吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定大熊猫粪便中挥发性成分

2018-12-14*

分析仪器 2018年6期

(1.北京市理化分析测试中心，北京 100089；北京市科学技术研究院分析测试技术重点实验室，北京 100089；2.北京动物园，北京 100044；圈养野生动物技术北京市重点实验室，北京 100044)

大熊猫(Ailuropodam elanoleuca)是我国国宝，以竹类植物为主要食物[1, 2]。通过测定大熊猫粪便中的挥发性成分，可为大熊猫觅食行为和消化代谢提供科学的依据和基础。

吹扫捕集进样技术是针对挥发性物质的一种动态顶空样品富集技术，具有前处理简单、富集倍数高等特点，其与气相色谱/质谱法联用在挥发性物质的分析中应用广泛[3-5]。本实验利用吹扫捕集-气相色谱/质谱法定性分析大熊猫粪便中的挥发性成分，并进行了定性分析。

1 实验部分

1.1 主要仪器及试剂

CDS 7000E/7400吹扫捕集自动进样器，配5 mL砂芯式吹扫管，Vocarb3000捕集阱； 40 mL VOC棕色样品瓶，内衬有聚四氟乙烯膜螺旋盖；QP2010 Ultra GC/MS 气相色谱/质谱仪(日本岛津公司)。

实验用水为超纯水(电阻率≥18.3MΩ·cm)。

大熊猫粪便采集自北京动物园圈养大熊猫。

1.2 仪器条件

吹扫捕集条件：吹脱气(高纯氮气)，流速40 mL/min，吹扫时间11 min；10#捕集阱，解析预热温度180 ℃，解析温度190 ℃，烘焙温度220 ℃。解析时间0.5 min，烘焙时间10 min，样品加热温度40 ℃。阀温110 ℃，传输线温度110 ℃。

气相色谱条件：HP-VOC 毛细管色谱柱(60 m×0.32 mm×1.80 μm)。汽化室温度220 ℃，分流进样，分流比5∶1。柱箱温度：初温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。柱前压70.9 kPa。

质谱条件：电子轰击(EI)离子源温度200 ℃，接口温度220 ℃。电子倍增器电压1.2 kV，扫描速度666 amu/s，扫描范围45～350 amu/s，扫描时间1～27 min。

1.3 实验方法

将大熊猫粪便样品自然风干后，取2 g于40 mL VOC棕色样品瓶中，加入8 mL超纯水，加盖拧紧。在80 ℃水浴温度下加热30 min，然后在上述仪器条件下进行分析。

2 结果与讨论

2.1 分析结果

按上述实验条件和仪器条件分析得出气相色谱/质谱总离子流图(TIC图)如图1 所示，利用NIST数据库对所确认的大熊猫粪便中挥发性成分的化合物名称TIC图的面积归一法相对含量见表1。

图1 大熊猫粪便样品的吹扫捕集-气相色谱/质谱法分析总离子流图

序号组分名称TIC图相对百分含量(%)样品1样品2样品3样品4样品5样品6样品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

续表1

注 ①：利用NIST数据库未能匹配度合适的化合物；

②：利用NIST数据库不能确定具体的化合物类别。

2.2 结果分析

本研究利用吹扫捕集-气相色谱/质谱技术对大熊猫粪便样品中的挥发性成分进行了定性分析，获得并鉴定出多种挥发性成分，其中主要以烯醇类、醛类、酯类和酮类化合物为主，且这些化合物中烷烃结构一般含不饱和键结构；针对7只不同大熊猫粪便样品的挥发性成分分析，不同大熊猫的结果有所不同，样品中挥发性成分最多的为83种，最少的为38种；至少在5种大熊猫粪便样品中总离子流图(TIC图)峰面积百分含量均大于1%的挥发性成分，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。