摘要：气相色谱—质谱联用技术（GC-MS）是一种高效的分析技术，该技术利用气相色谱的分离能力让混合物中的组分分离，并用质谱鉴定分离出来的组分以及其精确的量（定性分析和定量分析）。气相和质谱控制、数据的记录、分析都由电脑完成。基于此，本文分析了气相色谱、质谱及气相色谱—质谱联用技术，概述了气相色谱—质谱联用技术在现代分析特别是烟草生产上的应用。
关键词：GC/MS联用技术；烟草香料方面；应用
1、气质联用技术的基本原理
质谱法（MassSpectrometry，MS）的基本原理是有机物样品在离子源中发生电离，生成不同质荷比（m/z）的带正电荷离子，经加速电场的作用形成离子束，进入质量分析器，在其中再利用电场和磁场使其发生色散、聚焦，获得质谱图。根据质谱图提供的信息可进行有机物、无机物的定性、定量分析，复杂化合物的结构分析，同位素比的测定及固体表面的结构和组成的分析。
气相色谱法（Gaschromatography，GC）是近年来应用日趋广泛的分析技术。由于是以气体作为流动相，所以传质速度快，一般的样品分析可在20～30s完成，具有分离效能高，灵敏度高的特点。总体而言，色谱法对有机化合物是一种有效的分离和分析方法，特别适合进行有机化合物的定量分析，但定性分析则比较困难。气-质联用（GC-MS）法利用了色谱的高分离能力和质谱的高鉴别特性，可对复杂的混合样品进行分离、定性、定量分析的一次完成，是一种完美的现代分析方法，因此两者的有效结合必将为化学家及生物化学家提供一个进行复杂化合物高效的定性定量分析的工具。
2、气质联用技术的分类应用
将两种或多种方法结合起来的技术称为联用技术（HyphenatedMethod）。利用联用技术的有气相色谱—质谱（GC-MS）、液相色谱—质谱（LC-MS）、双向电泳—质谱（CZE-MS）及串联质谱（MS-MS）[13]等。其中GC-MS联用是联用技术中困难较少的一种。在气相色谱和质谱两种技术之间，许多操作特性比较一致，即在气相、灵敏度、扫描时间匹配、连续流动、温度匹配等方面都较适应。
在最终进入气质联用分析之前，必需对所要检测的样品进行一定的处理，即样品前处理。样品的前处理方式多种多样，如静态顶空、吹扫捕集、水蒸汽蒸馏、溶剂萃取、柱层析、同时蒸馏萃取、固相微萃取等。根据前处理方式的不同，可以把GC-MS技术具体分为以下几个方面：
2.1溶剂萃取法
可采用溶剂提取法对检测物质有效成分进行提取，然后利用GC—MS鉴定了检测物质中不同极性成分的化学组成，结合计算机检索技术对分离化合物进行鉴定，应用色谱峰面积归一法测定了各成分的相对含量。有研究者微波辅助法萃取研究槐米中的挥发性化学成分用气相色谱—质谱法进行定性分析，按峰面积归一化法求出挥发性化学成分的相对含量，结果分离出51个峰，鉴定了31个化合物。
2.2水蒸气蒸馏法/同时蒸馏萃取法（SDE法）
是传统的制备供试品溶液的方法，此种方法使用较为普遍，主要用于挥发性油性成分的提取。随着试验的不断深入，传统的方法也出现了一定的改进：相关研究者对山苍子油进行水蒸气重蒸馏1次后，用乙醚萃取2次再进行GC—MS分析，共分离出63个峰，鉴定出46个化学单体组分。同时蒸馏萃取法（SDE）是将水蒸气蒸馏和溶剂提取两个步骤合并，经SDE处理后，直接得到挥发性、半挥发性的有机溶剂浓缩液。
2.3其他
采用超临界流体萃取技术和传统水蒸气蒸馏法制备供试品溶液。
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3、气质联用技术在烟草生产中的应用
GC/MS联用技术在1970年前后逐步应用于烟草的研究，推动了烟草化学的发展。时下GC/MS技术对烟草的研究主要集中在以下几个方面：卷烟烟气物质、烟叶中挥发性成分、烟用香精。
3.1烟气
卷烟烟气中的多环芳烃是最早发现的一系列具有“致癌、致畸、致突变”作用的环境污染物之一，所以对多环芳烃的分析是卷烟烟气评价中的一个重要指标。研究者在优化卷烟烟气试样前处理技术的基础上，采用毛细管气相色谱分离—质谱检测—选择离子监测模式方法（GC/MS-SIM）建立了一种同时测定卷烟烟气中15种多环芳烃的分析方法。
3.2烟用香精
烟用香精香料通常是有几种或几十种香原料调配而成，具有一定的香型，是一种用于烟草制品中增香矫味使用的添加剂，相关研究者证明了偶合柱系统GC/MS是一种分离分析烟用香精的有效方法。GC/MS能够对烟用香精香料中的挥发性成分和致香成分定性定量分析，目前被广泛运用于检测烟用香精香料中有害成分分析。
3.3烟叶香气物质
香味是烟草制品的重要质量指标，因而烟叶香气物质是研究得最多，也是研究最广泛的部分。科研工作者从烟草的不同部位、不同时期、物质的不同性质等各方面对烟草香气吃味进行了探讨。
一直以来，烟草中挥发性、半挥发性酸性成分对烟草的香、味有明显的影响作用。常用的分析方法是先把烟草中的酸性成分提取出来，进行酯化后，再进行气相色谱分析。采用索氏提取技术对烟叶末样品的挥发性成分进行提取，用GC/MS和双柱复检法对烟叶中的核心香气成分进行了定性、半定量分析。质谱共鉴定了65种香气成分，为定量分析奠定了基础。之后，采用动态顶空法这个新的前处理技术，证明其简单、快速，是烟草香味成分分离分析的一种较好的方法（经典的烟草香味物质的分离方法有水蒸气蒸馏和有机溶剂提取，后又出现了顶空分离法和同时蒸馏萃取法）。2004年，有学者对GC/MS技术进行了检验，得出了GC/MS分析的18种烟草挥发性、半挥发性酸性成分的变异系数均小于8%，其中13种成分的变异系数小于5%，具有良好的重复性的结论。
随着技术的进步，GC/MS也有着飞速的发展，相关研究者比较气相色谱质谱（GC/MS）与全二维气相色谱/飞行时间质谱（GC×GC/TOFMS）在定性定量方面的差别，认为GC×GC/TOFMS分离能力更强，定性定量结果更可靠，更适合复杂体系的分离分析。
4、结语
纵观以上气-质联用法在各研究领域中的应用，可以看到，无论是含量测定还是有关物质检查，都是属于含量少、干扰多。这就要求分析方法灵敏度高、选择性好、快速准确。随着应用范围的扩展和研究的深入，气-质联用法已由单纯的提供数据，上升到从数据、图谱中获得有用的信息和因素，以解决研究中的实际问题。随着电子计算机和仪器装置不断升级，气-质联用法形成越来越广泛的应用范畴。21世纪的气-质联用法仍将显示其蓬勃的生命力。气-质联用技术时下已达到成熟阶段，将此技术更多的应用于烟草栽培和生产的研究，必然会成为科研活动中必不可少的工具。
气-质联用技术的前处理有很多，但相对于不同的物质要采用不用的方法，在研究中，选择正确的前处理方法是关键。
参考文献：
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［2］杨卫花．卷烟粘合剂中的挥发性有机化合物的测定及搭口胶热裂解产物研究［D］．昆明：云南大学，2009．
［3］李国政，邱建华，张峻松，等．气质联用法测定烟用搭口胶热裂解产物中的苯系物［J］．郑州轻工业学院学报（自然科学版），2014（5）：44－46．
论文作者:柳宝华1,王华玲2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/3
标签：色谱论文; 技术论文; 挥发性论文; 烟草论文; 质谱论文; 气相论文; 成分论文; 《基层建设》2017年第36期论文;