前言:香水的創(chuàng)造可以追溯至石器時(shí)代,發(fā)展至今其市場(chǎng)每年可達(dá)數(shù)十億美元。人類利用香味物質(zhì)作為醫(yī)藥和體味遮掩劑有著悠久的歷史。在現(xiàn)代社會(huì),香水扮演了更為復(fù)雜的角色,且香水始終非常流行,不論對(duì)于男人還是女人。一款香水的質(zhì)量現(xiàn)在主要取決于它香味的復(fù)雜性,而非強(qiáng)度,所以,對(duì)于香水組成的相關(guān)知識(shí)日漸引起人們的興趣。現(xiàn)代香水由天然與合成精油混合而成,香氣成分基于適當(dāng)的溶劑介質(zhì),例如乙醇或乙醇與水混合物。稀釋后的款式被稱為古龍香水和花露水。這些香味物質(zhì)有著有機(jī)物的特性,必須在體溫下揮發(fā)以產(chǎn)生作用。通過氣相色譜(GC)來分離、鑒定、定量這些香水的主要成分是一種理想的方法。質(zhì)譜(MS)的運(yùn)用進(jìn)一步增加了氣相色譜的定性能力。
這套系統(tǒng)的另一個(gè)關(guān)鍵部件是樣品處理系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)使用頂空進(jìn)樣法(HS),可以有效地將揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)輸送進(jìn)入氣相色譜柱。樣品的前處理只需簡(jiǎn)單地將已知量的樣品放入適當(dāng)的小瓶中,頂空進(jìn)樣器將會(huì)進(jìn)行后續(xù)工作。傳統(tǒng)頂空進(jìn)樣技術(shù)的潛在問題是只有小部分樣品進(jìn)入到GC柱。采用捕集阱頂空系統(tǒng),可以大大提高揮發(fā)性物質(zhì)的收集量和傳輸量,并對(duì)樣品中低濃度的物質(zhì)進(jìn)行更好的檢測(cè)和觀察。
使用捕集阱頂空—氣質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng),可以有效地分析香水的化學(xué)組成,但卻不能深入分析每種化合物對(duì)整體香味的貢獻(xiàn)。把一個(gè)聞香儀加入到這套系統(tǒng)中,則可以在用戶分析樣品的同時(shí),得到每個(gè)化合物的感官特性數(shù)據(jù)。這使得用戶可以獲得更加豐富的數(shù)據(jù),使生產(chǎn)者能夠做出合理的關(guān)鍵決定。
這些信息可以幫助:
• 原料的質(zhì)量控制
• 最終產(chǎn)品的質(zhì)量控制
• 產(chǎn)品研發(fā)
• 解決變味問題
• 競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的逆向解析工程
• 貯藏研究
此應(yīng)用說明(文檔)以古龍香水樣品為例描述了香水的化學(xué)與嗅覺評(píng)價(jià)系統(tǒng),方法和一些典型結(jié)果。
分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)由五部分組成。HS Trap靜態(tài)頂空樣品處理非常適合從香水中提取香味物質(zhì)。相比于直接將古龍香水注射進(jìn)GC系統(tǒng),頂空進(jìn)樣法則更能精確還原實(shí)際使用時(shí)的效果。定量移取少量香水置于玻璃樣品瓶中并密封,如圖1.所示。然后將玻璃樣品瓶加熱至一定溫度并保持一定的時(shí)間。由于樣品量非常少,小瓶中的可揮發(fā)化合物均已氣化。接下來,頂空進(jìn)樣系統(tǒng)將瓶內(nèi)的一部分氣體抽出,轉(zhuǎn)移至氣相色譜系統(tǒng)進(jìn)行下一步的分離和分析。非常方便的是,靜態(tài)頂空進(jìn)樣器只將很少的一部分頂空蒸汽轉(zhuǎn)移進(jìn)GC柱,所以這種方式適合分析高濃度的化合物。在分析復(fù)雜樣品時(shí),發(fā)現(xiàn)低濃度的化合物通常是樣品整體香味的關(guān)鍵組成。為了增加進(jìn)入GC柱的樣品,我們使用了TurboMatrix™的捕集阱頂空進(jìn)樣系統(tǒng)。

使用這種技術(shù),大多數(shù)或者全部的頂空蒸汽都通過一個(gè)吸附捕集器,揮發(fā)性有機(jī)化合物在捕集器中被收集并富集。接著捕集器被迅速加熱,被釋放的化合物轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移進(jìn)GC柱。這樣,進(jìn)入GC柱的樣品量可以增大100倍。
樣品中的水一部分留在小瓶中,大部分的水氣化為水蒸氣,轉(zhuǎn)移進(jìn)捕集器中,隨后會(huì)被吹干。這套捕集阱頂空進(jìn)樣系統(tǒng)可以相當(dāng)有效地完成香水這類揮發(fā)性樣品的進(jìn)樣工作,并且可以防止水分進(jìn)入損壞GC柱和檢測(cè)器。圖2.至圖4.展示了捕集阱頂空系統(tǒng)的工作原理。


圖2-4是HS Trap系統(tǒng)運(yùn)行的簡(jiǎn)化圖(實(shí)際運(yùn)行需要其他的管路來保證樣品氣體能夠輸送到指定位置)。捕集阱頂空進(jìn)樣系統(tǒng)與傳統(tǒng)的靜態(tài)頂空法基本原理非常相似,只是向樣品瓶中輸入載氣加壓,達(dá)到平衡狀態(tài)后,被加壓的蒸汽全部排出至捕集器收集。這個(gè)過程可以被重復(fù)至全部頂空蒸汽都有效地通過捕集器收集。捕集器裝載樣品完成之后便被迅速加熱,揮發(fā)性有機(jī)物解吸附,轉(zhuǎn)移至GC柱中。
The Clarus 680 GC可靠耐用的Clarus® 680 GC氣相系統(tǒng)勝任接下來的工作。色譜的柱容量和分辨率高,所以可以使用簡(jiǎn)單的方法。對(duì)于嗅覺識(shí)別來說,兩個(gè)相鄰的峰之間有足夠的時(shí)間間隔非常重要,因為使用者需要充足的時(shí)間來區(qū)分兩個(gè)峰。在不過載的情況下,進(jìn)入GC柱的樣品量越大,使用者的鼻子檢測(cè)到化合物的機(jī)會(huì)就越大。由于這些原因,需要使用長(zhǎng)的氣相色譜柱,并有厚的固定相。因為香水中許多化合物都是高極性的,所以本實(shí)驗(yàn)使用一種高極性Carbowax®型號(hào)固定相的色譜柱。

The S-Swafer System色譜柱的流出物需要同時(shí)進(jìn)入質(zhì)譜檢測(cè)器與聞香儀,在這種情況下需要一種分流裝置。這種裝置不能影響氣相色譜的功能,而且是化學(xué)惰性的,且死體積要小。在分流器中使用尾吹氣可以提供額外的控制能力,并且能使分流率更加穩(wěn)定。S-Swafer™是一款有著出色性能的分流裝置,并且非常適用于本研究。圖6.顯示了S-Swafer在MS檢測(cè)器和GC SNFR™聞香儀之間分流工作的配置圖。MS檢測(cè)器與聞香儀之間的分流比由安裝在Swafer出口與MS和SNFR三者之間的限流管路決定。

……
結(jié)論:在添加了聞香儀之后,GC/MS系統(tǒng)在香味物質(zhì)(諸如香水等樣品)檢測(cè)上應(yīng)用空間被延伸了。依靠相關(guān)的直接感官知覺,再加上硬性的分析數(shù)據(jù)。
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