全二維氣相色譜發展史及全二維氣相色譜在煙草化學分析中的應用

梁海玲

摘 要：本文簡要介紹了全二維氣相色譜的研究歷史，并綜述了全二維氣相色譜在煙草化學分析方面的應用，包括在定性分析中的應用和在定量分析中的應用，最后總結了其在煙草化學分析中的應用及發展。

1、全二維氣相色譜發展史

全二維氣相色譜技術大致經歷了三個發展階段：第一階段1991年Philips等[1]提出了熱調制技術。第二階段是本世紀初全二維系統逐步被各行各業應用到分析領域中。第三階段是2010年之后，科學家們一是由直在探索更加簡便經濟的熱調制技術，2015年固態熱調制器商業化并投入市場，這為GC×GC的普及創造了條件，再到與業界不斷推出的快速掃描單四極桿和飛行時間質譜結合，從而進一步打開了全二維氣質領域。

2、全二維氣相色譜法在煙草化學分析中的廣泛應用

2.1 全二維氣相色譜技術應用在煙草化學定性分析方面

如前所述，全二維氣相色譜優越的分離能力使樣品中大多數組分實現基線分離，有效減少了干擾。Lu[2]等于2004年用TOFMS譜圖庫檢索輔以結合二維“結構譜圖”的定性手段分析了一種市售型卷煙樣品，初步確定了其主流煙氣粒相物中的250個酚類化合物。李海鋒等[3]在2006年通過運用全二維氣相色譜/飛行時間質譜方法，成功分離和分析了煙葉這類復雜體系中的酸性成分。Lu等[4]于2007年在分析煙草半揮發性中性成分時，將GC/MS方法與GC×GC/TOFMS兩種方法進行比較，證明了GC×GC/TOFMS分離能更強;定性結果更為準確;更適合分離、分析復雜體系。2012年楊菁等[5]通過運用GC×GC/TOFMS方法，專門對卷煙主流煙氣中性化學成分中的中性香味羰基化合物全二維點陣的譜圖特征進行了重點討論與分析，這奠定了進一步研究煙氣和復雜體系等的方法學基礎。2014年，張權等[6]通過采用全二維氣相色譜/飛行時間質譜法測定了卷煙主流煙氣中的有機酸類成分。尤其是在香精香料的成分分析中，全二維氣相色譜技術以其獨特的優勢具有廣闊的應用。Zheng等[7]通過運用全二維氣相色譜/飛行時間質譜法在2010年對薄荷型ESSE卷煙中的核心香味成分進行定性分析，確定共計187種揮發性成分，其中有118種成分對香氣有貢獻。2013年，Lin等[8]將番木瓜葉揮發油應用在煙草薄片加香中，并運用全二維氣相色譜/飛行時間質譜法分離鑒定出匹配度較高的化學成分共計383種。同年他[9]分離鑒定野茄子揮發油中的化學成分時再次應用全二維氣相色譜-飛行時間質譜法，鑒定出匹配度較高的化學成分共計322種，在此基礎上通過結合感官評吸法分析了該揮發油應用在煙草薄片加香中的效果。Wu等[10]2014年在運用全二維氣相色譜/飛行時間質譜聯用儀分析廣西八角茴香油的揮發性成分的基礎上，研究了其揮發油應用在煙草加香中的效果。綜上可見在定性分析中，全二維氣相色譜的正交分離為復雜樣品的分離提供了一種可能及強有力的技術支持。

2.2全二維氣相色譜技術應用在煙草化學定量分析方面

2006年，Zhu等[11]成功運用GC×GC-FID法分析了某種國產香煙中的煙用香精，并定量測定了其煙草精油中存在的化合物。2007年，Lu[12]建立了GC×GC-TOFMS分析煙草中性化學成分的方法，并用建立的方法測定和對比對了不同部位的煙葉以及不同煙草中的25種中性香味成分含量。2014年，牛勇等[13]富集了共計34種不同產區、不同等次的單等級煙葉，然后針對二氧化碳膨脹前后的煙絲，用全二維氣相色譜/飛行時間質譜法對香味成分進行了定量，具體分析得出煙絲香味成分含量受膨脹處理的影響。同年，Xiang等[14]以頂空固相微萃取/全二維氣相飛行時間質譜法為基礎，實現了煙草揮發性生物堿以及半揮發性生物堿的快速分析，成功定性及定量分析了煙草中煙堿、麥斯明和二烯煙堿這三種生物堿的揮發性成分，研究結果表明不同生物堿的揮發性與總量存在著顯著的相關性。

3、結論

研究表明，由于煙葉、煙草制品及煙氣中的化學成分極其復雜，而全二維氣相色譜技術擁有高分離能力、高靈敏度，正好解決了傳統一維氣相色譜分離復雜樣品峰容量不足的難題;同時通過研究的進展表明全二維氣相色譜不單只是色譜領域本身的創新，還全面推動了調制器及檢測器等硬件領域，并擴展到數據可視化和化學信息學等多領域的綜合發展。隨著全二維氣相色譜技術的不斷發展與完善，其已經逐漸成為卷煙煙氣、煙葉、煙草精油、農殘、煙用香精等方面新興且強有力的分析方法。

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