一种香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法技术

本发明专利技术公开了一种香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法，包括如下步骤：将香味文具样品置于顶空瓶中，挥发性成分从样品中释放到顶空瓶中，在电子电离模式下、正化学电离(PCI)和负化学电离(NCI)模式下采集数据，用GC

【技术实现步骤摘要】
一种香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法


[0001]本专利技术涉及一种化学物质的鉴定方法，特别是涉及一种香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法。

技术介绍

[0002]在3～12岁的幼儿园小孩和小学生中，香味橡皮、香味笔等具有香味的文具非常流行。为了掩盖不愉快的气味或增加对儿童的吸引力，文具要添加香味。长期以来，人们都知道香气浓郁的文具可能对儿童健康是有害的，但具体成分和危害来源尚不清楚。事实上，香味文具的挥发性成分包括多种有害物质，如苯、致敏芳香剂、有机溶剂等，可能对儿童的健康产生累积的负面影响。挥发性有机化合物(VOCs)会导致嗜睡、头痛和眩晕症状，长期接触高浓度的挥发性有机化合物可能会导致呼吸系统疾病、生殖障碍，甚至癌症。目前，世界上的文具产品是按照玩具、儿童产品、消费品的法规进行管理的。主要法规包括欧盟(EU)玩具安全指令2009/48/EC、欧盟委员会关于玩具安全协调标准EN71、美国消费品安全改进法案、华盛顿州儿童安全保护法案中对儿童高度关注的化学品(CHCC)清单，以及对注册、评估、授权、化学品限制(REACH)。我国发布了文具产品国家标准GB 21027，将于2022年正式实施。
[0003]目前一些文具产品类似的研究报导主要集中在法医学上。例如，低分辨气相色谱
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质谱法(GC
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MS)、液相色谱
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质谱法(LC
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MS)和红外光谱法被用于伪造文件的识别或墨水年代测定。此外，文具的化学检测重点是上述法规规定的物质。研究人员先后报道了对文具中邻苯二甲酸酯、苯系物、多环芳烃等物质的靶向检测，以确定产品是否符合监管标准。然而，文具的化学危害一直没有得到足够的重视。实际上，即使文具中的一些指标符合法规的限量要求，文具中存在的未知化学危害仍然威胁着儿童的健康。有效鉴别文具中未知挥发性成分是评估其对消费者可能造成危害的必要条件。然而，对香味文具中未知挥发性成分的分析尚未见报道。
[0004]未知物质的鉴定通常是复杂和耗时的，最终鉴定结果应该是高度可靠的。目前常用的方法是使用商业标准谱库(NIST，Wiley等)的GC
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MS检测。未知物质的定性分析依赖于实测谱图与标准谱图的离子质量和丰度比的匹配。然而，如果同系物之间的谱图相似或异构体碎片离子存在的细微差异，则低分辨质谱的鉴定结果就不可靠。基于Orbitrap的高分辨率质谱(HRMS)是此类研究的有力工具，其分辨率、质量精度、灵敏度和选择性均优于传统质谱。GC
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Orbitrap MS在未知挥发性物质的非靶向分析方面具有很大的潜力，该技术尚未应用于文具中挥发性物质的分析。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：(1)基于顶空GC Orbitrap MS建立一种可靠的香味文具中未知挥发性成分的非靶向分析策略和准确的鉴定方法；(2)根据鉴定物质的检出率、毒性和响应强度揭示香味文具中高危挥发性物质。本专利技术第一次对香味文具中的挥发性化学物质进行非靶向筛查。
[0006]本专利技术香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法，包括如下步骤：
[0007]将香味文具样品置于顶空瓶中，顶空瓶立即用带PTFE/硅胶隔膜的金属螺帽密封，然后放入顶空自动进样器的样品盘中，设置平衡时间和进样针温度，挥发性成分从样品中释放到顶空瓶中，用GC
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Orbitrap MS分析；
[0008]利用TraceFinder软件的解卷积将未知挥发性物质的峰分解为较干净的谱图，将获得的高分辨率质谱图与NIST 2014谱库中的标准质谱图进行比较，非靶向分析方法首先采用GC Orbitrap MS分析特定顶空条件下样品释放的挥发性气体，扣除空白后，分析了每个样品中响应强度最高的前15个峰，如果一个样本在阈值2e6以上的峰值少于15个，则对所有未知峰进行分析；其次，根据4个定性步骤对未知物质进行可靠的鉴定：
[0009](1)HRF、SI等参数基础上的综合评分和保留指数的偏差；
[0010](2)在步骤(1)无法得到鉴别结果时，根据正化学电离(PCI)和负化学电离(NCI)结果进一步确定未知物的分子离子峰和分子式，
[0011](3)在步骤(2)无法得到鉴别结果时，碎片离子细节精细对比鉴别同分异构体；
[0012](4)化学标准品验证，对未知物质进行定性分析。
[0013]本专利技术所述的香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法，其中，所述GC
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Orbitrap MS分析中参数设置如下：
[0014]采用Trace 1310气相色谱
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静电场轨道阱质谱联用仪和TriPlus RSH自动进样器进行分析，进样口温度为250℃，采用电子电离模式进行分流进样，分流比20：1；采用化学电离模式时进行不分流进样，纯度为99.999％氦气以1mL/min的恒定流量作为载气，在尺寸为30m
×
0.25mm
×
0.25μm的DB
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WAX色谱柱上进行分离，升温程序如下：40℃保持1分钟，5℃/min升至210℃保持5分钟；
[0015]全扫描质谱采集范围为m/z 40
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500，不设置溶剂延迟，每个样本分别采用电子电离、正化学电离和负化学电离模式进行分析，EI电离能量为70eV，离子源温度和传输线温度均为250℃，为了提高PCI和NCI模式下的灵敏度，设置离子源温度为230℃，传输线为210℃，以甲烷作为反应气体，在PCI和NCI模式下，甲烷流速为1.2mL/min，C
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trap和HCD碰撞气为高纯氮气，在m/z 200条件下，质量分辨率为60000FWHM，TIC强度阈值为2e6，最大注入时间设置为200ms，质量公差窗口设置为5ppm，PCI模式下质量偏差设置为2ppm，NCI模式下质量偏差设置为5ppm。
[0016]本专利技术所述的香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法，其中，所述香味文具样品为香味橡皮或香味笔，顶空自动进样器中，香味橡皮在100℃下平衡30min，顶空进样针温度设置为120℃，香味笔在40℃下平衡30min，顶空进样针温度设置为60℃，挥发性成分从样品中释放到顶空瓶中，在电子电离模式下采集数据时进样1mL顶空气体，在正化学电离和负化学电离模式下采集数据时进样1.5mL的顶空气体。
[0017]本专利技术所述的香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法，其中，所述香味橡皮切成小于2mmх2mmх2mm，混合均匀后使用；所述香味笔的分析材料为其中的墨水。
[0018]本专利技术所述的香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法，其中，步骤(1)中，HRF值和SI值越高，保留指数的偏差(ΔRI)越小，说明检索结果的可靠性越高。
[0019]本专利技术所述的香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法，其中，样品分析前，用相同的分离方法对C7‑
C
25
正构烷烃混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法，其特征在于：包括如下步骤：将香味文具样品置于顶空瓶中，顶空瓶立即用带PTFE/硅胶隔膜的金属螺帽密封，然后放入顶空自动进样器的样品盘中，设置平衡时间、平衡温度和进样针温度，挥发性成分从样品中释放到顶空瓶中，用GC
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Orbitrap MS分析；利用TraceFinder软件的解卷积将未知挥发性物质的峰分解为较干净的谱图，将获得的高分辨率质谱图与NIST 2014谱库中的标准质谱图进行比较，非靶向分析方法首先采用GC Orbitrap MS分析特定顶空条件下样品释放的挥发性气体，扣除空白后，分析了每个样品中响应强度最高的前15个峰，如果一个样本在阈值2e6以上的峰值少于15个，则对所有未知峰进行分析；其次，根据4个定性步骤对未知挥发性物质进行可靠的鉴定：(1)HRF、SI参数基础上的综合评分和保留指数的偏差；(2)在步骤(1)无法得到鉴别结果时，根据正化学电离(PCI)和负化学电离(NCI)结果进一步确定未知物的分子离子峰和分子式；(3)在步骤(2)无法得到鉴别结果时，碎片离子细节精细对比鉴别同分异构体；(4)化学标准品验证，对未知物质进行定性分析。2.根据权利要求1所述的香味文具中未知挥发性成分的精准鉴定方法，其特征在于：所述GC
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Orbitrap MS分析中参数设置如下：采用Trace 1310气相色谱
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静电场轨道阱质谱联用仪和TriPlus RSH自动进样器进行分析，进样口温度为250℃，采用电子电离模式进行分流进样，分流比20：1；采用化学电离模式时进行不分流进样，纯度为99.999％氦气以1mL/min的恒定流量作为载气，在尺寸为30m
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0.25mm
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0.25μm的DB
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WAX色谱柱上进行分离，升温程序如下：40℃保持1分钟，5℃/min升至210℃保持5分钟；全扫描质谱采集范围为m/z 40
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500，不设置溶剂延迟，每个样本分别采用电子电离、正化学电离和负化学电离模式进行分析，EI电离能量为70eV，离子源温度和传输线温度均为250℃，为了提高PCI和NCI模式下的灵敏度，设置离子源温度为230℃，传输线为210℃，以甲烷作为反应气体，在PCI和NCI模式下，甲烷流速为1.2mL/min，C
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trap和HCD碰撞气为高纯氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕庆，刘雅慧，李红艳，王志娟，张庆，
申请(专利权)人：中国检验检疫科学研究院，
类型：发明
国别省市：