岛津应用数据集 色谱分析 岛津异味分析系统结合 GCMSMS 筛查水中的异味物质 摘要 : 本文采用岛津公司异味分析系统 (Off-Flavor Analyzer) 结合 GCMS-TQ8040 三重四极杆串级气相色谱质谱仪, 建立了生活饮用水中 150 种异味物质的筛查方法, 分别进行正常水样和异常水样的筛查, 并将分析所得的数据进行比较, 找出导致异味的 8 种成分候选, 采用数据库中生成的标准曲线进行半定量的分析, 将估算出的浓度与臭气阈值进行比较, 最后找到 6 种异味成分 该方法操作简单便捷, 分析速度快, 适合水中异味物质的筛查 关键词 : 三重四极杆串级气质 异味分析 水中异味物质 近年来我国饮用水异味问题发生频繁, 异味已成为影响饮用水水质的重要指标之一 明确异味类型 识别出相应的异味物质, 对于预防和控制异味问题具有重要意义 目前异味物质的检测方法一般有感官检测法 仪器检测法和其他检测方法 其中 GCMS 方法是应用最为广泛的,GCMS 可检查出样品中含有何种成分 ( 定性分析 ), 以及该成分的含量 ( 定量分析 ) 它在分析异味成分时, 将正常品和异常品分析所得的数据进行比较, 找出导致异味的成分候选, 确认样品中的浓度是否高于臭气阈值 但使用 GCMS 分析异味成分时需进行分析条件的研究和数据的解析工作, 人力消耗大, 同时也需要异味成分的感官信息和臭气阈值等信息, 对于在异味方面知识和经验尚浅的分析人员而言, 作业存在困难 Database ) 结合 GCMS 单级质谱仪或 GCMSMS 三重四极杆串级质谱仪构成的系统, 也可以同时连接 Sniffer 嗅辨仪 数据库登录有对导致异味的主要成分 ( 约 150 种化合物 ) 和进行分析时所需的参数和感官信息 ( 气味特征和臭气阈值等 ) 因此, 即使是在异味分析方面知识和经验尚浅的分析人员, 也可马上开始异味成分的分析 本文利用 HS-SPME-GCMSMS 结合岛津异味数据库, 可实现在无标准品的情况下快速建立饮用水中 150 种异味物质的筛查方法, 分别进行正常水样和异常水样的筛查, 并将分析所得的数据进行比较, 找出导致异味的 8 种成分候选 采用数据库中生成的标准曲线进行半定量的分析, 将估算出的浓度与臭气阈值进行比较, 最后找到 6 种异味成分 岛津异味分析系统是由数据库 (Smart
1 实验部分 1.1 仪器 AOC-6000 自动进样器 +GCMS-TQ8040 三重四极杆串级气质联用仪 1.2 分析条件 GCMS 分析条件 : 色谱柱 : InertCapPure-Wax (30 m 0.25 mm 0.25 µm) 进样口温度 :250 柱温程序 :50 (5 min)_10 /min_250 (10 min) 载气控制方式 : 恒压控制,83.5kPa 进样方式 : 分流进样分流比 :5:1 离子源温度 :200 接口温度 :250 采集模式 : MRM(MRM 离子对见 offflavor 数据库 ) 1.3 样品前处理在 20mL 的顶空瓶中分别加入 10 ml 正常水样及异味水样 ( 某用户提供 ), 用带 PTFE 涂层硅胶垫的瓶盖密封, 采用萃取头 Carbon WR(95µm) 在 80 萃取 30min, 在进样口解析 2min 2 结果与讨论异味分析系统 (Off-Flavor Analyzer) 的数据库中登录有对导致异味的主要成分 ( 约 150 种化合物 ) 进行分析时所需的参数和感官信息 ( 气味的种类和臭气阈值等 ), 内含 3 种不同色谱柱的保留指数, 只需分析正构烷烃的混合标准样品并使用保留指数修改功能, 即可简单预测所登录异味成分被检测处的保留时间 此外, 可使用 Smart MRM 功能, 通过数据库自动创建分析方法文件 如提前进行内标校准, 所创建的方法文件中会登录有半定量用的校正曲线, 因此, 可计算被检测成分的半定量值 图 1 使用异味分析数据库的创建 MRM 方法过程 2.1 正常水样与异味水样数据的分析采用生成的 MRM 方法在分析异味成分时, 将正常水样和异常水样分析所得的数据进行比较, 找出导致异味的成分候选, 确认样品中的浓度是否高于臭气阈值 本次实验, 比较正常水样和异常水样分析所得的数据, 在异常水样中检测到 8 种异味物质, 采用数据库中生成的标准曲线进行半定量的分析, 将估算出的浓度与臭气阈值进行比较, 最后找到 6 种
异味成分 异味组分具体列表见后页表 1 图 2 是异常水样中 beta-ionone 化合物的信息 图 2 异常水样中 beta-ionone 化合物的信息 ( 左上图 : 异常品中 beta-ionone 的 MRM 图, 左下图 : 正常水 样中 beta-ionone 的 MRM 图, 右图 :beta-ionone 化合物的估算浓度, 臭气阈值及气味特征信息 2.2 异常水样中检测到的异味物质的 MRM 图 120>90 90>66.00 3.5 120>66.00 126.00>79.00 126.00>60 1.75 79.00>60 0 1.25 150>137.00 137.00>109.00 150>120 0 0.75 8.0 8.5 0 0.25 1 1 1 1 Diethyl disulfide Dimethyl trisulfide 2-Isopropyl-3-methoxypyrazine 3.5 110.00>80 80>50 80>27.00 120>90 0 120>80 120>79.00 1.25 0 0.75 0 0.25 195.00>167.00 210.00>195.00 5.0 210.00>167.00 1 13.5 13.5 1 17.0 17.5 trans,trans-2,4-heptadienal 2-Isobutyl-3-methoxy pyrazine 2,4,6-Trichloroanisole
110>97.00 110>80 110>69.00 5.0 177.00>160 177.00>147.00 190>177.00 Geosmin 17.5 18.0 18.5 19.0 beta-ionone 图 3 异常水样中检测到的异味物质的 MRM 图 3 结论使用岛津异味分析系统结合 GCMS-TQ8040 三重四极杆气质联用仪, 无须标准品即可建立了生活饮用水中 150 种异味物质的筛查方法, 通过比较正常水样和异常水样分析所得的数据, 在异常水样中检测到 8 种异味物质, 采用数据库中生成的标准曲线进行半定量的分析, 将估算出的浓度与臭气阈值进行比较, 最后找到 6 种异味成分 该方法操作简单便捷, 分析速度快, 适合水中异味物质的筛查 即使是在异味分析方面知识和经验尚浅的分析人员, 也可马上开始异味成分的分析
表 1. 异常水样中检测到 8 种异味物质 No. 英文名称 中文名称 CAS 号 估算浓度 气味阈值 ( 注 2) 气味特征 ( 注 2) 信噪比 1 Diethyl disulfide 二乙基二硫醚 ( 注 1) 110-81-6 96 50 Moldy, Sulfur 60.33 2 Dimethyl trisulfide 二甲基三硫 3658-80-8 0.386 0.1 Cabbage, Fish, Sulfur 100 3 2-Isopropyl-3-methoxypyrazine 2- 甲氧基 -3- 异丙基吡嗪 25773-40-4 4.723 0.01 Earth, Pea 82.6 4 trans,trans-2,4-heptadienal 反, 反 -2,4- 庚二烯醛 ( 注 1) 5910-85-0 43.85 2000 Stir-fried oil, Burnt 39 5 2-Isobutyl-3-methoxy pyrazine 2- 甲氧基 -3-(2- 甲基丙基 ) 吡嗪 24683-00-9 7.627 0.01 Earth, Spice, Green pepper 128.85 6 2,4,6-Trichloroanisole 2,4,6- 三氯苯甲醚 1984-65-2 78.032 0.001 Earth, Musty 1685.25 7 Geosmin 土臭素 19700-21-1 24.632 0.1 Earth, Beet 998 8 beta-ionone β- 紫香酮 79-77-6 125.229 0.1 Flower, Violet, Raspberry 1635.5 注 1: 红色标记的化合物估算浓度为小于气味阈值的 1/10, 不会对气味造成影响 注 2: 气味阈值和气味特征为数据库中各个异味组分登记的信息, 可以显示在结果报告中