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气相色谱一质谱分析法GC-MS定量测定可乐中的咖啡因
【来源/作者】周世华 【更新日期】2017-03-23

一、实验目的

(1)掌握利用GC-MS进行有机物定性和定量分析的方法。

(2)了解食品类样品处理的方法。

二、实验原理

可乐中咖啡因含量较低,直接分析有一定困难,而且可乐中含有大量的水、糖和其他添加剂,直接分析会损坏色谱柱。因此本实验采取萃取分离、蒸馏浓缩之后,进行GC-MS分析。

三、仪器与试剂

仪器:HP5973GC-MS,萃取装置,蒸馏装置。

试剂:市售可乐,无水乙醚,四氢呋喃,无水Na2S04,NaCl。

四、实验内容与步骤

1)可乐萃取与浓缩

取可乐40mL,用20mL无水乙醚萃取2次,合并后在水浴上浓缩。浓缩至0.5mL左右即可用于定性分析。若进行定量分析,须将乙醚蒸干,准确加入0.5mL四氢呋喃,溶解后待用。

2)定性分析

质谱仪开机,调试(由教师事先完成)。

设置GC条件,设置MS条件。进样,得到总离子色谱图,对总离子色谱图中每个峰进行库检索,确定是否存在咖啡因,打印咖啡因的质谱图和检索结果。

3)定量分析

确定咖啡因之后,根据其峰面积进行定量分析。定量分析方法很多,最为准确的为加有内标的外标法。如果对测量精度要求不高可用单点外标法。

五、注意事项

(1)萃取时振摇不要过猛,否则分层困难。

(2)由于乙醚极易挥发,蒸馏时注意不要蒸干。

11.5.2.6数据处理

给出定性和定量分析的结果。

六、GC-MS定性分析有机混合物

1、实验目的

(1)了解GC-MS分析的一般过程和主要操作;

(2)了解GC-MS分析条件的设置;

(3)了解GC-MS数据处理方法。

2、实验原理

混合物样品经GC分离成一个个单一组分并进入离子源,在离子源样品分子被电离成离子,离子经过质量分析器之后即按m/z顺序排列成谱。经检测器检测后得到质谱,计算机采集并储存质谱,经过适当处理即可得到样品的色谱图、质谱图等。经计算机检索后可得到化合物的定性结果。由色谱图可以进行各组分的定量分析。

3、仪器与样品

仪器:HP5973 GC-MS。

样品:混合有机样品(可自配)。

4、实验内容与步骤

(1)样品制备:进行GC-MS分析的样品应该是在GC工作温度下(例如300℃)能气化的样品。样品中应避免大量水的存在,浓度应该与仪器灵敏度相匹配。对于不满足要求的样品要进行预处理。经常采用的样品处理方式有萃取、浓缩、衍生化等。

(2)分析条件的设置:根据仪器操作说明和样品情况,设置GC条件(气化温度、升温程序、载气流量等)和MS条件(扫描速度、电子能量、灯丝电流、倍增器电压、扫描范围等),然后用微量注射器进样并开始采集数据。

5、注意事项

(1)对于比较复杂的混合物,设置色谱条件是非常重要的,设置前一定要了解样品信息,根据样品信息设置色谱条件。

(2)有好的色谱图才有好的质谱图,有好的质谱图才有好的检索结果。分离不好或信噪比太小的峰不能检索。

6、数据处理

(1)采集数据结束之后,色谱降温,关闭质谱仪灯丝、倍增器等。然后进行数据处理。

(2)显示并打印总离子色谱图。

(3)显示并打印每个组分的质谱图。

(4)对每个未知谱进行计算机检索。

七、香料花椒化学成分分析

1、实验目的

(1)掌握利用GC-MS进行有机物定性和定量分析的方法。

(2)了解天然产物的样品处理方法。

2、实验原理

花椒中挥发性成分分子极性较小,易溶于石油醚中,经石油醚浸泡后,挥发性成分即进入石油醚中。花椒中麻辣成分易溶于乙醇中,用乙醇回流,即进入乙醇中。花椒分别经石油醚和乙醇处理后,进行GC-MS分析,即可得易挥发成分和麻辣成分的分析结果。

3、仪器与试剂

仪器:HP5973 GC-MS,萃取装置。

试剂:市售花椒,石油醚(AR级)。

4、实验步骤

1)花椒中挥发性成分的提取

称取花椒l0g,粉碎并置于具塞锥形瓶中,加石油醚浸泡,石油醚用量以能浸没花椒为宜。搅拌5min,静置过滤,滤液待用。

2)花椒中麻辣成分的提取

称取花椒20g,粉碎,提取挥发性成分。然后,用滤纸包裹提取过挥发性成分之后的花椒粉,置于索氏提取器中,用95%的乙醇回流提取2h,溶液过滤浓缩待用。

3)定性分析

(1)挥发性成分分析:设置GC条件,设置MS条件。取花椒中挥发性成分,进样0.5μL(可根据样品浓度调节样品量),得到总离子色谱图,对总离子色谱图中每个峰进行库检索,打印质谱图和检索结果。

(2)麻辣成分分析:重新设置GC条件,设置MS条件。取花椒中麻辣成分进行定性分析。

5、注意事项

挥发性成分和麻辣成分分析条件不同,要注意改变条件。

6、数据处理

给出定性分析的结果。

八、直接进样法分析固体化合物

1、实验目的

(1)了解固体纯化合物直接进样分析过程。

(2)了解固体进样杆分析中的注意事项。

2、实验原理

有些固体样品或高沸点液体样品气化温度较高。由色谱柱进样比较困难。如果样品本身是纯化合物,不需要经色谱分离,这时可以采取直接进样方式。将样品直接用进样杆进入离子源,加热气化后电离分析。

3、仪器与样品

仪器:带有固体进样装置的GC-MS。

样品:固体纯有机样品。

4、实验内容与步骤

(1)检查灯丝和倍增器,都应处于关闭状态。

(2)更换电离室。

(3)将样品置于玻璃坩埚中(在仪器灵敏度范围内样品量越少越好,避免因样品量大而污染仪器)。也可以将固体样品溶解后,将溶液加入坩埚中,挥去溶剂。

(4)将装有样品的坩埚置于进样杆顶端的孔内。

(5)设置进样的升温程序,设置质谱仪工作条件。

(6)将进样杆插入进样口,预抽真空后再推入离子源,注意不要用手触摸进样杆。注意不要使离子源暴露在大气中。

(7)启动加热程序使直接进样杆加热,同时打开质谱仪的灯丝、倍增器,采集质谱数据。

(8)采集完成后,关闭灯丝和倍增器,拉出进样杆。

5、注意事项

在推入和拉出进样杆时,一定要关闭灯丝和倍增器。一定要防止离子源暴露在大气中,切记!

6、数据处理

按照得到的总离子流图,打印质谱图和检索结果,进行定性分析。


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