专利名称：液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种接口技术，特别是涉及一种液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置及采用这种装置分析烟草中致香成分的方法。
背景技术：
在烟草和香料研究中，常用LC (液相色谱)把香味物预分离成多个馏分，对于有兴趣的香味馏分，采用GC/MS (气相色谱/质谱)进一步分析。但是，这种传统的离线方式，操作复杂，灵敏度低，重复性差，并容易造成样品的污染，主要用于分离鉴定研究，很少用于常规定量分析，尤其是痕量成分分析。LC-GC在线联用灵敏度高，重复性好，污染少，自动化，节省人力，效率及效果显著优于传统离线模式。因此，LC-GC联用技术对烟草、烟气重要香味物质的分析研究具有重要作用，而接口技术是LC-GC/MS在线联用技术的关键，它的作用是将感兴趣的LC流出组分转入GC，接口对LC流出物选择性切割的准确度和能否将之无损失 转入GC决定了其性能的优劣。自LC-GC/MS在线联用提出至今，人们已设计出各种接口，概括起来分为三类采用保留间隙技术的柱上接口，采用溶剂共蒸发技术的定量管接口，程序升温进样(PTV)。柱上接口实质上是一个四通阀，该接口结构简单、操作方便，由于未涂溃的预柱保留液体的体积有限，只能转移小剂量的馏分；定量管型接口，常用的是六通阀和十通阀，但这种接口设计复杂，有样品损失，定量结果不可靠；热进样口一般采用程序升温汽化室(PTV)或者内有填充材料的热汽化室，以便转移大体积溶剂，可以成功地应用于大体积样品的转移。但LC-GC/MS联用的接口技术较为复杂，LC与GC所用的流动相不同，气相色谱进样量一般只有1-2微升，而LC流动相的流量一般高于100 μ 1/min，如何除去溶剂，将待测组分引入GC，即进行流动相的转换，目前还没有成熟的接口技术。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置及采用这种装置分析烟草中致香成分的方法，用于解决现有技术中灵敏度低、对转入气相色谱进样口的溶剂量有限制、无法实现大体积进样的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置，其中，液相色谱系统包括LC进样阀、液相色谱柱和紫外检测器，气相色谱系统包括PTV衬管、GC保留预柱和气相色谱柱，所述PTV衬管的上端设有PTV进样口，所述PTV衬管上端的一侧设有GC载气入口，所述PTV衬管的下端与GC保留预柱的入口相连，还包括LC反洗阀、LC馏分切割阀、三通接头和可控制反吹气体通断的气体切换阀；所述LC进样阀为一六通阀，所述LC进样阀的①位为LC进样口，所述LC进样阀的
②位和⑤位分别与定量环的两端相连，所述LC进样阀的④位通过管路与所述溶剂瓶相连，所述LC进样阀与所述溶剂瓶之间的管路上设有高压泵，所述LC进样阀的⑥位通过管路与第一废液瓶相连；
所述LC反洗阀为一四通阀，所述LC馏分切割阀为一四通阀，所述LC进样阀的③位通过管路与LC反洗阀的①位相连，所述LC反洗阀的②位通过管路与液相色谱柱的入口相连，所述液相色谱柱的出口通过管路与LC反洗阀的④位相连，所述LC反洗阀的③位通过管路与紫外检测器的一端相连，所述紫外检测器的另一端通过管路与LC馏分切割阀的②位相连，所述LC馏分切割阀的③位通过管路与第二废液瓶相连，所述LC馏分切割阀的④位通过管路与一阻尼管相连，所述LC馏分切割阀的①位通过毛细管与PTV进样口相连；所述PTV衬管下端的一侧设有GC分流口，所述三通接头的第一个接口与GC保留预柱的出口相连，所述三通接头的第二个接口与气相色谱柱的入口相连，所述三通接头第三个接口通过气体切换阀与反吹气体相通。优选地，所述气体切换阀为一三通阀，所述三通接头的第三个接口与气体切换阀的③位相连，所述气体切换阀的①位通反吹气体，所述气体切换阀的②位堵住。优选地，所述气体切换阀为二位切换阀或多通阀或截止阀。 优选地，所述PTV衬管由玻璃棉或玻璃珠或Tenax TA填充。优选地，所述三通接头材料为玻璃或石英或金属。优选地，所述GC保留预柱为石英毛细管。本发明还提供了一种利用上述液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置分析烟草中致香成分的方法，其包括以下步骤A.样品通过液相色谱系统进行前处理样品从LC进样阀手动进样，用定量环定容，此时LC进样阀的①位和②位相连、③位和④位相连、⑤位和⑥位相连，进样完毕后，转动LC进样阀，使得LC进样阀的②位和③位相连、④位和⑤位相连、⑥位和①位相连，此时，LC反洗阀的①位和②位相连、③位和④位相连，然后溶剂瓶中的溶剂经高压泵将定量环中的样品由LC进样阀经LC反洗阀送入液相色谱柱进行分离，当紫外检测器检测到样品中的待测馏分后，转动LC馏分切割阀，使得LC馏分切割阀的①位和②相连、③位和④位相连，溶剂进入PTV进样口，继而进入PTV衬管；B.转移溶剂，保留待测馏分于PTV衬管中PTV进样口压力降低，GC分流口和气体切换阀均打开，使得压力高于PTV进样口压力的反吹气体经气体切换阀、三通接头、GC保留预柱从GC分流口排出，反吹气体将PTV衬管中的溶剂蒸汽转移出去，而待测馏分被保留到PTV衬管中的吸附剂中；C.对液相色谱柱进行反洗，同时处理多余溶剂判断待测馏分完全转移至PTV衬管后，转动LC反洗阀和LC馏分切割阀，使得LC反洗阀的①位和④位相连、②位和③位相连，LC馏分切割阀的①位和④位相连、②位和③位相连，溶剂从液相色谱柱的出口进入、从入口出来，再经紫外检测器进入LC馏分切割阀，然后进入第二废液瓶，从GC载气入口进入的GC载气经过PTV进样口和LC馏分切割阀之间连接的毛细管，将毛细管中的残留溶剂从阻尼管排出；D.检测待测馏分判断反吹气体将溶剂完全转移后，气体切换阀关闭，所述GC分流口关闭，PTV进样口的压力升高，并且PTV进样口程序升温，从GC载气入口进入的GC载气把PTV衬管内吸附的待测馏分经GC保留预柱转入气相色谱柱，进行分离，然后进入质谱检测器检测。优选地,所述气体切换阀由PerkinElmer Clarus 600T气相色谱系统上的Valve控制�？榭刂�。如上所述，本发明的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置及利用该装置的分析方法，从烟叶样品中可检测出数种重要致香成分，且有比较好的分离度和较高的灵敏度，并且对转入气相色谱进样口的溶剂量没有限制，可以实现大体积进样，缩短了前期繁琐冗长的样品预处理步骤，分析效果和效率都能得到很大的提高。
图I显示为本发明液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置的示意图。图2显示为本发明中烟叶样品致香成分的LC-GC/MS色谱图的示意图。图中标号说明 I LC进样阀2 LC反洗阀3 LC馏分切割阀4 气体切换阀5 溶剂瓶6 定量环7 液相色谱柱8紫外检测器9 高压泵10第一废液瓶11 第二废液瓶12阻尼管13 PTV 进样口14 GC 载气入口15 GC分流口16 三通接头17 GC保留预柱18 气相色谱柱19 反吹气体
具体实施例方式以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。请参阅图I至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。如图I所示，本发明提供的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置，其中，液相色谱系统包括LC进样阀I、液相色谱柱7和紫外检测器8，气相色谱系统包括PTV衬管、GC保留预柱17和气相色谱柱18，PTV衬管的上端设有PTV进样口 13，PTV衬管上端的一侧设有GC载气入口 14，PTV衬管的下端与GC保留预柱17的入口相连，还包括LC反洗阀2、LC馏分切割阀3、三通接头16和可控制反吹气体19通断的气体切换阀4 ；LC进样阀I为一六通阀，LC进样阀I的①位为LC进样口，LC进样阀I的②位和
⑤位分别与定量环6的两端相连，LC进样阀I的④位通过管路与溶剂瓶5相连，LC进样阀I与溶剂瓶5之间的管路上设有高压泵9，LC进样阀I的⑥位通过管路与第一废液瓶10相连；LC反洗阀2为一四通阀，LC馏分切割阀3为一四通阀，LC进样阀I的③位通过管路与LC反洗阀2的①位相连，LC反洗阀2的②位通过管路与液相色谱柱7的入口相连，液相色谱柱7的出口通过管路 与LC反洗阀2的④位相连，LC反洗阀2的③位通过管路与紫外检测器8的一端相连，紫外检测器8的另一端通过管路与LC馏分切割阀3的②位相连，LC馏分切割阀3的③位通过管路与第二废液瓶11相连，LC馏分切割阀3的④位通过管路与一阻尼管12相连，LC馏分切割阀3的①位通过毛细管与PTV进样口 13相连；PTV衬管下端的一侧设有GC分流口 15，三通接头16的第一个接口与GC保留预柱17的出口相连，三通接头16的第二个接口与气相色谱柱18的入口相连，三通接头16第三个接口通过气体切换阀4与反吹气体19相通，如图I所示气体切换阀4为一三通阀，三通接头16的第三个接口与气体切换阀4的③位相连，气体切换阀4的①位通反吹气体19，气体切换阀4的②位堵住。而气体切换阀4也可为二位切换阀或多通阀或截止阀，只要能实现反吹气体的通断即可。PTV衬管由玻璃棉或玻璃珠或Tenax TA填充，或其他形式衬管也可以，三通接头16材料为玻璃或石英或金属，GC保留预柱17为石英毛细管。本发明还提供了利用上述装置分析烟草中致香成分的分析方法，其包括以下步骤A.烟草样品通过液相色谱系统进行前处理手动进样，样品从LC进样阀I的①位进入，用20 μ I定量环6定容，此时LC进样阀的①位和②位相连、③位和④位相连、⑤位和
⑥位相连，进样完毕后，转动LC进样阀1，使得LC进样阀I的②位和③位相连、④位和⑤位相连、⑥位和①位相连，此时，LC反洗阀2的①位和②位相连、③位和④位相连，然后溶剂瓶5中乙醚与戊烷的混合溶剂经高压泵9将定量环6中的样品由LC进样阀I经LC反洗阀2送入液相色谱柱7进行分离，当紫外检测器8检测到样品中的待测馏分后，转动LC馏分切割阀3，使得LC馏分切割阀3的①位和②相连、③位和④位相连，溶剂进入PTV进样口 13，继而进入PTV衬管；B.转移溶剂，保留待测馏分于PTV衬管中当溶剂进入PTV进样口时，PTV进样口13压力降低，由15psi降为O. 5psi，GC分流口 15和气体切换阀4均打开(气体切换阀4的①位和③位相连)，提供反吹气体19，反吹气体19压力为15-50psi，流量为3_10ml/min，，反吹气体19经气体切换阀4、三通接头16、GC保留预柱17逆着载气方向从GC分流口 15排出，反吹气体19将PTV衬管中的溶剂蒸汽(PTV进样口的温度高于溶剂沸点，使得液态溶剂汽化)转移出去，而待测馏分被保留到PTV衬管中的吸附剂Tenax TA中；此外，从GC载气入口 14进入的GC载气压力比较低而反吹气体19的压力较高，这样完全避免了溶剂进入质谱检测器(MS)而对真空系统造成影响；C.对液相色谱柱7进行反洗，同时处理多余溶剂判断待测馏分完全转移至PTV衬管后，转动LC反洗阀2和LC馏分切割阀3，使得LC反洗阀2的①位和④位相连、②位和
③位相连,LC馏分切割阀的①位和④位相连、②位和③位相连，从而溶剂从液相色谱柱7的出口进入、从入口出来，达到对液相色谱柱7进行反冲洗脱的目的，以便使吸附能力较强的成分更容易被洗脱下来，减小对液相色谱柱7的污染；然后溶剂再经紫外检测器8进入LC馏分切割阀3，然后进入第二废液瓶11，从GC载气入口 14进入的GC载气经过PTV进样口13和LC馏分切割阀3之间连接的毛细管，将毛细管中的残留溶剂从阻尼管12排出，以避免残留和记忆效应；D.检测待测馏分判断反吹气体19将溶剂完全转移后，气体切换阀4关闭，使得其①位和③位断开，即关闭反吹气体19，并将GC分流口 15关闭，PTV进样口 13的压力升高至15psi，并且PTV进样口程序升温，GC载气入口 14进入的GC载气把PTV衬管内吸附的待测馏分经GC保留预柱17转入气相色谱柱18进行分离，然后进入质谱检测器(MS)检测。由以上本发明的分析方法可知，由于待测馏分进入气相色谱柱之前，溶剂已经被转移出去，所以运用本发明设计的分析方法，对转入气相色谱进样口的溶剂量没有限制，可以实现大体积进样，缩短了前期繁琐冗长的样品预处理步骤，分析效果和效率都能得到很大的提闻。以上分析方法中，气体切换阀4由PerkinElmer Clarus 600T气相色谱上的Valve控制�？榭刂疲鲇�0N/0FF两个模式。烟叶样品中致香成分的LC-GC/MS检测结果如图2和表I所示，从中可以看出，经过简单的样品前处理，运用本发明设计的液相色谱-气相色谱 /质谱在线联用接口装置及分析方法，从烟叶样品中可检测出数种重要致香成分，且有比较好的分离度和较高的灵敏度，说明本发明设计安装的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置可以准确和快速测定烟草中的重要致香成份，也可用于其它复杂体系中痕量成分的分析检测。表I烟叶中致香成分LC-GC/MS检测结果
权利要求
1.一种液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置，其中，液相色谱系统包括LC进样阀(I)、液相色谱柱(7)和紫外检测器(8)，气相色谱系统包括PTV衬管、GC保留预柱(17)和气相色谱柱(18)，所述PTV衬管的上端设有PTV进样口( 13)，所述PTV衬管上端的一侧设有GC载气入口( 14)，所述PTV衬管的下端与GC保留预柱(17)的入口相连，其特征在于，还包括LC反洗阀(2)、LC馏分切割阀(3)、三通接头(16)和可控制反吹气体(19)通断的气体切换阀(4)； 所述LC进样阀(I)为一六通阀，所述LC进样阀(I)的①位为LC进样口，所述LC进样阀(I)的②位和⑤位分别与定量环(6)的两端相连，所述LC进样阀(I)的④位通过管路与所述溶剂瓶(5 )相连，所述LC进样阀(I)与所述溶剂瓶(5 )之间的管路上设有高压泵(9 )，所述LC进样阀(I)的⑥位通过管路与第一废液瓶(10)相连；所述LC反洗阀(2)为一四通阀，所述LC馏分切割阀(3)为一四通阀，所述LC进样阀(I)的③位通过管路与LC反洗阀(2)的①位相连，所述LC反洗阀(2)的②位通过管路与液相色谱柱(7)的入口相连，所述液相色谱柱(7)的出口通过管路与LC反洗阀(2)的④位相连，所述LC反洗阀(2)的③位通过管路与紫外检测器(8)的一端相连，所述紫外检测器(8)的另一端通过管路与LC馏分切割阀(3)的②位相连，所述LC馏分切割阀(3)的③位通过管路与第二废液瓶(11)相连，所述LC馏分切割阀(3)的④位通过管路与一阻尼管(12)相连，所述LC馏分切割阀(3)的①位通过毛细管与PTV进样口(13)相连； 所述PTV衬管下端的一侧设有GC分流口( 15)，所述三通接头(16)的第一个接口与GC保留预柱(17)的出口相连，所述三通接头(16)的第二个接口与气相色谱柱(18)的入口相连，所述三通接头(16 )第三个接口通过气体切换阀(4 )与反吹气体(19 )相通。
2.根据权利要求I所述的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置，其特征在于，所述气体切换阀(4)为一三通阀，所述三通接头(16)的第三个接口与气体切换阀(4)的③位相连,所述气体切换阀(4)的①位通反吹气体(19)，所述气体切换阀的②位堵住。
3.根据权利要求I所述的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置，其特征在于，所述气体切换阀(4)为二位切换阀或多通阀或截止阀。
4.根据权利要求I所述的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置，其特征在于，所述PTV衬管由玻璃棉或玻璃珠或Tenax TA填充。
5.根据权利要求I所述的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置，其特征在于，所述三通接头(16)材料为玻璃或石英或金属。
6.根据权利要求I所述的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置，其特征在于，所述GC保留预柱(17)为石英毛细管。
7.一种利用权利要求I所述的液相色谱-气相色谱/质谱在线联用接口装置分析烟草中致香成分的方法，其特征在于，包括以下步骤 A.样品通过液相色谱系统进行前处理样品从LC进样阀(I)手动进样，用定量环(6)定容，此时LC进样阀的①位和②位相连、③位和④位相连、⑤位和⑥位相连，进样完毕后，转动LC进样阀(I),使得LC进样阀(I)的②位和③位相连、④位和⑤位相连、⑥位和①位相连，此时，LC反洗阀(2)的①位和②位相连、③位和④位相连，然后溶剂瓶(5)中的溶剂经高压泵(9)将定量环(6)中的样品由LC进样阀(I)经LC反洗阀(2)送入液相色谱柱(7)进行分离，当紫外检测器(8 )检测到样品中的待测馏分后，转动LC馏分切割阀(3 )，使得LC馏分切割阀(3)的①位和②相连、③位和④位相连，溶剂进入PTV进样口(13)，继而进入PTV衬管； B. 转移溶剂，保留待测馏分于PTV衬管中PTV进样口(13)压力降低，GC分流口(15)和气体切换阀(4)均打开，使得压力高于PTV进样口压力的反吹气体(19)经气体切换阀(4)、三通接头(16)、GC保留预柱(17)从GC分流口(15)排出，反吹气体(19)将PTV衬管中的溶剂蒸汽转移出去，而待测馏分被保留到PTV衬管中的吸附剂中； C.对液相色谱柱(7)进行反洗，同时处理多余溶剂判断待测馏分完全转移至PTV衬管后，转动LC反洗阀(2)和LC馏分切割阀(3)，使得LC反洗阀(2)的①位和④位相连、②位和③位相连，LC馏分切割阀的①位和④位相连、②位和③位相连，溶剂从液相色谱柱(7 )的出口进入、从入口出来，再经紫外检测器(8)进入LC馏分切割阀(3)，然后进入第二废液瓶(11 )，从GC载气入口( 14)进入的GC载气经过PTV进样口( 13)和LC馏分切割阀(3)之间连接的毛细管，将毛细管中的残留溶剂从阻尼管(12)排出； D.检测待测馏分判断反吹气体(19)将溶剂完全转移后，气体切换阀(4)关闭，所述GC分流口( 15)关闭，PTV进样口( 13)的压力升高，并且PTV进样口程序升温，从GC载气入口( 14)进入的GC载气把PTV衬管内吸附的待测馏分经GC保留预柱(17)转入气相色谱柱(18 )，进行分离，然后进入质谱检测器检测。
8.根据权利要求7所述的分析烟草中致香成分的方法，其特征在于，所述气体切换阀由PerkinElmer Clarus 600 T气相色谱系统上的Valve控制�？榭刂�。
全文摘要
本发明提供一种液相色谱-气相色谱/质谱在线联用的接口装置，以及利用该装置分析烟草中致香成分的方法。本发明所设计的方法可以通过气体切换阀的切换，提供反吹气体，进样时，反吹气体经由三通接头逆着GC载气的方向从GC分流口排出，这样可以使溶剂完全转移出去，而溶质被保留在PTV衬管中的TenaxTA吸附剂中，溶剂完全转移后，PTV进样口热脱附，GC载气把待测馏分转入气相色谱柱进行分离，有效避免了溶剂进入气相色谱柱对MS真空系统造成的影响，可以实现大体积进样。
文档编号G01N30/88GK102818871SQ201210171648
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者刘百战, 郭亚勤 申请人:上海烟草集团有限责任公司
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