吹掃捕集-氣相色譜/質譜法測定大熊貓糞便中揮發性成分

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(1.北京市理化分析測試中心，北京 100089；北京市科學技術研究院分析測試技術重點實驗室，北京 100089；2.北京動物園，北京 100044；圈養野生動物技術北京市重點實驗室，北京 100044)

大熊貓(Ailuropodam elanoleuca)是我國國寶，以竹類植物為主要食物[1, 2]。通過測定大熊貓糞便中的揮發性成分，可為大熊貓覓食行為和消化代謝提供科學的依據和基礎。

吹掃捕集進樣技術是針對揮發性物質的一種動態頂空樣品富集技術，具有前處理簡單、富集倍數高等特點，其與氣相色譜/質譜法聯用在揮發性物質的分析中應用廣泛[3-5]。本實驗利用吹掃捕集-氣相色譜/質譜法定性分析大熊貓糞便中的揮發性成分，并進行了定性分析。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及試劑

CDS 7000E/7400吹掃捕集自動進樣器，配5 mL砂芯式吹掃管，Vocarb3000捕集阱； 40 mL VOC棕色樣品瓶，內襯有聚四氟乙烯膜螺旋蓋；QP2010 Ultra GC/MS 氣相色譜/質譜儀(日本島津公司)。

實驗用水為超純水(電阻率≥18.3MΩ·cm)。

大熊貓糞便采集自北京動物園圈養大熊貓。

1.2 儀器條件

吹掃捕集條件：吹脫氣(高純氮氣)，流速40 mL/min，吹掃時間11 min；10#捕集阱，解析預熱溫度180 ℃，解析溫度190 ℃，烘焙溫度220 ℃。解析時間0.5 min，烘焙時間10 min，樣品加熱溫度40 ℃。閥溫110 ℃，傳輸線溫度110 ℃。

氣相色譜條件：HP-VOC 毛細管色譜柱(60 m×0.32 mm×1.80 μm)。汽化室溫度220 ℃，分流進樣，分流比5∶1。柱箱溫度：初溫30 ℃，保持5 min，以10 ℃/min升至190 ℃，不保持，再以20 ℃/min升至250 ℃，保持3 min。柱前壓70.9 kPa。

質譜條件：電子轟擊(EI)離子源溫度200 ℃，接口溫度220 ℃。電子倍增器電壓1.2 kV，掃描速度666 amu/s，掃描范圍45～350 amu/s，掃描時間1～27 min。

1.3 實驗方法

將大熊貓糞便樣品自然風干后，取2 g于40 mL VOC棕色樣品瓶中，加入8 mL超純水，加蓋擰緊。在80 ℃水浴溫度下加熱30 min，然后在上述儀器條件下進行分析。

2 結果與討論

2.1 分析結果

按上述實驗條件和儀器條件分析得出氣相色譜/質譜總離子流圖(TIC圖)如圖1 所示，利用NIST數據庫對所確認的大熊貓糞便中揮發性成分的化合物名稱TIC圖的面積歸一法相對含量見表1。

圖1 大熊貓糞便樣品的吹掃捕集-氣相色譜/質譜法分析總離子流圖

序號組分名稱TIC圖相對百分含量(%)樣品1樣品2樣品3樣品4樣品5樣品6樣品71二甲胺0.18 0.30 0.18 0.18 2三甲胺 0.43 0.22 3乙醇36.42 8.21 13.45 12.32 41.35 6.55 11.23 41-戊烯0.02 0.02 0.09 0.02 52-丙烯醛0.71 0.59 0.77 0.55 0.43 0.16 0.28 6丙酮2.33 1.63 1.27 1.66 2.16 0.46 1.40 7丙烯醛0.84 2.64 1.11 1.67 0.66 4.16 1.32 8乙醚0.52 0.12 9反-2-戊烯 0.08 0.01 10二甲氧基甲烷0.09 0.04

續表1

續表1

續表1

注 ①：利用NIST數據庫未能匹配度合適的化合物；

②：利用NIST數據庫不能確定具體的化合物類別。

2.2 結果分析

本研究利用吹掃捕集-氣相色譜/質譜技術對大熊貓糞便樣品中的揮發性成分進行了定性分析，獲得并鑒定出多種揮發性成分，其中主要以烯醇類、醛類、酯類和酮類化合物為主，且這些化合物中烷烴結構一般含不飽和鍵結構；針對7只不同大熊貓糞便樣品的揮發性成分分析，不同大熊貓的結果有所不同，樣品中揮發性成分最多的為83種，最少的為38種；至少在5種大熊貓糞便樣品中總離子流圖(TIC圖)峰面積百分含量均大于1%的揮發性成分，主要有乙醇、丙酮、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、3-戊酮、己醛、庚醛等。

3 結論

本研究采用吹掃捕集-氣相色譜/質譜法對不同大熊貓糞便樣品中的揮發性成分進行了定性分析，并利用總離子流圖峰面積歸一化法計算了各化合物的含量。

實驗表明，吹掃捕集-氣相色譜/質譜法可有效獲得揮發性組分的組成信息，本研究所鑒定出大熊貓糞便中的揮發性物質對大熊貓取食竹葉及大熊貓消化代謝研究提供了一定的基礎和依據。