一种化合物的应用、基质效应补偿剂、植物提取物中香味成分的分析方法

技术领域

本发明涉及一种式I所示化合物在抑制气相色谱活性位点吸附中的应用、用于气相色谱分析的基质效应补偿剂、植物提取物中香味成分的分析方法，属于化学测试分析技术领域。

背景技术

气相色谱作为一种复杂基质中化合物的分离技术手段，被广泛用于化学分析检测。然而，由于气相色谱流路(包括进样口、色谱柱以及检测器)表面存在活性位点，敏感化合物在活性位点发生吸附作用或降解，导致化合物损失或色谱峰拖尾，检测限较高并且更容易受到干扰。此外，气相分析过程还存在基质效应，基质在气相色谱流路中通过时，高沸点极性杂质容易残留于进样口、色谱柱或检测器内，形成新的吸附位点，又会造成待测物响应降低、峰形变差。

酸类、醇类、酚类化合物是一类重要的香味成分，赋予产品特殊的口感和香味，对改善产品的品质和风格具有重要的作用。目前酸类、醇类、酚类化合物常用分析方法为硅烷化后采用气相色谱(GC)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)或气相色谱-串联质谱(GC-MS/MS)等进行检测。由于分子中含有活性基团，如羰基、不饱和键、杂原子等，酸类、醇类、酚类硅烷化产物仍具有较强的活性。因此，采用以气相色谱作为分离系统的仪器对酸类、醇类、酚类硅烷化产物进行检测时，仍存在较强的吸附作用。

研究报道，分析农药残留时加入3-乙氧基-1,2-丙二醇、L-古洛糖酸-γ-内酯、聚乙二醇、D-山梨醇等化合物可对基质效应进行一定程度补偿。由于这些化合物分子上的羟基会与硅烷化试剂发生反应，因此无法在硅烷化法测定酸类、醇类、酚类化合物时使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种化合物在抑制气相色谱活性位点吸附中的应用，可在硅烷化法测定酸类、醇类、酚类化合物时，减少气相色谱对酸类、醇类、酚类化合物的吸附。

本发明还提供了一种用于气相色谱分析的基质效应补偿剂以及一种植物提取物中香味成分的分析方法。

为了实现以上目的，本发明的化合物在抑制气相色谱活性位点吸附中的应用所采用的技术方案是：

一种具有式I所示结构的化合物在抑制气相色谱活性位点吸附中的应用：

式I中，m为0或1，n为0或1；R

本发明的具有式I所示结构的化合物在抑制气相色谱活性位点吸附中的应用，将具有式I所示结构的化合物的加入待测溶液混匀后进样，式I化合物的分子一端为极性基团(羰基或酯基)，另一端为非极性烷烃。当式I化合物进入气相色谱系统后，在固体表面进行定向分子自组装，极性基团吸附于固体表面的活性位点，非极性烷基伸展于气相流路内。由于烷基呈惰性，不会形成新的吸附位点，可以对待分析物形成良好的保护作用。特别的，当极性基团为两个相连或间隔相连的羰基时，与固体表面的活性位点之间形成五元或六元环，即与活性位点之间的吸附作用更强，进一步增强对待测物的保护作用。并且由于极性基团受到甲基保护，分子中不存在与硅烷化试剂反应的活泼氢原子，本发明的应用适用于硅烷化法测定酸类、醇类、酚类化合物的基质效应补偿。

式I中，R

优选的，m为1，n为0，式I所示化合物的结构具体为：

式II中，R

式I中，m为0时，式I化合物的结构具体为：

式III中，R

式I中，m为1时，式I化合物的结构具体为：

式IV中，n为1，R

式I中，n为0时，式I化合物的结构具体为：

优选的，式I化合物为乙酰乙酸乙酯、2,3-辛二酮、乙酰乙酸正辛酯、3-氧代十四酸甲酯或2-氧代十八烷酸甲酯。

优选的，所述应用包括以下步骤：将所式I所示化合物加入待测溶液混匀后进行气相色谱分析。式I所示化合物加入待测溶液后所得混合体系中，式I所示化合物的浓度为50-2000ppm。

优选的，所述待测溶液为植物酊剂的待测溶液、浸膏的待测溶液、果汁的待测溶液或成品香精料液的待测溶液。

本发明的用于气相色谱分析的基质效应补偿剂所采用的技术方案为：

一种用于气相色谱分析的基质效应补偿剂，由功能性化合物和有机溶剂组成；所述功能性化合物选自具有式I所示结构的化合物中的一种或两种及以上：

式I中，m为0或1，n为0或1；R

本发明的用于气相色谱分析的基质效应补偿剂，随待测溶液进入色谱系统后，功能性化合物可迅速填充气相色谱进样口、色谱柱、检测器内的活性位点，裸露在气相流路内的为烷基惰性基团，不会形成新的吸附位点，从而减小气相色谱分析过程中活性位点吸附对检测结果的影响。尤其是基质效应补偿剂中的功能性化合物不与酸类、醇类、酚类化合物以及硅烷化试剂发生反应，特别适用于硅烷化法测定酸类、醇类、酚类化合物的基质效应补偿。同时，式I化合物的特定的分子结构，使得其在强极性溶剂和非极性溶剂中都具有良好的溶解性，进而使得本发明的基质效应补偿剂适用于极性和非极性待测物的测定。

本发明的用于气相色谱分析的基质效应补偿剂适用于各种复杂基质(例如烟叶、烟气、香精料液、茶叶、水果、蔬菜、土壤、水样等样品)中带有活性基团的敏感性化合物的分析检测。此处的活性基团是指羟基、羰基、酯基、氨基、酰胺、不饱和键、杂原子中的一种或两种以上的基团。所述的杂原子为氧、硫、氮、磷中的一种或组合。

本发明的用于气相色谱分析的基质效应补偿剂，在对带有上述活性基团的化合物进行分析检测时，特别适用于与基质效应补偿剂中功能性化合物具有相似挥发性的化合物的分析，这样待分析物和功能性化合物气相色谱中有接近的保留时间，可以更好地保护待分析物，减少其在气相色谱活性位点上的吸附。本发明的基质改进剂中的功能性化合物的其挥发性与分子中极性基团种类、数量和烷基长短具有很强的相关性，可选的挥发性范围广，挥发性能可控。

优选的，所述功能性化合物包括式II所示结构的化合物。

优选的，所述有机溶剂选自乙腈、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、苯、甲苯中的一种或任意组合。

优选的，各具有式I所示结构的化合物在所述的基质效应补偿剂中的浓度为1000-20000ppm。

优选的，所述功能性化合物为乙酰乙酸乙酯、2,3-辛二酮、乙酰乙酸正辛酯、3-氧代十四酸甲酯、2-氧代十八烷酸甲酯的组合。

本发明的植物提取物中香味成分的分析方法所采用的技术方案为：

一种植物提取物中香味成分的分析方法，包括以下步骤：称取一定质量的植物提取物样品，加入内标、盐析剂、萃取剂后进行萃取、分离，得到萃取溶液，在萃取溶液中加入衍生化试剂进行衍生化处理，得到衍生液，然后在衍生液中加入上述的基质效应补偿剂混匀，再取样注入气相色谱仪进行分析；所述香味成分包括酸类化合物、醇类化合物、酚类化合物中的一种或任意组合。

本发明的植物提取物中香味成分的分析方法，可以有效抑制气相色谱活性位点对敏感香味成分的吸附，提高待植物提取物中香味成分的定量结果的准确性，由尤其是基质效应补偿剂中功能性化合物的极性基团受到甲基保护，分子中不存在与硅烷化试剂反应的活泼氢原子，可以保证植物提取物酸类、醇类、酚类物质定量结果准确可靠。

所述盐析剂优选为氯化钠。优选的，盐析剂加入时，先将盐析剂加入水中溶解得到食盐水，再将食盐水加入体系中。

所述萃取剂优选为二氯甲烷。所述萃取优选为旋涡萃取。所述盐析剂有助于样品的分散，还能提高香味成分的萃取率。所述分离优选为离心处理。

所述衍生化处理优选为硅烷衍生化处理。优选的，所述衍生化试剂为硅烷化试剂。所述硅烷化试剂优选为双(三甲基硅基)三氟乙酰胺(简写为BSTFA)。

优选的，各式I所示结构的化合物在基质效应补偿剂和衍生液的混合体系中的浓度为浓度为50-2000ppm。

优选的，所述基质效应补偿剂的加入体积为衍生液体积的1-20％。

优选的，所述酸类化合物包括香叶酸、水杨酸、肉桂酸中一种或组合。所述醇类化合物包括叶醇、四氢糠醇、香茅醇中的一种或组合。所述酚类化合物包括对乙烯基愈创木酚和/或对百里香酚。

需要说明的是，本发明中的气相色谱仪是指以气相色谱作为分离系统的分析测试仪器，例如可以为气相色谱-热导池检测器(GC-TCD)、气相色谱-氢火焰离子化检测器(GC-FID)、气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)、气相色谱-火焰光度检测器(GC-FPD)、气相色谱-氮磷检测器(GC-NPD)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MSD)、气相色谱-三重四级杆质谱仪(GC-QQQ)、气相色谱-四级杆离子阱质谱仪(GC-QIT)或气相色谱-四极杆飞行时间质谱仪(GC-QTOF)。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例1

本实施例的用于气相分析的基质效应补偿剂，由功能性化合物和有机溶剂组成，功能性化合物为乙酰乙酸乙酯、2,3-辛二酮、乙酰乙酸正辛酯、3-氧代十四酸甲酯、2-氧代十八烷酸甲酯的组合，乙酰乙酸乙酯、2,3-辛二酮、乙酰乙酸正辛酯、3-氧代十四酸甲酯、2-氧代十八烷酸甲酯在基质效应补偿剂中的浓度依次分别为20000ppm、4000ppm、4000ppm、4000ppm和10000ppm；有机溶剂为二氯甲烷。

实施例2

本实施例的用于气相分析的基质效应补偿剂，由功能性化合物和有机溶剂组成，功能性化合物为2,3-己二酮、2,3-辛二酮、乙酰乙酸正辛酯、乙酰乙酸十二酯，在基质效应补偿剂中的浓度依次分别为10000ppm、10000ppm、10000ppm和10000ppm；有机溶剂为丙酮。

实施例3

本实施例的用于气相分析的基质效应补偿剂，由功能性化合物和有机溶剂组成，功能性化合物为乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸正己酯、乙酰乙酸正癸酯、2-氧代十六烷酸甲酯，在基质效应补偿剂中的浓度依次分别为20000ppm、4000ppm、4000ppm和10000ppm；有机溶剂为乙酸乙酯。

实施例4

本实施例的香味成分的分析方法，是对葫芦巴浸膏中的香叶酸、水杨酸、肉桂酸、叶醇、四氢糠醇、香茅醇、丁香酚、对乙烯基愈创木酚、对百里香酚等9种香味成分的含量进行分析测试，具体包括以下步骤：

1)采用二氯甲烷将各待测香味成分的标准品和内标物配制成一系列不同浓度的各待测香味成分的混合标准溶液，并保证各混合标准溶液中内标物的浓度完全相同，然后分别在各混合标准溶液中加入衍生化试剂BSTFA，水浴衍生化，所得衍生液放至室温后，加入衍生液体积10％的实施例1的基质效应补偿剂，使基质效应补偿剂中乙酰乙酸乙酯、2,3-辛二酮、乙酰乙酸正辛酯、3-氧代十四酸甲酯、2-氧代十八烷酸甲酯在混合体系中的浓度依次分别为2000ppm、400ppm、400ppm、400ppm和1000ppm，摇匀，进GC-QQQ分析，然后根据各待测香味成分的浓度及衍生化物的响应面积，使用内标法建立标准曲线；

2)称取200mg葫芦巴浸膏样品，加入内标物、10mL氯化钠水溶液、10mL二氯甲烷，以2000r/min涡旋萃取10min，以8000r/min离心3min，取上清液得到萃取溶液，然后将萃取溶液进行衍生化处理，衍生化处理的方法与与步骤1)中混合标准溶液进行衍生化处理的方法相同，然后将所得衍生液放至室温后，再在衍生液中加入实施例1的基质效应补偿剂，使基质效应补偿剂中乙酰乙酸乙酯、2,3-辛二酮、乙酰乙酸正辛酯、3-氧代十四酸甲酯、2-氧代十八烷酸甲酯在混合体系中的浓度依次分别为2000ppm、400ppm、400ppm、400ppm和1000ppm，然后取样进GC-QQQ在与步骤1)相同的仪器条件下进行分析，根据各待测香味成分、内标物的响应面积以及标准曲线计算葫芦巴浸膏样品中相应香味成分的含量。

步骤1)和步骤2)中进GC-QQQ进行分析时的仪器条件：

色谱柱：DB-5MS UI弹性石英毛细管色谱柱(60m×0.25mm×0.25μm)；进样口温度：290℃；程序升温：初始温度40℃，保持3min后以3℃/min升至210℃，再以5℃升至290℃，保持10min；不分流进样，不分流时间1min；隔垫吹扫流速3mL/min；载气：氦气(纯度为99.999％)，恒流模式，流速为1.5mL/min；进样量：1μL。电子轰击(EI)电离模式，电离能70eV；灯丝电流：35μA；离子源温度：280℃；四级杆温度：150℃；传输线温度：280℃；检测方式：多反应监测(MRM)模式。

本实施例采用内标物为反式-2-己烯酸。

本实施例标准曲线见表1。

表1 9种酸醇酚硅烷化产物标准曲线

该葫芦巴浸膏样品中9种酸醇酚类香味成分的检测结果如下：香叶酸未检出、水杨酸1.3μg/g、肉桂酸1.7μg/g、叶醇未检出、四氢糠醇未检出、香茅醇未检出、丁香酚4.2μg/g、对乙烯基愈创木酚2.9μg/g、对百里香酚0.6μg/g。

实施例5

本实施例采用GC-QQQ对香叶酸、水杨酸、肉桂酸、叶醇、四氢糠醇、香茅醇、丁香酚、对乙烯基愈创木酚、对百里香酚等9种酸类、醇类、酚类香味成分的混合标准溶液进行衍生化处理，衍生化处理以以BSTFA为硅烷化试剂，其衍生化产物采用GC-QQQ进行分析测定，具体步骤如下：

采用二氯甲烷对9种待测香味成分配制混合标准溶液A，混合标准溶液A中各香味成分的浓度为0.4ppm，取500μL混合标准溶液于衍生瓶中，加入50μL BSTFA，60℃水浴1h，衍生液放至室温后，加入55μL实施例1的基质效应补偿剂，摇匀，进GC-QQQ进行分析，记录9种香味成分衍生化物的响应面积。

同时，取500μL混合标准溶液A于衍生瓶中，加入50μL BSTFA，60℃水浴1h，衍生液放至室温后，加入55μL的二氯甲烷后混匀，然后取样进GC-QQQ进行分析，记录9种香味成分衍生化物的响应面积。

两次GC-QQQ分析的分析条件完全同实施例4，所得的9种香味成分衍生化物的响应面积见表2。

表2加入添加剂前后9种酸醇酚硅烷化产物响应变化

由表2中的结果数据可知，加入添加剂后9种香味成分硅烷化产物响应面积增加了3.3-11.3倍。

实施例6

本实施例考察基质效应补偿剂对基质效应的补偿效果，具体做法如下：

采用二氯甲烷配制香叶酸、水杨酸、肉桂酸、叶醇、四氢糠醇、香茅醇、丁香酚、对乙烯基愈创木酚、对百里香酚等9种香味成分的混合标准溶液，混合标准溶液中各香味成分的浓度均1ppm；

移取500μL的混合标准溶液于衍生瓶中，加入50μL BSTFA，在60℃水浴1h，放至室温后加入55μL实施例1的基质效应补偿剂，摇匀得到待分析溶液A，进GC-QQQ分析，得到各香味成分衍生化物的响应面积，见表3。

称取200mg葫芦巴浸膏样品，加入10mL氯化钠水溶液、10mL二氯甲烷，以2000r/min涡旋萃取10min，以8000r/min离心3min，取上清液得到萃取溶液。然后移取500μL萃取溶液于衍生瓶中，加入50μL BSTFA，在60℃水浴1h，放至室温，得到样品衍生液；取200μL的样品衍生液加入20μL实施例1的基质效应补偿剂，摇匀，取样进GC-QQQ进行分析。同时，另外移取一份200μL的样品衍生液，加入20μL实施例1的基质效应补偿剂，并加入9种香味成分硅烷化产物并保证各香味成分硅烷化产物在混合体系中的浓度同待分析溶液A，摇匀，取样进GC-QQQ分析。计算在衍生液中加入香味成分硅烷化产物后各香味成分硅烷化产物增加的响应面积，即各香味成分硅烷化产物在样品衍生液中的响应面积，见表3。

本实验例中三次GC-QQQ分析的GC-QQQ条件完全同实施例4的仪器条件。

将各待香味成分硅烷化产物在混合标准溶液所得衍生液中的响应面积除以在样品萃取溶液所得衍生液中的响应面积，比值在84-111％之间，见表3。

表3加入添加剂后9种香味成分硅烷化产物基质效应考察

表3中数据表明，同等浓度的香味成分硅烷化产物无论在标准溶液衍生液中还是在葫芦巴浸膏的萃取溶液的衍生液中，仪器响应值基本一致，本发明的基质效应补偿剂可有效抑制气相色谱活性位点的吸附作用，对基质效应进行补偿。