一種固相微萃取裝置及測定菸葉中揮發性有機酸的方法

2023-10-06 15:15:34 2

專利名稱：一種固相微萃取裝置及測定菸葉中揮發性有機酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種固相微萃取裝置及測定菸葉中揮發性有機酸的方法。
背景技術：
菸葉中的有機酸主要指胺基酸以外的有機酸。通常按揮發性能的強弱把有機酸分為揮發性、半揮發性和非揮發性有機酸，而通常情況下，ClO以下的低級脂肪酸和部分芳香酸是液體，也就是平常所說的揮發酸。烤菸中的揮發性有機酸含量較低，一般含量僅為0. 5 yg/g -loo μ g/g，含量較低甚至低於0.01 μ g/g，但其對菸草的感官質量卻有較大的影響，如乙酸，丙酸，異丁酸，異戊酸等。菸葉中的揮發性有機酸可調節煙氣PH值，減少刺激性，使吃味醇和。因此對菸草及捲菸中的揮發性酸進行分析對了解菸草內在質量有重要意義，同時對捲菸配方也有一定的指導意義。目前在國內外有關菸葉揮發性有機酸分析的前處理及檢測方法較多，較為常見的前處理有水蒸氣蒸餾法、同時蒸餾萃取法、超聲提取法、微波提取法、加速溶劑萃取法、頂空固相(液相)微萃取法等，其中蒸餾萃取法花費時間較長，效率較差，且使用較多的有機溶劑。超聲提取或微波提取出揮發酸後，只適合與帶有專門分析酸色譜柱(如HP-FAAP)的 GC-FID聯用，但GC-FID選擇性差，較容易受到雜質的幹擾。加速溶劑萃取儘管能較好的分析揮發酸，但需要額外的衍生化步驟，增加了處理方法的複雜性，而頂空固相(液相)微萃取方法的萃取與衍生化步驟分離，增加了分析時間，且頂空操作一般通過手動來實現，重複性也較差。因此，有必要開發一種萃取與衍生化同時進行，分析速度快，操作便捷，綠色環保，選擇性及重複性較好，適合同時分析菸葉中17種揮發酸有機酸的方法。

發明內容
本發明要解決的技術問題是解決現有技術存在萃取與衍生化步驟分步進行，處理方法複雜、重複性差、分析時間長和分析靈敏度不高。本發明設計了一種同時分析測定菸葉中17種揮發性有機酸的裝置，該裝置設計簡單實用，能對菸葉中17種揮發性有機酸同時進行衍生化和頂空固相微萃取，具有操作簡單、分析時間短、重複性較好和分析靈敏度高。本發明的一種固相微萃取裝置，它包括固相微萃取進樣針(1)和頂空樣品瓶(4)， 在頂空樣品瓶(4)中設有玻璃內插管(5)，在頂空樣品瓶(4)的瓶口有頂空瓶蓋(2)，固相微萃取進樣針(1)穿過頂空瓶蓋(2)插在頂空樣品瓶(4)中，固相微萃取進樣針口上裝有固相微萃取纖維頭(3)。本發明所述的一種固相微萃取裝置，其頂空樣品瓶(4)的規格為23X75 mm，玻璃內插管(5)的規格為6X31 mm。本發明所述的一種固相微萃取裝置，玻璃內插管(5)與頂空樣品瓶(4)的瓶底呈 60-80°角，玻璃內插管(5)的頂部距頂空瓶蓋(2)的頂部40-50 mm。本發明所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，稱取菸葉樣品至頂空樣品瓶中，加入內標化合物和無水硫酸鈉混勻，同時吸取衍生化試劑於玻璃內插管中，將玻璃內插管放入頂空樣品瓶內，用頂空瓶蓋將其密封，將裝有固相微萃取纖維頭的固相微萃取進樣針通過頂空瓶蓋插入頂空樣品瓶中，待進行全自動頂空固相微萃取。本發明所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，內標化合物為反-2-己烯酸，衍生化試劑為N，0-雙(三甲矽基)三氟乙醯胺(BSTFA)，衍生化溫度為 60°C，時間為 5min。本發明所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，固相微萃取纖維頭為CAR/PDMS固相微萃取纖維頭，選擇吸附時間為60 s，解析溫度為270°C，解析時間為 4 min0本發明所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，樣品的分析採用氣相色譜-質譜(GC-MS)進行定性定量分析。本發明所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，氣相色譜-質譜分析條件為採用HP-5ms (60 m χ 250 μ m χ 0. 25 μ m)毛細管色譜柱，進樣口溫度270°C ；分流模式不分流；柱流速1. OmL/min ；升溫程序40°C保持5分鐘，然後以 40C /min升到120°C保持10分鐘，最後以20°C/min升到280°C保持2分鐘；質譜條件EI源，電離電壓70 ev ；掃描模式全掃描(Scan)與選擇離子掃描(SIM)。本發明中，所利用的頂空樣品瓶(23X75 mm)與玻璃內插管(6X31 mm)均由 Agilent公司提供，所選擇的固相微萃取進樣裝置為瑞士 CTC三維一體多功能自動進樣裝置。本發明達到的有益效果本方法與其他分析揮發性有機酸的方法相比，具有以下有益效果
(1)操作簡單，分析時間短。主要是利用本發明的一種固相微萃取裝置，可以同時進行衍生化和固相微萃取， 避免了額外的衍生化步驟和處理方法的複雜性，操作步驟減少，縮短了分析的時間，使操作簡單化。(2)重複性好，分析靈敏度高。利用該裝置和本發明的測定方法，對同一樣品進行5次平行測定，同時用標準加入法得到的線性方程測定回收率為80%-100%之間，同時五次測量的平均相對標準偏差為 7. 3%，低於現有技術的平均標準偏差12. 8%，說明本發明的方法的測定結果準確度高，重複性好。菸葉中17種揮發性有機酸定量限範圍為0. 0005、. 2Pg/g，低於現有技術的定量限範圍0. 05飛.OPg/g，具有更高的分析靈敏度。(3)能同時對菸葉中17種揮發性有機酸進行分析檢測，且適合於大批量樣品的分析。本發明只需要將玻璃內插管放置在頂空瓶中，將玻璃內插管中的衍生試劑與樣品完全分開，避免樣品與衍生試劑直接接觸影響衍生化效果，同時內插管還具有攪拌的作用， 使樣品在平衡時充分混勻。選擇固相微萃取裝置吸附衍生化後的揮發性有機酸，利用氣相色譜-質譜(GC-MS)進行分析測定，可以一次性分析菸葉中17種揮發性有機酸。同時，該方法與其他方法相比，不需要任何前處理，且無需使用任何有機溶劑，節約分析費用的同時減少了有機溶劑對環境及人體健康的危害。


附圖為本發明固相微萃取裝置的整體結構示意圖。
具體實施例方式
本發明通過以下具體實例作進一步描述，但並不限制本發明。實施例1
初烤菸葉中揮發性有機酸含量測定
將初烤菸菸葉在40°C條件下乾燥預處理1 h，粉碎並過40目篩，得到煙粉於真空乾燥器中乾燥12 h備用。分別稱取20 mg上述煙粉於頂空樣品瓶(23X75 mm)中，向其加入2 μ L反-2-己烯酸內標，同時稱取0.5 g無水硫酸鈉混勻，向玻璃內插管(6X31 mm)中加入 15 yL衍生化試劑N，0-雙(三甲矽基)三氟乙醯胺，放置在頂空樣品瓶內，放倒時與頂空樣品瓶瓶底呈60-80°角，玻璃內插管頂部距頂空樣品瓶上部瓶蓋40-50 mm，用頂空瓶蓋將其密封。將上述裝置用全自動固相微萃取裝置進行同時衍生-頂空固相微萃取，固相微萃取裝置的條件為平衡溫度60°C ；平衡時間5 min;晃動時間5s，停止晃動時間2 s ；吸附時間60 s ；解析溫度270°C;解析時間4 min,固相微萃取纖維頭為CAR/PDMS固相微萃取纖維頭。樣品的分析採用氣相色譜-質譜(GC-MS)進行定性定量分析，氣相色譜-質譜分析條件為採用HP-5ms (60 m χ 250 μπι χ 0. 25 μ m)毛細管色譜柱，進樣口溫度270°C ； 分流模式不分流；柱流速1.0mL/min;升溫程序40°C保持5分鐘，然後以4°C/min升到120°C保持10分鐘，最後以20°C/min升到280°C保持2分鐘；質譜條件EI源， 電離電壓70 ev ；掃描模式全掃描(Scan)與選擇離子掃描(SIM)。採用本方法測定了貴州不同產地菸葉揮發性有機酸的含量，樣品進行3次測定，結果取其平均值，各揮發性有機酸的測量結果如表1所示。表1貴州不同地區初烤菸葉中揮發性有機酸含量(μ g/g)
權利要求
1.一種固相微萃取裝置，它包括固相微萃取進樣針(1)和頂空樣品瓶(4)，其特徵在於在頂空樣品瓶(4)中設有玻璃內插管(5)，在頂空樣品瓶(4)的瓶口有頂空瓶蓋(2)，固相微萃取進樣針(1)穿過頂空瓶蓋(2 )插在頂空樣品瓶(4)中，固相微萃取進樣針口上裝有固相微萃取纖維頭(3)。
2.根據權利要求1所述的一種固相微萃取裝置，其特徵在於頂空樣品瓶(4)的規格為 23X75 mm，玻璃內插管(5)的規格為6X31 mm。
3.根據權利要求1所述的一種固相微萃取裝置，其特徵在於玻璃內插管(5)與頂空樣品瓶(4)的瓶底呈60-80°角，玻璃內插管(5)的頂部距頂空瓶蓋(2)的頂部40-50 mm。
4.根據權利要求1所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，其特徵在於稱取菸葉樣品至頂空樣品瓶中，加入內標化合物和無水硫酸鈉混勻，同時吸取衍生化試劑於玻璃內插管中，將玻璃內插管放入頂空樣品瓶內，用頂空瓶蓋將其密封，將裝有固相微萃取纖維頭的固相微萃取進樣針通過頂空瓶蓋插入頂空樣品瓶中，待進行全自動頂空固相微萃取。
5.根據權利要求4所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，其特徵在於內標化合物為反-2-己烯酸，衍生化試劑為N，0-雙(三甲矽基)三氟乙醯胺 (BSTFA)，衍生化溫度為60°C，時間為5min。
6.根據權利要求4所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，其特徵在於固相微萃取纖維頭為CAR/PDMS固相微萃取纖維頭，選擇吸附時間為60 s，解析溫度為270°C，解析時間為4 min。
7.根據權利要求4所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，其特徵在於樣品的分析採用氣相色譜-質譜(GC-MS)進行定性定量分析。
8.根據權利要求7所述的一種固相微萃取裝置測定菸葉中揮發性有機酸的方法，其特徵在於氣相色譜-質譜分析條件為採用HP-5ms (60 m χ 250 μ m χ 0. 25 μ m)毛細管色譜柱，進樣口溫度270°C ；分流模式不分流；柱流速1. OmL/min ；升溫程序40°C保持 5分鐘，然後以4°C/min升到120°C保持10分鐘，最後以20°C/min升到280°C保持2分鐘；質譜條件EI源，電離電壓70 ev;掃描模式全掃描(Scan)與選擇離子掃描 (SIM)0
全文摘要
本發明公開了一種固相微萃取裝置及測定菸葉中揮發性有機酸的方法，萃取裝置包括固相微萃取進樣針(1)和頂空樣品瓶(4)，在頂空樣品瓶(4)中設有玻璃內插管(5)，在頂空樣品瓶(4)的瓶口有頂空瓶蓋(2)，固相微萃取進樣針(1)穿過頂空瓶蓋(2)插在頂空樣品瓶(4)中，固相微萃取進樣針口上裝有固相微萃取纖維頭(3)。測定方法包括稱取菸葉樣品至頂空樣品瓶中，加入內標化合物和無水硫酸鈉混勻，同時吸取衍生化試劑於玻璃內插管中，將內插管放入頂空瓶內，用頂空瓶蓋將其密封，待進行全自動頂空固相微萃取。本發明比現有的方法處理簡單，分析速度快，經濟實用，操作便捷，綠色環保。
文檔編號G01N30/08GK102507806SQ20111030795
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月12日 優先權日2011年10月12日
發明者向章敏, 周淑平, 張婕, 耿召良, 蔡凱 申請人:貴州省菸草科學研究所