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前 言 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀是怕水的，不喜歡水，水分最難從系統(tǒng)中抽走。大家都在盡量減少水進(jìn)入儀器，拼命抽水。用干燥劑干燥樣品。也許您要問，那為什么還要用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀來測定樣品里面的水分？還要進(jìn)含一定量水分的樣品？冒天下大不為？逆向行駛？沒搞錯(cuò)吧？ 但實(shí)際上，可能會(huì)遇到一些含水樣品，且含水量不少。例如香精行業(yè)，一些食品香精往往含一定量的水，而需要直接進(jìn)樣以獲得較為真實(shí)的組分信息，避免前處理對某些組分的回收率的影響。并且水的含量也很重要。 食品香精的水分來自幾個(gè)方面，例如直接加入水分，某些溶劑帶來的水分，天然提取物含水分等。香水也含水。一般測定水分會(huì)用到卡爾費(fèi)休水分測定儀，但香精里面可能含醛酮等組分，往往沒有嚴(yán)格按照要求使用相應(yīng)試劑，結(jié)果有時(shí)候也可能不是很準(zhǔn)確。 用GC-TCD測定也不錯(cuò)，但現(xiàn)在配TCD的實(shí)驗(yàn)室不多。能不能考慮用GC-MS來測定水分呢？本文進(jìn)行探索在測定其它成分的同時(shí)測定樣品中水分。 美國安捷倫6890N/5975C氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，帶有德國Gerstel的MPS2多功能自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)。 1.2樣品和標(biāo)樣 樣品，香精樣品和白酒樣品為市場樣。高純水，實(shí)驗(yàn)室Millipore高純水機(jī)制。 無水乙醇1，CNW色譜純，安譜公司；無水乙醇2，Sigma-Aldrich C6-C30正構(gòu)烷混合標(biāo)準(zhǔn)物，安譜公司。 1.3 GC/MS條件 1.3.1 色譜條件:色譜柱：1. 安捷倫HP-Innowax (60m×0. 25 mm( i.d.)×0.25μm)毛細(xì)管柱，2. DB-5(30m×0. 25 mm ( i.d.)×0.25μm)毛細(xì)管柱； 升溫程序： 60℃，以5 ℃/min升至250℃，保持18 min； 載氣（He,純度99.999%以上）流速1.6 mL/min;進(jìn)樣口溫度250℃，分流進(jìn)樣，分流比100:1; 進(jìn)樣量：1μl。 1.3.2質(zhì)譜條件: 電子轟擊（EI）離子源；電子能量70eV；傳輸線溫度280℃；離子源溫度230℃；四級桿溫度150℃。EMV 1200V。SCAN掃描范圍：15-400。1.3 水標(biāo)準(zhǔn)配制 精確稱取一定量的高純水于1ml容量瓶中，用無水乙醇（需事先檢查）稀釋至刻度。系列為0.0140, 0.0471, 0.1028, 0.2096, 0.4088g/1.00ml，即1.40%，4.71%，10.28%，20.96%，40.88%(w/v)。 （一般氣質(zhì)測定的濃度都很低，ppm或以下。是不是感覺濃度很高？這是因?yàn)橐话阆憔珮悠房赡芎俜种畮椎桨俜种畮资乃?，不含和及含微量水除外。?/span> 1.4樣品處理及分析方法 標(biāo)液直接進(jìn)樣。樣品直接或用無水乙醇稀釋進(jìn)樣。進(jìn)樣1微升進(jìn)行GC-MS分析。在分析樣品前，和樣品分析完全相同的條件下，用0.05%的C6-C30的正構(gòu)烷標(biāo)樣注射到GCMS，獲得正構(gòu)烷的保留時(shí)間，用于計(jì)算保留指數(shù)。分析樣品后，用軟件計(jì)算樣品中水的保留指數(shù)。
圖1. CNW和Sigma兩款無水乙醇色譜圖 2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線建立 水的質(zhì)譜圖  圖2. 實(shí)際測定的水質(zhì)譜圖 圖3. NIST網(wǎng)站查到的水質(zhì)譜圖 可以看到最大的離子是分子離子m/z18，失去一個(gè)H的m/z17，失去2H的m/z16，同位素離子m/z19, m/z20 等。 下面是5個(gè)系列濃度的水峰疊加色譜圖（極性WAX柱）： 圖4. 5個(gè)系列濃度的水峰疊加色譜圖 可以看到水峰是前伸峰。隨著濃度增加，保留時(shí)間推后。峰面積是線性增加。濃度這么高，那么實(shí)際線性方程是怎么呢？因?yàn)楸Ａ魰r(shí)間（推移）變化，所以下面采用excel來做標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，而沒有采用工作站建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。  圖5. 三點(diǎn)和四點(diǎn)濃度的標(biāo)線 前三點(diǎn)濃度1.40%，4.71%和10.28%的相關(guān)系數(shù)居然是1，相當(dāng)好。前四點(diǎn)1.40%，4.71%, 10.28%和20.56%的相關(guān)系數(shù)居然是0.9999。這是原來沒有預(yù)料到的這么好的相關(guān)系數(shù)，居然在這么高的濃度下。  圖6. 五點(diǎn)濃度的一次和二次標(biāo)線線性方程 1.40%，4.71%, 10.28%和20.56%濃度的曲線的線性相當(dāng)好，但極高濃度的40.88%加入后，線性稍有下降，相關(guān)系數(shù)下降為0.9964。但仍可以接受。但發(fā)現(xiàn)這五個(gè)濃度（包括40.88%）更符合二次線性方程，相關(guān)系數(shù)為0.9999。 2.3 保留時(shí)間和保留指數(shù)的變化規(guī)律  圖7. 保留時(shí)間和保留指數(shù)的變化線性曲線圖 保留時(shí)間和保留指數(shù)的變化也是更符合二次曲線，而不是按照一次曲線而變化。 2.4. 非極性柱子的水分離在非極性DB-5柱子上面水峰在乙醇前面，空氣峰的后面。水峰是圓頭型。分離要差一些，可能容易和其它化合物重疊，故選用極性柱子測定水含量。見下圖：  圖8. DB-5柱子的總離子色譜圖 2.5. 回收率 在不含水的香精樣品里加標(biāo)。  圖9. 不含水的香精樣品的總離子色譜圖  圖10. 不含水的香精樣品加標(biāo)后的總離子色譜圖 加標(biāo)量為5.66%，測定的峰面積為18349432，根據(jù)線性方程計(jì)算濃度為5.98%。（Y = 3E+06X + 408055, X = （Y- 408055）/ 3E+6 ，Y峰面積，X含量） 回收率為：(5.98-0)/5.66*100=105% （一點(diǎn)不足的是，此樣品的前面成分丁酸乙酯和水不能完全分離，后改用m/z18積分計(jì)算到總面積來計(jì)算回收率。當(dāng)然應(yīng)用m/z18離子提取或SIM模式對于無法分離就無關(guān)系了。） 下圖水m/z18和ethyl butyrate離子的提取離子色譜圖。 圖11. 水m/z18和ethyl butyrate離子的提取離子色譜圖 2.6. 樣品測定 圖12. 95%的食用酒精色譜圖 測定的峰面積為16459968，根據(jù)線性方程計(jì)算濃度為5.35%（w/v）。2.6.2. 某含水香精 圖13. 某香精的總離子色譜圖 放大后總離子色譜圖： 圖14. 某香精的總離子色譜圖局部放大 測定的峰面積為1371778，根據(jù)線性方程計(jì)算濃度為4.44%（w/v）。 2.6.3. 某白酒的水分測定 二鍋頭白酒，標(biāo)稱酒度56%(V/V)，約含44%體積的水。因?yàn)楹扛?，超過標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍，需要稀釋。取1.00ml用無水酒精稀釋到5.00ml。得到下面的色譜圖： 圖15. 某二鍋頭白酒稀釋后的總離子色譜圖 水的峰面積為29997393，計(jì)算含量為9.86%。原酒含水量為9.86%*5=49.3%（w/v）。 2.7.幾點(diǎn)討論 2.7.1. 本次實(shí)驗(yàn)是SCAN全掃和大分流比100:1，如果SIM和不分流進(jìn)樣，檢測限應(yīng)該很低，線性更好?？梢杂煤苌俚臉悠罚褬悠废♂寔碜鏊譁y定。可以減少對GCMS的影響。 2.7.2. 本次進(jìn)樣十幾個(gè)含水樣品（濃度從1.5%-40%左右）前后和期間，本底基線水的m/z18離子的豐度無什么變化，在350-250左右。感覺水馬上被抽走，對本底無影響。這是我沒有想到的。難道現(xiàn)在的分子泵抽氣效率很高？有點(diǎn)水馬上抽走？
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