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氣相色譜一質譜分析法GC-MS定量測定可樂中的咖啡因
發布時間：2017-09-01
一、實驗目的
(1)掌握利用GC-MS進行有機物定性和定量分析的方法。
(2)了解食品類樣品處理的方法。
二、實驗原理
可樂中咖啡因含量較低，直接分析有一定困難，而且可樂中含有大量的水、糖和其他添加劑，直接分析會損壞色譜柱。因此本實驗采取萃取分離、蒸餾濃縮之后，進行GC-MS分析。
三、儀器與試劑
儀器：HP5973GC-MS，萃取裝置，蒸餾裝置。
試劑：市售可樂，無水乙醚，四氫呋喃，無水Na2S04，NaCl。
四、實驗內容與步驟
1)可樂萃取與濃縮
取可樂40mL，用20mL無水乙醚萃取2次，合并后在水浴上濃縮。濃縮至0.5mL左右即可用于定性分析。若進行定量分析，須將乙醚蒸干，準確加入0.5mL四氫呋喃，溶解后待用。
2)定性分析
質譜儀開機，調試(由教師事先完成)。
設置GC條件，設置MS條件。進樣，得到總離子色譜圖，對總離子色譜圖中每個峰進行庫檢索，確定是否存在咖啡因，打印咖啡因的質譜圖和檢索結果。
3)定量分析
確定咖啡因之后，根據其峰面積進行定量分析。定量分析方法很多，最為準確的為加有內標的外標法。如果對測量精度要求不高可用單點外標法。
五、注意事項
(1)萃取時振搖不要過猛，否則分層困難。
(2)由于乙醚極易揮發，蒸餾時注意不要蒸干。
11.5.2.6數據處理
給出定性和定量分析的結果。
六、GC-MS定性分析有機混合物
1、實驗目的
(1)了解GC-MS分析的一般過程和主要操作；
(2)了解GC-MS分析條件的設置；
(3)了解GC-MS數據處理方法。
2、實驗原理
混合物樣品經GC分離成一個個單一組分并進入離子源，在離子源樣品分子被電離成離子，離子經過質量分析器之后即按m／z順序排列成譜。經檢測器檢測后得到質譜，計算機采集并儲存質譜，經過適當處理即可得到樣品的色譜圖、質譜圖等。經計算機檢索后可得到化合物的定性結果。由色譜圖可以進行各組分的定量分析。
3、儀器與樣品
儀器：HP5973 GC-MS。
樣品：混合有機樣品(可自配)。
4、實驗內容與步驟
(1)樣品制備：進行GC-MS分析的樣品應該是在GC工作溫度下(例如300℃)能氣化的樣品。樣品中應避免大量水的存在，濃度應該與儀器靈敏度相匹配。對于不滿足要求的樣品要進行預處理。經常采用的樣品處理方式有萃取、濃縮、衍生化等。
(2)分析條件的設置：根據儀器操作說明和樣品情況，設置GC條件(氣化溫度、升溫程序、載氣流量等)和MS條件(掃描速度、電子能量、燈絲電流、倍增器電壓、掃描范圍等)，然后用微量注射器進樣并開始采集數據。
5、注意事項
(1)對于比較復雜的混合物，設置色譜條件是非常重要的，設置前一定要了解樣品信息，根據樣品信息設置色譜條件。
(2)有好的色譜圖才有好的質譜圖，有好的質譜圖才有好的檢索結果。分離不好或信噪比太小的峰不能檢索。
6、數據處理
(1)采集數據結束之后，色譜降溫，關閉質譜儀燈絲、倍增器等。然后進行數據處理。
(2)顯示并打印總離子色譜圖。
(3)顯示并打印每個組分的質譜圖。
(4)對每個未知譜進行計算機檢索。
七、香料花椒化學成分分析
1、實驗目的
(1)掌握利用GC-MS進行有機物定性和定量分析的方法。
(2)了解天然產物的樣品處理方法。
2、實驗原理
花椒中揮發性成分分子極性較小，易溶于石油醚中，經石油醚浸泡后，揮發性成分即進入石油醚中。花椒中麻辣成分易溶于乙醇中，用乙醇回流，即進入乙醇中。花椒分別經石油醚和乙醇處理后，進行GC-MS分析，即可得易揮發成分和麻辣成分的分析結果。
3、儀器與試劑
儀器：HP5973 GC-MS，萃取裝置。
試劑：市售花椒，石油醚(AR級)。
4、實驗步驟
1)花椒中揮發性成分的提取
稱取花椒l0g，粉碎并置于具塞錐形瓶中，加石油醚浸泡，石油醚用量以能浸沒花椒為宜。攪拌5min，靜置過濾，濾液待用。
2)花椒中麻辣成分的提取
稱取花椒20g，粉碎，提取揮發性成分。然后，用濾紙包裹提取過揮發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，溶液過濾濃縮待用。
3)定性分析
(1)揮發性成分分析：設置GC條件，設置MS條件。取花椒中揮發性成分，進樣0.5μL(可根據樣品濃度調節樣品量)，得到總離子色譜圖，對總離子色譜圖中每個峰進行庫檢索，打印質譜圖和檢索結果。
(2)麻辣成分分析：重新設置GC條件，設置MS條件。取花椒中麻辣成分進行定性分析。
5、注意事項
揮發性成分和麻辣成分分析條件不同，要注意改變條件。
6、數據處理
給出定性分析的結果。
八、直接進樣法分析固體化合物
1、實驗目的
(1)了解固體純化合物直接進樣分析過程。
(2)了解固體進樣桿分析中的注意事項。
2、實驗原理
有些固體樣品或高沸點液體樣品氣化溫度較高。由色譜柱進樣比較困難。如果樣品本身是純化合物，不需要經色譜分離，這時可以采取直接進樣方式。將樣品直接用進樣桿進入離子源，加熱氣化后電離分析。
3、儀器與樣品
儀器：帶有固體進樣裝置的GC-MS。
樣品：固體純有機樣品。
4、實驗內容與步驟
(1)檢查燈絲和倍增器，都應處于關閉狀態。
(2)更換電離室。
(3)將樣品置于玻璃坩堝中(在儀器靈敏度范圍內樣品量越少越好，避免因樣品量大而污染儀器)。也可以將固體樣品溶解后，將溶液加入坩堝中，揮去溶劑。
(4)將裝有樣品的坩堝置于進樣桿頂端的孔內。
(5)設置進樣的升溫程序，設置質譜儀工作條件。
(6)將進樣桿插入進樣口，預抽真空后再推入離子源，注意不要用手觸摸進樣桿。注意不要使離子源暴露在大氣中。
(7)啟動加熱程序使直接進樣桿加熱，同時打開質譜儀的燈絲、倍增器，采集質譜數據。
(8)采集完成后，關閉燈絲和倍增器，拉出進樣桿。
5、注意事項
在推入和拉出進樣桿時，一定要關閉燈絲和倍增器。一定要防止離子源暴露在大氣中，切記!
6、數據處理
按照得到的總離子流圖，打印質譜圖和檢索結果，進行定性分析。
