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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
发布时间：2017-09-01
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。
