全二维气相色谱发展史及全二维气相色谱在烟草化学分析中的应用

梁海玲

摘 要：本文简要介绍了全二维气相色谱的研究历史，并综述了全二维气相色谱在烟草化学分析方面的应用，包括在定性分析中的应用和在定量分析中的应用，最后总结了其在烟草化学分析中的应用及发展。

1、全二维气相色譜发展史

全二维气相色谱技术大致经历了三个发展阶段：第一阶段1991年Philips等[1]提出了热调制技术。第二阶段是本世纪初全二维系统逐步被各行各业应用到分析领域中。第三阶段是2010年之后，科学家们一是由直在探索更加简便经济的热调制技术，2015年固态热调制器商业化并投入市场，这为GC×GC的普及创造了条件，再到与业界不断推出的快速扫描单四极杆和飞行时间质谱结合，从而进一步打开了全二维气质领域。

2、全二维气相色谱法在烟草化学分析中的广泛应用

2.1 全二维气相色谱技术应用在烟草化学定性分析方面

如前所述，全二维气相色谱优越的分离能力使样品中大多数组分实现基线分离，有效减少了干扰。Lu[2]等于2004年用TOFMS谱图库检索辅以结合二维“结构谱图”的定性手段分析了一种市售型卷烟样品，初步确定了其主流烟气粒相物中的250个酚类化合物。李海锋等[3]在2006年通过运用全二维气相色谱/飞行时间质谱方法，成功分离和分析了烟叶这类复杂体系中的酸性成分。Lu等[4]于2007年在分析烟草半挥发性中性成分时，将GC/MS方法与GC×GC/TOFMS两种方法进行比较，证明了GC×GC/TOFMS分离能更强;定性结果更为准确;更适合分离、分析复杂体系。2012年杨菁等[5]通过运用GC×GC/TOFMS方法，专门对卷烟主流烟气中性化学成分中的中性香味羰基化合物全二维点阵的谱图特征进行了重点讨论与分析，这奠定了进一步研究烟气和复杂体系等的方法学基础。2014年，张权等[6]通过采用全二维气相色谱/飞行时间质谱法测定了卷烟主流烟气中的有机酸类成分。尤其是在香精香料的成分分析中，全二维气相色谱技术以其独特的优势具有广阔的应用。Zheng等[7]通过运用全二维气相色谱/飞行时间质谱法在2010年对薄荷型ESSE卷烟中的核心香味成分进行定性分析，确定共计187种挥发性成分，其中有118种成分对香气有贡献。2013年，Lin等[8]将番木瓜叶挥发油应用在烟草薄片加香中，并运用全二维气相色谱/飞行时间质谱法分离鉴定出匹配度较高的化学成分共计383种。同年他[9]分离鉴定野茄子挥发油中的化学成分时再次应用全二维气相色谱-飞行时间质谱法，鉴定出匹配度较高的化学成分共计322种，在此基础上通过结合感官评吸法分析了该挥发油应用在烟草薄片加香中的效果。Wu等[10]2014年在运用全二维气相色谱/飞行时间质谱联用仪分析广西八角茴香油的挥发性成分的基础上，研究了其挥发油应用在烟草加香中的效果。综上可见在定性分析中，全二维气相色谱的正交分离为复杂样品的分离提供了一种可能及强有力的技术支持。

2.2全二维气相色谱技术应用在烟草化学定量分析方面

2006年，Zhu等[11]成功运用GC×GC-FID法分析了某种国产香烟中的烟用香精，并定量测定了其烟草精油中存在的化合物。2007年，Lu[12]建立了GC×GC-TOFMS分析烟草中性化学成分的方法，并用建立的方法测定和对比对了不同部位的烟叶以及不同烟草中的25种中性香味成分含量。2014年，牛勇等[13]富集了共计34种不同产区、不同等次的单等级烟叶，然后针对二氧化碳膨胀前后的烟丝，用全二维气相色谱/飞行时间质谱法对香味成分进行了定量，具体分析得出烟丝香味成分含量受膨胀处理的影响。同年，Xiang等[14]以顶空固相微萃取/全二维气相飞行时间质谱法为基础，实现了烟草挥发性生物碱以及半挥发性生物碱的快速分析，成功定性及定量分析了烟草中烟碱、麦斯明和二烯烟碱这三种生物碱的挥发性成分，研究结果表明不同生物碱的挥发性与总量存在着显著的相关性。

3、结论

研究表明，由于烟叶、烟草制品及烟气中的化学成分极其复杂，而全二维气相色谱技术拥有高分离能力、高灵敏度，正好解决了传统一维气相色谱分离复杂样品峰容量不足的难题;同时通过研究的进展表明全二维气相色谱不单只是色谱领域本身的创新，还全面推动了调制器及检测器等硬件领域，并扩展到数据可视化和化学信息学等多领域的综合发展。随着全二维气相色谱技术的不断发展与完善，其已经逐渐成为卷烟烟气、烟叶、烟草精油、农残、烟用香精等方面新兴且强有力的分析方法。

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