TG-FTIR-MS联用技术对沼渣热解特性的分析

为探究多种类沼渣废弃物的热解特性差异及在热解过程中逸出气相产物的主要成分和产量,该研究采用秸秆沼渣(SBR)、鸡粪沼渣(CMBR)、蛋白质类沼渣(PTBR)、脂肪类沼渣(FTBR)和淀粉类沼渣(STBR)为原料,利用TGFTIR-MS对其热解进行分析。结果表明:5种沼渣废弃物失重过程相差较大,但主要热解阶段相同,可分为3个阶段,即吸附水蒸发阶段、挥发分析出阶段及炭化阶段。SBR、CMBR主要热解失重发生在170~450℃之间,PTBR、FTBR、STBR主要热解失重发生在130~450℃之间,失重率大小依次为STBR、FTBR、SBR、PTBR和CMBR;根据热解特性指数D值分析,PTBR、FTBR、STBR及SBR热稳定性较低,易于热解,CMBR热稳定性较高。沼渣挥发分成分较为复杂,受热过程中逸出的气体主要成分是CO_(2)、H_(2)O、CH_(4)和CO等,其中CMBR热解CH_(4)的释放量较低,而PTBR、FTBR、STBR热解CH_(4)释放量较高,该结果可为沼渣处理提供参考。

制革污泥热解特性的研究--基于分布活化能模型和TG-FTIR-MS联用

制革污泥中含有大量无机物、有机物和多种重金属化合物,对这类危险废物的安全处理和资源化是制革业可持续发展的关键之一。本文利用热重分析法研究了制革污泥在不同升温速率下的热解过程,采用分布活化能模型(DAEM)探讨了其热解活化能与转化率的关系。利用热重-傅里叶变换红外光谱-质谱(TG-FTIR-MS)联用技术分析了制革污泥热解逸出气体的成分,讨论了制革污泥的热解特性。结果表明,制革污泥的热失重过程可分为三个阶段,主要失重过程发生在200~600℃。制革污泥的热解活化能呈阶段性分布,主要集中在较低活化能区域。TG-FTIR-MS分析表明,制革污泥受热过程中逸出的主要气体是CO_(2)、H_(2)O、CH_(4)和CO等,是蛋白类大分子和碳酸钙等无机物热解的产物。

基于TG-FTIR-MS技术的烟叶角质层热解行为研究

为探究烟叶角质层热解行为及其在热解过程中气相产物释放规律,采用酶法、化学方法分离烟叶角质层,通过扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对其进行表征分析,利用热重-傅里叶红外光谱-质谱(TG-FTIR-MS)联用技术检测角质层的热释放行为和热解产物。结果表明,采用酶法和化学方法均可分离烟叶角质层,烟叶角质层的热解可分为失水(50~135℃)、快速脱挥发分(135~595℃)和碳化(595~900℃)3个阶段,其热解产生的气体成分主要包括CH_(4)和CO_(2),气态产物多集中在300~600℃温度区间,其中以羧酸类化合物和甲苯居多。苯系物在250℃左右开始产生,在500~540℃温度区间内达到峰值,而尼古丁的生成量则相对较少。

基于电子鼻和气质联用分析萌芽大蒜挥发性物质差异

为探究萌芽期大蒜挥发性物质的差异,采用电子鼻、捕集阱顶空-气质联用仪(Trap head space-gas chromatography-mass spectrometry,HS-Trap-GC-MS)结合正交偏最小二乘法判别分析(Orthogonal partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)、香气活度值、差异性热图、相关性分析分析大蒜萌芽在0、24、48、72、96 h挥发性物质的差异。电子鼻结合OPLS-DA建立预测模型其预测能力达96.00%。GC-MS分析表明:含硫化合物是不同萌芽期大蒜的主要共有挥发性物质,含硫化合物的相对含量随萌芽时间的延长而呈递减趋势,而种类呈现出递增趋势;二烯丙基二硫醚是样品在萌芽过程中含量降低最多的物质。二烯丙基四硫醚、烯丙硫醇是样品共有关键化合物。差异性热图分析显示:除共有物质含量差异外,硫化丙烯、己醛、叠氮二羧酸二叔丁酯、丙烯醇、6-甲基-2-庚炔、5-甲基噻二唑、2-亚乙基-1,3-二硫烷、2-丙-2-炔基磺酰基丙烷、2,5-二甲基噻吩、2,5-二甲基呋喃、1-戊烯-3-醇、1,3-二噻烷的缺失进一步加大了未萌芽和萌芽大蒜气味的差异。萌芽大蒜主要共有挥发性物质的种类随萌芽时间的延长呈现递增趋势。大蒜主要挥发性物质与电子鼻大多数传感器存在显著相关性。大蒜的气味强度会随萌芽时间的延长而逐步减弱。

凝胶渗透色谱-光散射联用表征聚合物摩尔质量的实验教学改革

凝胶渗透色谱-光散射(gel permeation chromatography-light scatting,GPC-LS)联用是目前最常用的表征聚合物摩尔质量的方法之一,具有灵敏度高、结果准确等特点,在科学研究与生产实践中得到了广泛应用。“凝胶渗透色谱-光散射联用表征聚合物摩尔质量”是《高分子物理实验》课程中一个重要的教学内容。然而,目前的GPC-LS实验教学内容简单,缺乏深度。本文在该实验项目原有内容的基础上进行扩充,重新设计出多套实验项目:(1)选取商品化的聚苯乙烯为实验样品,利用GPC-LS对其摩尔质量、摩尔质量分布以及回转半径等分子结构参数进行表征;(2)选取两种分子结构参数接近的聚丙烯腈样品,借助质量微分分布曲线揭示这两种样品在摩尔质量分布中的细微差别;(3)选取一系列不同摩尔质量的聚乙二醇为实验样品,通过比较其色谱图分析摩尔质量的高低对色谱峰的影响;(4)选取3种不同的聚合物(聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚β-环糊精)样品,借助构象图对其分子链的构象进行分析。此外,本文对实验教学方法进行了改革,将被动学习转变为主动学习,提高了学生的自主学习能力。通过本实验项目的教学改革探索,使学生能更加全面地理解凝胶渗透色谱-光散射联用的原理及应用,开拓了学生的知识视野,激发了学生的学习热情,提升了实验教学效果。

HS-GC-MS联用测定河南传统西瓜豆酱中的挥发性成分

以河南传统发酵的西瓜豆酱为研究对象,采用自动顶空进样-气质联用(HS-GC-MS)法测定其挥发性成分。通过单因素试验分别考察了平衡温度、平衡时间、震动频率及样品氯化钠的添加量对挥发性成分的影响。结果表明,平衡温度90℃,平衡时间50 min,震动频率6次/秒,不添加氯化钠为测定较优条件。在此条件下,鉴定出自然发酵西瓜豆酱中挥发性成分有10类共82种,其中醇类12种,酯类10种,烯烃类14种,醛类6种,酮类8种,醚类4种,酸类1种,烷烃类10,含N化合物7种和其他10种。相对含量较高的是烯烃类、醛类和醇类,分别为23.848%,22.537%和19.743%,三者之和占挥发性成分总量的66.12%,其次是酯类和酮类,分别占11.945%和6.839%,这三种成分对河南传统西瓜豆酱的特征风味起着至关重要的作用。

液相色谱质谱联用分离鉴定酸性植物激素的初级教学实验

液相色谱质谱联用仪(LC-MS)是目前检测脱落酸、吲哚乙酸等植物激素的重要技术手段之一。为了巩固学生对LC-MS基本概念与原理的掌握,提高学生的实践能力,培养学生实验素养,针对目前国内LC-MS实验教学存在的主要问题,本文提供了从易至难的5个基础教学实验,可使学生了解LC-MS样品前处理的基本过程,认识实际样品的复杂性和痕量植物激素检测的瓶颈问题,初步了解实际样品中ABA含量的计算方法。连续3个学期在研究生一年级仪器分析课的实践表明,这5个教学实验的学习实践活动能培养学生使用现代大型分析仪器的能力,提升学生学习仪器分析技术的兴趣。

超声-紫外(US-UVC)联用绿色科学养护当归

目的采用超声净洗和短波紫外(UVC)消毒技术联用绿色科学养护中药材当归,通过定期观测,分时段取样测定各中国药典指标,同时UVC消毒再养护,根据结果评价养护效果并分析优化确定超声-紫外(US-UVC)联用养护当归药材的最佳条件.方法以纯净水清洗当归(CG-W)和超声净洗当归(CG-US)作为对照组,将当归超声净洗后干燥直至足干,再利用UVC照射消毒至设定的时间,通过定期肉眼观测和分时段测定各种药典指标及其变化,综合评价养护效果.结果CG-W对照组当归18月后仍无霉变但有极其轻微的虫蛀,到24月时出现了略微的霉变,似有轻微色变和隐约渗油,历时27月时出现可见且明显的虫蛀;对照组CG-US当归21月末出现轻微虫蛀,24月时虫蛀仍然较轻,且无明显霉变和色变;US-UVC联用养护组中US-UVC-0.5h组在27月末出现了轻微药材粉末,且在27~30月间仅有部分药材出现虫蛀,且一直没有霉变和色变,颜色无明显变化,而US-UV-1.0h组的当归在贮藏至30月末时出现了极轻虫蛀迹象.US-UV-2.0h、US-UV-3.0h和US-UV-4.0h各组当归在养护后贮藏期间的30月内始终保持表观完好无损的状态,既无虫蛀也无霉变、色变现象发生.对照组及试验各组各时段所测定的各种主要药典指标均符合要求,且由测定结果的相对标准偏差(RSD)值及其范围足以说明测定方法的重复性和稳定性良好.结论考虑成本和养护时效,以US-UVC-2.0h养护为最佳养护配比组合进行养护,养护后当归药材完好贮藏期超过30月,US-UVC联用养护中药材当归具有经济高效、操作简便、省时节能、安全环保等特点,可以推广应用.

高效凝胶色谱联用质谱法快速鉴定盐酸头孢吡肟中的聚合物

目的:采用高效凝胶色谱法联用质谱法推断注射用盐酸头孢吡肟中聚合物的结构。方法:采用TSK gel G2000SWxl高效分子排阻色谱柱,以5 mM甲酸铵溶液-乙腈(95∶5)为流动相,流速为0.8 mL·min^(-1),检测波长为254 nm,柱温为25℃。在正离子模式下获取各聚合物杂质的质谱数据,结合头孢类抗生素聚合物的质谱裂解规律、降解反应原理,解析相关聚合物的结构。结果:推断出4种聚合物的化学结构,其中2个是头孢吡肟二聚体杂质,另外2个是三聚体杂质,其中三聚体杂质为首次报道。结论:采用高效凝胶色谱法联用质谱技术,可快速推断出注射用盐酸头孢吡肟中的聚合物的化学结构,可为其他头孢菌素聚合物的分离、鉴定及产品质量提高提供参考。

基于顶空搅拌子吸附-热脱附-气相色谱-质谱联用技术的8种香型凤凰单丛茶香气分析研究

为探究8种单丛茶的香气组分差异及其对香型形成的影响,采用顶空搅拌子吸附-热脱附-气相色谱-质谱联用法(HSSBSE-TDU-GC-MS)对蜜兰香、芝兰香、杏仁香、鸭屎香、肉桂香、夜来香、黄枝香和老仙翁单丛的香气成分进行了分析,采用最小二乘判别分析从69个香气化合物中筛选出了19个关键差异性成分。基于差异性关键成分做主成分分析,结果显示前3个主成分可以对8个香型凤凰单丛茶的香气变量信息进行有效解释。各个香型主要香气化合物风味特征与感官审评结果具有一致性。

顶空-气相色谱法与顶空-气质联用法测定饮用水中苯系物的方法建立及比较

目的:建立顶空-气相色谱法及顶空-气质联用法测定饮用水中常用7种苯系物(苯、甲苯、乙苯、间二甲苯、对二甲苯、邻二甲苯和苯乙烯),探讨两种测定方法的一致性。方法:优化了顶空、色谱、质谱等测定条件,对两种方法的检出限、精密度、准确度进行比较。结果:两种方法的回收率均在90.4%~100.2%,相对标准偏差均在1.1%~4.3%,顶空-气相色谱法的最低检出浓度分别为0.03~0.08μg·L^(-1),顶空-气质联用法的最低检出浓度分别为0.002~0.005μg·L^(-1),测定结果无显著性差异。结论:两种方法操作简单、快速,准确度和灵敏度高,均适用于饮用水中苯系物的日常检测。顶空-气质联用法的灵敏性更高,适用于痕量、基质复杂样品的测定;顶空-气相色谱法适用于高浓度样品的测定。

模拟胃液结合液质联用研究紫苏对内源性亚硝胺的阻断作用

为研究蔬菜对亚硝胺的阻断效果,在模拟胃液环境下结合液质联用,研究紫苏提取液对内源性亚硝胺的阻断作用。结果表明,在模拟胃液环境下加入紫苏液与亚硝酸钠,亚硝酸钠清除率可达10.4%。加入紫苏液、亚硝酸钠和二乙胺进行液相色谱质谱检测,空白样品和添加紫苏的样品中二乙基亚硝胺生成量分别为0.2、0.1 ng/mL,抑制率达到50%。添加紫苏的膳食中N-亚硝基二甲基(NDMA)、N-亚硝基二乙基(NDEA)、N-亚硝基二丁基(NDBA)、N-亚硝基吡咯烷(NPYR)含量显著降低。NDMA、NDEA在空白膳食中含量均为0.2 ng/g,紫苏试验组均未检出。NDBA空白对照为0.4 ng/g,紫苏试验组为0.2 ng/g,抑制率为50%;NPYR空白对照为8.6 ng/g,紫苏试验组为4.9 ng/g,抑制率为43%。因此,紫苏对内源性亚硝胺有明显的阻断作用。

基于超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱联用技术的荆莲核消方化学成分分析

基于超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱联用技术(UPLC-Q-TOF-MSE),结合UNIFI软件对荆莲核消方(JLHXF)进行化学成分解析。使用Supelco Ascentis?Express C18色谱柱(3.0 mm×50 mm,2.7μm)在乙腈(A)-0.1%甲酸水溶液(B)的流动相体系下进行梯度洗脱;利用电喷雾离子源(ESI)在正、负离子模式下进行扫描,借助UNIFI软件及相关文献对成分进行分析鉴定。通过UPLC-Q-TOF-MSE技术在正、负离子模式下采集复方的质谱数据,通过化合物的精确相对分子质量和串联质谱数据采用UNIFI软件辅助解析,结合对照品质谱信息及相关文献,共鉴定和推断出187个化学成分,其中黄酮类化合物77个、有机酸类化合物41个、萜类化合物26个、苯丙素类化合物24个、苯酞类化合物12个以及其他类化合物7个。UPLC-Q-TOF-MSE技术可快速鉴定出荆莲核消方中的化学成分,准确性较高,为该方药效物质基础研究提供了可靠依据。

双流路顶空热脱附-气相色谱质谱联用测定水中土臭素和二甲基异莰醇

建立双流路顶空热脱附-气相色谱质谱联用测定水中土臭素和2-甲基异莰醇的方法。采用双流路顶空提取针将顶空气体进行连续吹扫至冷阱吸附,快速升温解吸,载气反向将待测组分送入气相色谱质谱联用仪分析。对恒温时间、温度等实验条件进行了优化,内标法定量,土臭素和2-甲基异莰醇在2.0~100ng·L^(-1)线性回归相关系数≥0.999,方法最低检出浓度为0.74ng·L^(-1)和1.50ng·L^(-1),5ng·L^(-1)、20ng·L^(-1)和100ng·L^(-1)三个浓度加标回收率在90.3~105%,精密度在1.76~6.91%。方法简便、灵敏、重现性好,可用于环境水和生活饮用水中土臭素和2-甲基异莰醇检测。

淮南矿区典型煤样自燃特性热重-红外联用实验研究

为降低煤矿安全事故发生风险,针对煤自燃氧化出现紧急危险性等问题,研究淮南矿区典型煤样的自燃特性。以淮南张集煤矿6、8、11-2和13-1煤样为例,通过热重-红外(TG-FTIR)联用技术分析煤样在升温氧化过程中的质量变化和气相产物析出特性。实验结果表明:四种煤样的升温氧化过程均可分为5个阶段,包含6个特征温度点;燃烧阶段各煤样反应活化能按由大到小排序为6煤、8煤、11-2煤、13-1煤;主要气相产物吸收峰强度按由高到低排序为13-1煤、11-2煤、8煤、6煤;根据活化能大小和主要气相产物吸收峰强度判断各煤样自燃风险按由高到低排序为13-1煤、11-2煤、8煤、6煤。本文结果可为类似矿区矿井火灾防治提供基础理论支撑。

超声辅助-GC-MS联用分析斯里兰卡桂叶油挥发性成分

采用超声辅助萃取结合气相色谱-质谱联用法(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析斯里兰卡桂叶油中挥发性成分。结果表明,①斯里兰卡桂叶油中共检测出32种挥发性成分,包含烯烃类、酚类、酯类、醇类、醛酮类、杂环类化合物;②其中酚类化合物总含量最高,为23.05 mg/g,占总挥发性物质的81.10%;③斯里兰卡桂叶油中含量较高的物质为丁香酚(23.05 mg/g)、苯甲酸苄酯(1.04 mg/g)、芳樟醇(0.53 mg/g)、氧化石竹烯(0.43 mg/g)、反式肉桂醛(0.15 mg/g)。

基于电子鼻和顶空固相微萃取结合气相色谱-嗅闻-质谱联用技术分析不同品种羊肉煮制风味特征

为探究不同品种羊肉煮制后风味的差异,采用电子鼻和顶空固相微萃取结合气相色谱-嗅闻-质谱联用(headspace solid-phase microextraction gas chromatography-olfactometry-mass spectrometer,HS-SPME-GC-O-MS)技术,对煮制后欧拉羊、巴寒杂交羊和宁夏滩羊背最长肌和霖肉挥发性风味化合物成分进行了比较分析。结果表明,欧拉羊肉煮制后的电子鼻图谱轮廓区别于巴寒杂交羊和宁夏滩羊。运用HS-SPME-GC-O-MS技术对煮制羊肉挥发性风味指纹进行分析,3种羊肉共检出30种挥发性化合物,主要包括醛类、醇类、酯类及其他类,其中20种挥发性化合物可被嗅闻出,19种香气活度值≥1的关键香气化合物,包括1-辛烯-3-醇、己醛、壬醛、辛醛、乙酸乙酯、二甲基三硫和2-戊基呋喃等。结合多元数据统计结果分析,发现巴寒杂交羊肉和宁夏滩羊肉煮制后的挥发性化合物成分相近,与欧拉羊肉差距较大,这与电子鼻结果一致。该项研究为羊肉风味品质评价、产地溯源、真伪鉴别提供可靠的数据参考。

落叶松中花旗松素的提取、抑菌作用及其与白屈菜红碱联用协同抑菌作用机理

本研究以落叶松为原料,采用超声辅助乙醇热浸提法提取花旗松素。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别作为典型供试菌,通过观察细菌形态结构,测定细菌生长量、细胞膜泄漏、抗氧化酶系活性等变化情况,分析花旗松素抑菌效果。最终获得纯度达90%、提取率0.35%的花旗松素,且花旗松素对两种菌株的最小抑菌浓度均为1.2 mg/mL,抑菌率分别为81.12%、83.95%。通过电镜扫描后发现菌体表面被破坏伴有内容物泄漏。在Escherichia coli中,培养至24 h的1/2 MIC、1 MIC和2 MIC实验组OD_(260)测试值是同期对照组的1.18、1.52、1.88倍,检测到胞外β-半乳糖苷酶的相对活性分别为79.15%和70.1%。Bliss独立模型计算生长速率为0.0142,表明花旗松素和白屈菜红碱药物联用后对金黄色葡萄球菌表现为协同抑制作用。药物联用条件下,低浓度对细菌细胞膜破坏明显增强,抑菌效果更加显著,培养上清液中β-半乳糖苷酶活达87.01%,较2 MIC单独作用S.aureus酶活性高16.91%,24 h CAT、SOD和POD酶活较单独使用1 MIC浓度花旗松素对S.aureus作用要更高,分别是其1.28、1.25、1.11倍。研究将为花旗松素作为食品保鲜、防腐剂等产品的开发应用奠定理论基础。

基于高分辨液质联用技术与网络药理学探讨泽苓定眩汤物质基础

目的:采用高分辨液质联用技术结合网络药理学分析泽苓定眩汤作用靶点,同时与基于药材饮片的网络药理学预测作用靶点比较。方法:采用Q-Orbitrap高分辨液质联用技术对苓定眩汤复方制剂进行天然产物成分鉴定,并对其结构进行解析,使用pharmmapper数据库和Uniprot数据库对具有3D结构的化合物进行检索,获取对应的蛋白质及靶点信息。将上述数据库所得靶点信息进行合并,从而得到基于天然产物成分鉴定所筛选出化合物所对应的靶点集合(集合A)。使用中药系统药理学数据库与分析平台(Traditional Chinese Medicine Systems Pharmacology Database and A-nalysis Platform,TCMSP)数据库收集泽苓定眩汤组方中各药材已报道有效成分及对应靶点信息,并采用上述相同方法获取组方药材对应的已知靶点集合(集合B)。将集合A和集合B取交并集,采用蛋白相互作用分析数据库STRING绘制蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction,PPI)网络图,利用Metascape平台对基因进行富集分析。结果:采用高分辨液质联用技术对泽苓定眩汤复方制剂进行天然产物成分鉴定,共得到582个化合物,其中与数据库比对匹配程度得分≥80分的化合物共计93个,在Pubchem中可检索到64个化合物的3D结构,基于天然产物筛选出的化合物所对应的靶点共计550个。将泽苓定眩汤中七味药材使用TCMSP数据库可得到157个靶点,其预测出的靶点数量明显少于基于天然产物成分鉴定所得靶点数量,两者交集靶点共计55个。基因本体(gene ontology,GO)功能富集分析共得到519条富集结果,其中包含55个经典通路,京都基因与基因组百科全书(kyoto ency-clopedia of genes and genomes,KEGG)富集结果得到140条代谢通路。结论:采用高分辨液质联用技术结合网络药理学所得到的泽苓定眩汤靶点和富集结果更加全面。

基于气相色谱-质谱联用结合多元统计分析不同炮制方法对砂仁挥发性成分的影响

目的分析炒制、姜炙、盐炙不同炮制方法对砂仁挥发性成分的影响。方法本实验采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)基于多元统计分析对砂仁不同炮制品的挥发性成分进行检测分析,经OPLS-DA分析后,以VIP>1.5和P<0.05为条件筛选差异成分,利用NIST 11谱库检索定性。结果鉴定出49种差异成分,其中只在种子团中发生变化的成分有14种,在果皮中发生变化的成分有22种。砂仁经炮制后能够显著降低种子团中樟脑含量,而炒制则显著增加果皮中乙酸龙脑酯含量,盐炙处理对砂仁中烷烃类成分影响较大,姜炙处理并非仅增加生姜中挥发性成分,体现了炮制机制的复杂性。结论尽管目前并不清楚具体炮制机制,但实验结果为砂仁炮制“减毒增效”作用提供了理论数据,反映出炮制的科学性,从而丰富了砂仁的炮制理论,为深入研究砂仁不同炮制品活性提供了借鉴。