别为2 5 0o c 和2 0 0o c ，全扫描方式，电离方式e i ，电离电压 7 0 e v 。 n i c o t i n e 通过标准化合物结合质谱定性；其它成分通过与n i s t 9 8 质谱库比 较进行定性。 定量分析以内标法进行，采用十七烷作为内标( 未考虑较正因子，即假设 f = - i 0 0 ) ，并以烟叶样品含水率进行校正以获得样品中待分析成分的干基含量。 5 3 结果与讨论 5 3 1 浊点萃取与g c m s 联用的可行性研究 由于表面活性剂粘度较大，容易堵塞毛细管柱，使得浊点萃取也很少应用于 g c 分析前的样品中有机化合物的分离与富集。在g c 进样前，就必须采取有效 手段来净化萃取物，使得表面活性剂与待分析化合物分离，消除表面活性剂对样 品测定的干扰，同时保障色谱柱不受损害。超声波辅助条件下的有机溶剂反萃取 就具有较好的适用性，可用于实现浊点萃取和g c 的联用。 首先，实验重点研究超声波辅助条件下的有机溶剂反萃取。在空白水样中加 入0 0 8 ( w w ) 的t r i t o nx 1 1 4 进行浊点萃取操作，离心分层之后，再以3 0 0 9 l 二氯甲烷在超声波辅助下进行反萃取，取下层溶液进行g c m s 分析。如图5 2 中国科学技术大学博士学位论文 所示，从3 5 到6 0 r a i n ，出现了五个清晰的色谱峰。从质谱鉴定结果看，这五个 色谱峰分别对应于链长不同的辛基苯氧基( 乙氧基) 。乙醇( 其中m 分别为l 、 2 、3 、4 和4 ) ( 其中第四和第五个色谱峰对应于两个立体异构的同分异构体) ， 而这些化合物又是典型的t r i t o nx 1 1 4 片断，这与s i k a l o s 和p a l e o l o g o s 所提到的 辛基苯氧基片断有所差异1 1 9 l 。加入内标十七烷对其进行定量发现，这五个片断的 总量基本与所加入的t r i t o nx 1 1 4 的量吻合。另外，从图5 2 还可以看到，除了 这五个主要的色谱峰，色谱图上的其余部分较为纯净，基线也较平整。这说明， 如果合理设置g c 条件，就有可能实现目标化合物色谱峰与表面活性剂片断峰的 完全分离，从而实现对目标化合物的精确定性与定量。于是，取烟叶实际样品按 实验部分所述进行浊点萃取和超声波辅助反萃取，并进行g c m s 分析。如图5 3 所示，表面活性剂片断色谱峰对烟碱色谱峰( 1 3 m i n 左右) 未产生干扰，并且对 其它的生物碱色谱峰( 均在2 5 m i n 之前流出) 亦未产生任何干扰，即使十七烷内 标的色谱峰距最近的表面活性剂色谱峰也存在l o m i n 的保留时间差。 6 x 1 0 5 x 1 0 7 4 x 1 0 7 3 x 】0 2 x 1 0 7 1 x 1 0 0 02 03 04 05 06 0 r e t e n t i o nt i m e ( m i n ) f i g5 - 2 c h r o m a t o g r a mo f ab l a n ks o l u t i o na f t e r c p er o 0 8 t r i t o n x l l 4 ) a n du l t r a s o n i c a s s i s t e d b a c k - e x t r a c t i o ni n t od i c h l o r o m e t h a n e ( 3 0 0 r t l ) p e a k1t o5a r eo c t y l p h e n o x y 一( e t h o x y ) 。一e t h a n o l ， w h e r e i nm = l ，2 ，3 ，4a n d4 ，r e s p e c t i v e l y 中国科学技术大学博士学位论文 6 x 1 0 7 5x 1 0 7 4 x 1 0 7 3 x l 旷 2 x 1 0 7 i x l 0 7 d1 02 03 04 0，06 0 r e t e n t i o nt i m e ( m i n ) f i g5 - 3c h r o m a t o g r a mo f ar e a lt o b a c c os a m p l ea f t e rc p e ( 00 8 t r i t o nx 11 4 ) a n d u l t r a s o n i c - a s s i s t e db a c k e x t r a c t i o ni n t od i c h l o r o m e t h a n e ( 3 0 0 i _ d ) p e a k1i sn i c o t i n e ，a n dt h ep e a k 2 t o6a r ei d e n t i c a lw i t ht h ep e a k1 5i nf i g5 - 2 5 3 2 浊点萃取条件的优化 由于烟草样品中大量有机酸的存在，其水溶液呈弱酸性状态，大部分生物碱 以结合态的形式存在，这就有必要提高其p h 值，将所有形式存在的生物碱转化 为游离态。实验初期，咀过量的氢氧化钠将烟样水溶液p h 值调整至1 1 左右， 结果发现，在如此高的p h 条件下，浊点现象很难发生，然而这种高的p h 条件 影响相分离的现象并未见相关文献报道。为了确保所有形式存在的生物碱完全转 化为游离态，而同时又不影响表面活性剂水溶液的相分离，实验最后选定对每一 个烟叶样品以9 m l 的o 0 5 氢氧化钠溶也进行处理，由此产生的溶液p h 值约为 9 。 通常，以浊点萃取处理固体样品时，有两种加入表面活性荆的方式：一种是 在溶样萃取前和水溶液一起加入，另一种是在溶样并过滤除去悬浮物质后再加入 表面活性剂。实验对两种方式进行了对比。发现，不同的表面活性剂加入方式对 萃取效果产生不同的影响。图5 - 4 以量化的形式对比了两种表面活性剂加入方式 对烟碱萃取效率的影响。可以看到，即使所加入的表面活性剂浓度相同，由第二 种加入方式的萃取量约为第一种加入方式的两倍。这可能是由于第一种加入方式 中国科学技术大学博士学位论文 中与表面活性剂同时加入的强碱溶液，在反应初期浓度较高，已经严重破坏了部 分表面活性剂的性质。 3 0 0 0 0 2 5 0 0 0 2 0 0 0 0 2 15 0 0 0 l0 0 0 0 5 0 0 0 0 5 1 0 f i g5 - 4e f f e c to fs u r f a e t a n ti n t r o d u c i n gt i m ep o i n t so nt h ee x t r a c t i o ne f f i c i e n c i e so f n i c o t i n e ( g g g ) a ，b e f o r ee x t r a c t i o no p e r a t i o n ；b ，a f t e rs u p e m a t a n tf i l t e r e do u t 浊点萃取过程中，表面活性剂浓度是一个重要的参数，有必要对其进行优化， 以实现对目标化合物的充分萃取，同时又保证实验具有很好的重复性。图5 5 列 出了不同浓度表面活性剂对烟碱萃取效率的影响。可以看出，1 0 的表面活性剂 浓度时烟碱的萃取量最大，几乎是o 1 浓度萃取量的六倍以上。考察相关的实 验重复性发现，5 浓度时实验的相对标准偏差为9 6 7 ，而1 0 浓度的相对标 准偏差高达1 5 v 2 上。这是由于表面活性剂浓度过大，在反萃取阶段其与有机溶 剂形成浆状体系，难以实现完全分层。这样，综合考虑萃取效率和实验的可重复 性，实验选定5 的表面活性剂浓度。 中国科学技术大学博士学位论文 3 0 0 0 0 2 5 0 0 0 2 0 0 0 0 竺1 5 0 0 0 1 0 0 0 0 5 0 0 0 0 01 05 1 5 1 0 2 0 f i g5 - 5e f f e c t o f s u r f a c t a n tc o n c e n t r m i o no n t h ee x t r a c t i o ne f f i c i e n c i e so f n i c o t i n e ( g g ) 另外，文献指出1 1 2 1 ，在高于浊点温度以上的环境中进行浊点萃取操作，并且 持续的时间越长，其萃取效率和浓缩效果越好。5 的t r i t o nx 一1 1 4 浊点温度为 3 5 0 c ，实验测定了此温度以上的不同条件。发现，在5 0 0 c 的水浴温度下保持1 5 m i n 足以促进胶束形成以及实现有效萃取。 初始，对三种不同的有机溶剂，即己烷、乙醚和二氯甲烷，进行对比，以评 价它们的反萃取效率。遗憾的是，两种密度小于水的溶剂，即己烷和乙醚，易与 表面活性剂形成浆状体系，不利于有机溶剂与表面活性剂的分层。实验对二氯甲 烷的加入量在1 0 0 到6 0 0 p l 范围内( 1 0 0 、2 0 0 、3 0 0 、4 0 0 、5 0 0 和6 0 0 1 t 1 ) 进行优 化，以保证用最少的有机溶剂实现对e l 标化合物最有效的萃取。结果发现，如果 使用的有机溶剂量过少，也容易形成浆状体系，不利于实验的重复性。而过高的 有机溶剂使用量则易对溶液产生稀释效应，则色谱信号的强度有所减弱，这又不 利于微量生物碱的精确定量。3 0 0 1 的二氯甲烷则不仅充分实现其与表面活性剂 的分层，又不影响色谱信号的强度。 由于采用超声波辅助溶剂反萃取，才使得浊点萃取与g c m s 联用切实可行， 超声波作用时间就显得比较重要。固定超声波功率在8 0 w ，发现，色谱信号强 度随着作用时间的延长而增加，在l o m i n 时达到极值，而继续延长作用时问，并 中国科学技术大学博士学位论文 未发现色谱信号有明显的增加。 5 3 3 烟叶样品分析 为验证方法的实际效果，随机选择了四个烟叶样品进行测试。图5 - 6 为其中 一个样品的气相色谱图。可以看到，该方法完全可以实现烟叶样品中烟碱和其它 六种微量生物碱的同时测定。进一步以十七烷内标进行定量，发现，烟碱的回收 率和检测限( l o d s ) 分别为8 0 4 和7 1 g ，七种生物碱测试实验的相对标准 偏差在2 7 7 到9 9 7 之间。表5 1 列出了所测的四个烟叶样品中烟碱以及其它 六种微量生物碱的含量。可以看到，各个样品由于其生长环境不同、部位不同及 颜色变化不同，其生物碱含量存在一定的差异。另外，将本文测定结果与行业标 准方法，即连续流动法1 2 0 1 ，进行比较，结果见表5 2 。可以看出，二者结果相近。 这里需要说明的是，行业标准方法是将所有的生物碱视为一个整体进行测定，而 本文的方法不仅可以给出与之相近的总量结果，还可以对每一种生物碱进行准确 定量，这对同时研究烟草中七种微量生物碱的分布情况具有重要意义。 t a b l e5 - 1t h ec o n t e n to f i n d i v i d u a la l k a l o i di nt h ef o u rt o b a c c os a m p l e s ( m 酚 3 t h en u m b e ri np a r e n t h e s e si st h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o ni np e r c e n t a g e ( ) w i t h i nt r i p l i c a t i o n 0 = 3 ) 型翌型堂茎! ! i 登壁主堂垡笙苎 r e t e n t i o nt i m e ( m i n ) f i g5 6g “c h r o m a t 。g r a m ( t i c ) 。f t o b a c c oa l k a l o i d sa n di n t e m a lt 觚幽r do s ) i d e n 锄e d c 。1 n p 。“d s0 f p e a k s1 7a r en i c o t i n e ，n o m i c o t l n e ，m y o s m i n e ，a n a b a s i n e ，n i c o t y r i n e ，a 1 1 a t a b i n e a n d2 , 3 - b i p y r i d y l ，r e s p e c t i v e l y i sm e a si n t e m a ls t a r l d a r d t a b i e5 - 2c o m p a r i s o no f l h e t o t a la l k a l 。i d sc o n t e n tm e a s l l r e db yj n d u s f r i a ls 扭n d a r d m e t h o da 1 1 d c p e g c - m sm e t h o d ( r n 以) 一 s a m p l en u m b e r m e t h o d 1 2 3 4 一一 s t a n d a r dm e m o d 2 3 6 3 0 2 5 6 2 3 o c p e g c - m s 2 3 6 ( 9 ，6 0 ) 3 3 0 3 ( 95 4 ) 2 5 6 ( 9 s 9 ) 2 30 ( 9 7 1 ) j = _ 8 t h e “m b e 。i np a r e n t h e s e si st h er e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o ni np e r c e n t a g e ( ) w i l h i nt r i 叫c a t i 。i = 3 ) 5 4 结论 本章成功实现了浊点萃取与g c m s 分析的联用。超声波辅助反萃取可以将 烟草生物碱从表面活性剂相萃取到二氯甲烷溶液中，从而解决了困扰浊点萃取与 g c 联用的瓶颈问题。在本文所述的最佳实验条件下，有机溶剂反萃取得到的体 系可以成功地进行g c m s 分析。并且本章采用的浊点萃取与g c m s 联用方法 中国科学技术大学博士学位论文 在烟草类复杂固体样品的分离分析中也得到了成功应用。该方法与行业标准方法 结果一致，并且具有较好的样品回收率、实验重复性和较低的检测限。实验征明， 浊点萃取与g c m s 联用的方法适于烟草中生物碱总量以及各种生物碱具体分量 的测定。相信，有在生物材料和环境样品分析中的应用先例，浊点萃取将会在复 杂样品分析中占有一席之地。 参考文献 1 】a n d e r s e nr a ，f l e m h a gr d ，b u r t o nh r ，h a m i l t o n k e m pt r ，s u t t o n 工g ， n i t r o s a t e d ，a c y l a t e da n do x i d i z e dp y r i d i n ea l k a l o i d sd u r i n gs t o r a g eo fs m o k e l e s s t o b a c c o ：e f f e c to fm o i s t u r e ，t e m p e r a t u r e ，a n dt h e i ri n t e r a c t i o n ，a g r i cf o o d c h e m ，1 9 9 1 ，3 9 ，1 2 8 0 1 2 8 7 ( 2 1p a l m e rj k ，c h a n g e si nt h en i t r o g e n o u sc o n s t i t u e n t so fb u r l e yt o b a c c od u r i n g c u r i n ga n da g i n g ，t o b s c i 1 9 6 3 ，7 ，9 3 - 9 6 3 】b r u n n e m a n nk d ，h o f f m a n nd ，a n a l y t i c a ls t u d i e so nn - n i t r o s a m i n e si nt o b a c c o a n d t o b a c c os m o k e ，r e ca d v t o bs c i ，1 9 9 1 ，1 7 ，7 1 1 1 2 4 】p l a d ej j ，h o f f m a n nd ，c h e m i c a ls t u d i e so nt o b a c c os m o k e6 7 q u a n t i t a t i v e d e t e r m i n a t i o no fa l k a l o i d si nt o b a c c o b yl i q u i dc h r o m a t o g r a p h y , zl i q c h r o m a t o g r ，1 9 8 0 ，3 ，1 5 0 5 1 5 1 5 【5 y a n gs s ，e v a l u a t i o no fc a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i sf o rt h ea n a l y s i so fn i c o t i n ea n d s e l e c t e dm i n o ra l k a l o i d sf r o mt o b a c c o ，c h r o m a t o g r a p h i a ，1 9 9 5 ，4 0 ，3 7 5 - 3 7 8 【6 】y a n gs s ，s m e t e n ai ，g o l d s m i t ha i e v a l u a t i o no f m i c e l l a re l e c t r o k i n e t i c c a p i l l a r yc h r o m a t o g r a p h yf o rt h ea n a l y s i so fs e l e c t e dt o b a c c oa l k a l o i d s ， c h r o m a t o g ra ，1 9 9 6 ，7 4 6 ，1 3 1 1 3 6 【7 】l o c h m a n nh ，b a z z a n e l l aa ，k m p s c hs ，b a c h m a n nk ，d e t e r m i n a t i o no f t o b a c c o a l k a l o i d si ns i n g l ep l a n tc e l l sb yc a p i l l a r ye l e c t r o p h o r e s i s ，j = c h r o m a t o g r a ，2 0 0 1 ， 9 1 7 ，3 1 l 一3 1 7 ( 8 】y a n gs s ，s m e t e n ai ，h u a n gcb ，d e t e r m i n a t i o no ft o b a c c oa l k a l o i d sb yg a s c h r o m a t o g r a p h yw i t hn i t r o g e n p h o s p h o r u sd e t e c t i o n ，a n a lb i o a n a lc h e m ，2 0 0 2 ， 3 7 3 ，8 3 9 - 8 4 3 7 6 中国科学技术大学博士学位论丈 9 c a ij b ，l i ub ，z ，l i np ，s uq d ，f a s ta n a l y s i so fn i c o t i n er e l a t e da l k a l o i d si n t o b a c c om a dc i g a r e t t es m o k eb ym e g a b o r ec a p i l l a r y g a sc h r o m a t o g r a p h y , c h r o m a t o g na ，2 0 0 3 ，1 0 1 7 ，1 8 7 1 9 3 1 0 】y a n gs s ，s m e t e n ai ，d e t e r m i n a t i o no ft o b a c c oa l k a l o i d su i n gs o l i dp h a s e m i c r o e x t r a c t i o na n dg c - n p d ，c h r o m a t o g r a p h i a ，19 9 8 ，4 7 ，4 4 3 4 4 8 【11 w uw j ，a s h l e yd l ，w a s t o nc h ，d e t e r m i n a t i o no fn i c o t i n ea n do t h e rm i n o r a l k a l o i d si ni n t e r n a t i o n a l c i g a r e t t e sb ys o l i d - p h a s em i c r o e x t r a c t i o na n dg a s c h r o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t r y , a n a lc h e m ，2 0 0 2 ，7 4 ，4 8 7 8 - 4 8 8 4 1 2 】c a r a b i a s m a r t i n e zr ，r o d r i g u e z g o n z a l oe ，m o r e n o c o r d e r ob ，p e r e z p a v o n j l ，g a r c i a p i n t oc ，f e r n a n d e z l a e s p a d ae ，s u r f a c t a n tc l o u dp o i n te x t r a c t i o n a n dp r e c o n c e n t r a t i o no fo r g a n i cc o m p o u n d s p r i o rt oc h r o m a t o g r a p h ya n dc a p i l l a r y e l e c t r o p h o r e s i s ，c h r o m a t o g ra ，2 0 0 0 ，9 0 2 ，2 51 - 2 6 5 【13 】b u r g u e r aj l ，b u r g u e r am ，a n a l y t i c a la p p l i c a t i o n so fo r g a n i z e da s s e m b l i e sf o r o n l i n e s p e c t r o m e t r i cd e t e r m i n a t i o n s ：p r e s e n ta n df u t u r e ，t a l a n t a ，2 0 0 4 ，6 4 ， 1 0 9 9 11 0 8 【1 4 g a r c i a - p i n t oc ，p e r e z p a v o nj ，m o r e n o c o r d e r ob ，c l o u dp o i n t p r e c o n c e n t r a t i o na n dh i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h i cd e t e r m i n a t i o no f p o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sw i t hf l u r o s c e n c ed e t e c t i o n ，a n a l c h e m ，2 0 0 0 ， 6 6 ，8 7 4 - 8 8 1 【1 5 】f a n gq ，y e u n gh w ，l e u n gh w ，h u i ec w ，m i c e l l e m e d i a t e de x t r a c t i o na n d p r e c o n c e n t r a t i o no fg i n s e n o s i d e sd r o mc h i n e s eh e r b a lm e d i c i n e ，jc h r o m a t o g r a 2 0 0 0 ，9 0 4 ，4 7 5 5 1 6 】w ny c ，h u a n gs d ，c l o u dp o i n tp r e c o n c e n t r a t i o na n dl i q u i dc h r o m a t o g r a p h i c d e t e r m i n a t i o no fa r o m a t i ca m i n e si nd y e s t u f f s ，a n a l c h i ma c t a ，1 9 9 8 ，3 7 3 ， l9 7 2 0 6 ， 1 7 】f r o s c h lb ，s t a n g lg ，n i e s s n e rr ，c o m b i n a t i o no fm i c e l l a re x t r a c t i o na n d g c e c df o rt h ed e t e r m i n a t i o no fp o l y c h l o r i n a t e db i p h e n y l s ( p c b s ) i nw a t e r , f r e n s e n i u s ，a n a l c h e m ，19 9 7 ，3 5 7 ，7 4 3 7 4 6 1 8 】o h a s h ia ，o g i w a r am ，i k e d ar ，c l o u dp o i n te x t r a c t i o na n dp r e c o n c e n t r a t i o n f o rt h eg a sc h r o m a t o g r a p h yo f p h e n o t h i a z i n et r a n q u i l i z e r si ns p i k e dh u m a ns e r u m 7 7 一 ! 里型兰垫查查堂坚主兰垡丝兰 a n a t s c i ，2 0 0 4 ，2 0 ，1 3 5 3 - 1 3 5 7 1 9 1s i k a l o st i ，p a l e o l o g o se k ，c l o u dp o i n te x t r a c t i o nc o u p l e dw i t hm i c r o w a v e0 r u l t r a s o n i ca s s i s t e db a c ke x t r a c t i o na sap r e c o n c e n t r a t i o n s t e pp r i o rt og a s c h r o m a t o g r a p h y , a n a l c h e m ，2 0 0 5 ，7 7 ，2 5 4 4 2 5 4 9 【2 0 中华人民共和国行业标准，y c 厂r1 6 0 2 0 0 2 ，烟草和烟草制品一植物碱的测 定一连续流动法。 中国科学技术大学博士学位论文 第六章g c m s m s 在烟草生物碱分析中的应用研究 6 1 前言 烟草和卷烟烟气的化学组成十分复杂。迄今为止，从烟草和卷烟烟气中鉴定 出来的成分已经超过5 0 0 0 种，其中最重要的、也是烟草特有的物质就是烟草生 物碱。关于烟草生物碱的起源、种类及生物功能在前一章已经有所论述，不再赘 述。生物碱在烟草及其制品中的特殊作用，使得其一直是国内外烟草科学工作者 研究的热点和难点课题之一( 见前章) 。 现代检测仪器的出现和发展，为烟草生物碱的定性、定量检测提供了强有力 的技术支持。其中，配以不同检测器的气相色谱应用最为广泛。早在1 9 7 6 年， 瑞士烟草公司的a k ep i l o t t i 和c u r tr e n z e l l 1 1 就使用g c m s 检测了烟碱及其系 列代谢产物，这也是g c m s 首次用于烟草化学分析。之后，g c f i d 睇。j 、 g c n p d 3 , 5 , 8 - 1 1 1 、g c m s 5 , 7 1 1 - 1 2 】相继应用于烟草生物碱的检测。n p d 检测器拥有 f i d 检测器所不具备的高选择性，而m s 检测器能够给出待分析物质的化学结构 信息，克服了一般检测器仅通过保留时间定性所出现的假阳性现象。但是，g c m s 的检测灵敏度般比g c 低，限制了它的应用。另外，一些提取方法所得到的提 取液干扰成分多，同样影响g c m s 鉴定结果的准确性。而选择离子扫描技术( s i m ) 解决了干扰成分的影响问题，可提高g c m s 检测烟草生物碱的灵敏度和准确性 。 串联质谱( m s m s ) 是2 0 世纪7 0 年代初出现的质谱技术，它从复杂的一级质 谱中选择一个或几个特定的母离子进行二次分裂，再对产生的子离子碎片进行检 测得到二级质谱图。二级质谱图比一级质谱图要简单的多，最大程度的排除了基 体干扰，提高了选择性和灵敏度。g c 与m s m s 联用( g c m s m s ) ，相当于在 g c m s 的基础上增加子离子的光谱信息，增强结构解析和定性能力。早期的空 间串联质谱由于价格昂贵，体积较大，操作和维护困难，常规的分析实验室很少 使用。2 0 世纪9 0 年代出现了使用离子阱质量分析器的时间串联质谱，它是一种 新发展的台式串联质谱技术，可在同一个质量分析器完成在空间串联质谱需要几 个分析器才能完成的母离子选择、存储、分裂和检测工作，通过优化m s m s 的 中国科学技术大学博士学位论文 参数，可以得到最优的性能。同时由于其相对便宜的价格，将会成为分析实验室 的常规仪器而发挥巨大作用。目前，其对复杂环境样品的分析显示了巨大的优势， 已经应用于环境中二恶英陋1 酣、农残 1 7 - 1 8 】、p c b s t ”1 、p a h s 【2 0 出1 、环境激素 2 2 】 等污染物的控制分析。 然而，对于复杂体系的分离分析，g c m s m s 应用较少。本章以烟草为分析 对象，检测分析了其中的六种生物碱，并与g c m s 和g c m s