生物样品中聚苯乙烯纳米塑料指示物的热裂解-气相色谱质谱检测方法研究

目的采用热裂解-气相色谱质谱法(Py-GC/MS)建立一种从生物组织样品中定量测定纳米级聚苯乙烯(PS)塑料的方法。方法通过比较和优化不同消解液、蛋白沉淀剂以及仪器检测参数体系,确定生物样品中PS塑料的最优前处理和检测方法。通过开展实验研究确定方法特性指标(包括检出限、定量限、精密度和准确度),并基于方法开展了实际样品测定。结果本研究建立了大鼠肝和肺组织样本经10%氢氧化钾溶液消解和无水乙醇蛋白沉淀后上Py-GC/MS检测的方法,PS在0.05~2.00μg范围内线性关系良好,相关系数为0.999,检出限和定量限分别为0.012和0.036μg/g,且当添加水平为低浓度(2μg/g)、中浓度(10μg/g)、高浓度(30μg/g)PS时,其加标回收率分别为68.0%~85.0%、80.0%~105%和62.0%~93.1%,精密度(RSD)范围在7.8%~15.2%。结论本研究建立的方法满足方法学要求,且为其他生物样本及其他类型微塑料的检测提供了参考,为进一步开展纳米塑料的人群内暴露水平研究和健康风险评估奠定了技术基础。

基于热裂解气相色谱-质谱技术对农田土壤中纳米塑料的检测方法

纳米塑料因其在环境中的普遍分布及其潜在的不利影响引起了人们的极大关注.尽管纳米塑料已经在水生态系统中被检测到,但土壤中纳米塑料的检测和定量分析仍然是一个未解决的挑战.因此,本文以聚苯乙烯(PS)颗粒作为土壤基质中纳米塑料(NPs)模型,基于热裂解-气相色谱-质谱(Py-GCMS)技术,提出了一种灵敏、有效、低成本的萃取方法用于对纳米塑料的鉴定和定量.从农田土壤中提取纳米塑料的过程包括密度浮选、碱性消解、水浴蒸发和膜过滤.在采用10%KOH为消解液、ZnCl_(2)(ρ=1.6 g·cm^(-3))为浮选液的最佳萃取条件下,PS纳米塑料的萃取效率最高.此外,为了验证所提出方法的可行性,采集并检测了6个实际土壤样品.研究结果表明,在添加浓度为100μg·g^(-1)的25 nm聚苯乙烯纳米塑料的6个实际土壤样品中,PS纳米塑料的回收率为77.8%—88.3%.检测结果显示,4个土壤样品中检测到PS纳米塑料,浓度为3.45—10.26μg·g^(-1),其余2个样品没有检测到纳米塑料,这可能是由于PS纳米塑料的浓度低于检测限.说明纳米塑料的分析检测方法是可行的.因此,本研究为土壤基质中纳米塑料的分析提供了一种有效的方法.

热裂解-气相色谱/质谱在文化遗产研究中的应用进展

色谱和质谱联用技术是有机物常用的一种分析方法,在文物保护与考古残留物研究等方面的应用已有几十年的发展。色谱与质谱联用分析样品时,需要对样品进行水解提取、衍生化等前处理,这个过程较繁琐,且耗时长,另外在样品处理过程中还有样品流失的情况发生。因此,现在一般采用热裂解-气相色谱/质谱联用技术(pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry, Py-GC/MS)来分析有机质样品。Py-GC/MS在分析样品时有如下优势:无需对样品进行前处理,样品可直接进行热裂解分析,操作比较简单;灵敏度高,能实现多组分混合有机样品识别;需要样品量很少,可满足文物样品微损分析检测的要求。因此,该方法在文化遗产保护和考古有机残留物识别鉴定中发挥了重要的作用。

热裂解-气质联用仪(PY-GC/MS)在微塑料分析中的应用

塑料是一种合成材料,因其成本低廉、耐用、重量轻、易于制造等众多优点,使得这些聚合物在日常生活中无处不在。近年来,科学家、环保部门和公众越来越关注塑料污染,特别是微/纳米塑料。通常,研究各类样品中的微塑料都需要从样品中将微塑料颗粒分离出来,然后用光谱方法来识别分析。光谱技术可进行微塑料的定性分析,但无法获取其准确的质量,而这些对毒理学评估很重要。为了同时实现样品中微塑料的定性和定量分析,许多研究人员开始进行热裂解-气相色谱/质谱法(PY-GC/MS)在微塑料分析中的应用。综述了近5年PY-GC/MS在微塑料研究中的应用,包括PY-GC/MS技术简介、样品采集、样品前处理、仪器分析方法建立以及问题与展望。

热裂解-气相色谱-质谱联用法测定生物降解塑料制品中PBAT含量的方法

采用热裂解-气相色谱-质谱联用法对生物基降解塑料制品中生物基降解材料聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)定性定量分析;选用二氯甲烷为生物降解塑料材料制品的溶剂,通过对生物降解材料PBAT的热裂解温度,气质试验参数,标准物质筛选,特征碎片的确定及多组分检测干扰因素排查,确定了PBAT裂解特征产物1,6-二氧杂环十二烷-7,12-二酮和苯甲酸,采用二者峰面积之和进行定量。在10~500 mg·L^(-1)内具有良好的线性关系,且在10、50、250 mg·L^(-1)3种添加水平下的回收率在90.7%~97.9%,相对标准偏差在10%以内,稳健度符合要求。

热裂解-气相色谱-质谱法鉴别生物可降解塑料

目前生物可降解塑料主要采用堆肥降解测定其生物降解性能的方法进行鉴别,其检测周期长、费用较高。材料的组成基本决定了其生物降解特性,为了快速鉴别生物可降解塑料,采用热裂解-气相色谱-质谱法(PY-GC-MS)对以聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)与不同质量比的其他成分包括生物可降解聚乳酸(PLA)、难降解材料聚苯乙烯(PS)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)混合样的裂解特征进行了研究。结果显示,PBAT的裂解特征峰明显,未受到PLA的影响;若在PBAT中添加质量分数1%的非降解材质PS和PET也可被检出。方法用于市场上收集到的标识为可降解塑料购物袋样品的分析,结果表明,采用PY-GC-MS可以快速对可降解塑料进行初步鉴别。

热裂解-气相色谱-质谱法分析烟用咖啡颗粒热裂解特性

利用热裂解-气相色谱-质谱联用分析烟用咖啡颗粒的热裂解特性。分别于150、200、250、300、350℃对烟用咖啡颗粒进行热裂解分析,同时针对不同水分含量和粒径的咖啡颗粒在同一温度下进行热裂解成分分析。结果显示,随着温度的升高,热裂解产物逐渐增多,释放物质的种类逐渐也逐渐增多,在250℃时咖啡颗粒生成关键致香成分占比较高。不同水分含量和粒径的咖啡颗粒在250℃裂解时,水分越高,裂解产物中烟碱含量占比越高,烟气越充足;粒径越小,裂解产物中咖啡因和烟碱的总量越大,香气质量也越高。该试验为咖啡颗粒在卷烟中应用时的温度设计和香气品质改善提供理论依据。

氰酸酯树脂热分解的高分辨裂解气相色谱-质谱分析

采用高分辨裂解气相色谱 -质谱 (HRPyGC -MS)研究了在不同裂解温度下氰酸酯树脂裂解产物分布以及主要裂解物的产率与裂解温度的关系 ,根据热分解产物的组成及其温度依赖性 ,讨论了氰酸酯树脂的热分解机理。

在线热裂解/气相色谱-质谱分析3-吡啶甲酸茴香酯的热裂解产物

采用在线热裂解/气相色谱-质谱（Py/GC-MS）联用技术对3-吡啶甲酸茴香酯进行热裂解分析。通过酰氯化和酯化反应合成了新型目标化合物3-吡啶甲酸茴香酯,其分子式为C14H14NO3。目标化合物的结构经核磁氢谱（1H NMR）、核磁碳谱（13C NMR）、红外光谱（IR）和高分辨质谱（HRMS）进行确证,并通过热重-微热重-差示扫描量热（TG-DTG-DSC）分析方法对目标化合物的热稳定性进行分析。在空气氛围中,将目标化合物分别于300,600,900℃下进行热裂解,并通过气相色谱-质谱法对其挥发性热裂解产物进行定性和半定量分析。研究显示：目标化合物共经历了两次失重过程。第一次失重在129.9～158.9℃之间,失重2.3%;第二次失重在158.9～274.9℃之间,失重达90.1%,230.1℃时失重率最大。热裂解共产生44种产物,包括具有香味特征的大茴香醛、对甲基苯酚、松油醇、D-香茅醇、大茴香醚和茴香醚等化合物。其中裂解温度对裂解产物的种类和相对含量具有明显影响。300℃时α-二去氢菖蒲烯的相对含量最高,600,900℃时,相对含量最高的分别是大茴香醛和对甲基苯酚。苯甲醛、茴香醚和大茴香醚的相对含量随着温度的升高呈先增加后降低趋势;而对甲基苯酚含量则随着温度的升高而增加。根据主要裂解产物及其相对含量的变化,对目标化合物的裂解机理进行了初步探讨。

新型甲酰基吡咯衍生物的合成及其热裂解-气相色谱/质谱分析

本文以D-(+)-氨基葡萄糖盐酸盐为原料,通过环合、氧化和烷基化等系列反应,合成了新型化合物N-戊基-2-甲基-3-乙酰基-5-吡咯甲醛,并利用红外(IR)光谱、核磁共振(~1H NMR、^(13)C NMR)和高分辨质谱(HR-MS)等波谱技术对其结构进行了确证。采用正交试验优化了合成条件,通过热重-微分热重-差示扫描量热法(TG-DTG-DSC)研究了该化合物热失重变化,采用热裂解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)联用技术分析了该化合物的热裂解产物。结果表明化合物Ⅳ为目标化合物N-戊基-2-甲基-3-乙酰基-5-吡咯甲醛。目标化合物的最优合成条件为:反应温度60℃、反应时间24h、摩尔比1.0∶1.1,产率可达81%;目标化合物在136.3~290.0℃间有一个剧烈的失重过程,失重率达到98.58%;目标化合物在300、600、900℃裂解条件下共裂解出41种化合物,其中有吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、戊醛等多种香味成分。初步探讨了目标化合物可能的热裂解机理。

基于热裂解-气相色谱-质谱法和随机森林的加热卷烟烟叶原料适用性评估

基于热裂解-气相色谱-质谱法(Py-GC-MS)和随机森林(RF),从化学成分角度分析加热卷烟烟叶原料适用性。称取过筛后的样品粉末0.90 mg于样品杯中,采用Py-GC-MS对28种不同类型的加热卷烟进行检测,用MZmine软件对Py-GC-MS数据进行处理,获得含有峰强度信息的特征峰表。分别以样品的特征峰表和感官评价得分作为自变量和因变量,采用RF回归算法建立加热卷烟烟叶原料适用性模型。结果显示:RF模型在训练集上的决定系数为0.93,均方根误差为0.85,在测试集上的决定系数为0.92,均方根误差为0.96;根据NIST 2017库的定性结果,共筛选出20个特征重要性评分较高的化学成分。

无定形共聚酯热分解的裂解-气相色谱-质谱分析

应用裂解-气相色谱-质谱(PY-GC-MS)联用技术研究了新型的无定形共聚酯PETG的热分解性能。结果表明:不同裂解温度下,产物组成差别很大。600℃裂解时,在总离子流图(TIC)上各特征裂解产物的存在最为明显,可以为PETG共聚酯的结构鉴定提供丰富的结构信息。通过热裂解,使PETG产生特征产物、相应的缩合物和环化产物等裂解产物,并经色谱分离、质谱鉴定,可准确判断PETG共聚酯的结构组成。另外根据热分解产物的组成和温度依赖性,讨论了PETG共聚酯的热分解机理。

热裂解-气相色谱质谱联用测定丁腈橡胶中结合丙烯腈含量

采用热裂解-气相色谱质谱联用技术测定了丁腈橡胶中的结合丙烯腈含量,研究了裂解炉温度和样品量对裂解效果的影响;利用质谱检测器对丁二烯和丙烯腈碎片进行了识别,建立了丙烯腈裂解碎片峰高与结合丙烯腈含量之间的关系,并与凯氏定氮法测定结果进行了比较。结果表明,在裂解温度600℃、样品量0.3~0.6 mg的条件下,丁腈橡胶中的丁二烯和丙烯腈碎片有良好的峰形和识别度,丙烯腈质谱特征离子M/Z53的峰高与结合丙烯腈含量呈正相关,定量曲线的线性系数可达0.99以上。与凯氏定氮法相比,该方法测定结合丙烯腈含量的绝对偏差不大于0.7%。

故宫太和殿护板灰有机组分的红外光谱及热裂解-气相色谱/质谱分析

为研究太和殿护板灰中所含有机组分,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)及热裂解-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)对太和殿上层护板灰、太和殿上层西南角护板灰进行分析检测。FTIR分析结果表明两个护板灰样品含有碳酸盐及油脂或虫胶漆类有机物,Py-GC/MS分析进一步确定两个样品所含有机物是植物油,且可能是生桐油与十字花科植物油脂的混合物;此外,在两个样品中检测到的雪松醇应该是太和殿所用杉木望板的挥发组分,而太和殿上层护板灰中则可能含有淀粉。研究结果有助于科学还原太和殿古建护板灰的传统制作方法。

新型潜香类化合物N-(2,3-吡嗪二甲酰基)-丙氨酸甲酯热裂解气相色谱-质谱分析

采用在线热裂解-气相色谱-质谱联用技术(Py-GC-MS)分析了潜香吡嗪类化合物N-(2,3-吡嗪二甲酰基)-丙氨酸甲酯的热裂解行为。首先通过对2,3-吡嗪二羧酸酰胺化反应合成了新型目标化合物N-(2,3-吡嗪二甲酰基)-丙氨酸甲酯,其结构经X射线单晶衍射(XRD),1H NMR,13C NMR,IR和HR-MS证实,然后在空气氛围中,对目标化合物分别在300,600,900℃下进行热裂解,并通过GC-MS对其挥发性热裂解产物进行定性和半定量分析。结果表明:1裂解形成了包括具有香味特征的吡嗪类、大茴香醇和大茴香醛在内的裂解产物共48种。不同温度下挥发性热裂解产物的类型和相对含量不同,300℃和600℃时相对含量最高的均为乙酸,而900℃时相对含量最高的为吡嗪,且与300℃和600℃裂解条件相比所形成的吡嗪类衍生物种类较多,相对含量较高。2在具有香味特征的裂解产物中,大茴香醇的相对含量随温度升高而升高,而大茴香醛和苯甲醛的相对含量则呈现随着温度升高而降低的趋势。基于目标化合物的热裂解产物的定性及定量变化情况,初步探讨了该物质可能的裂解机理。

用气相色谱-质谱和气相色谱-红外联用技术分析热裂解汽油C_9馏分中的组成

采用气相色谱 质谱和气相色谱 红外联用技术对热裂解汽油C9馏分中的组分进行分离和定性分析。实验使用了 5 0m聚甲基硅氧烷毛细管色谱柱 ,EI电离源 ,电离能 70eV和 1 0eV ,红外光谱仪的检测器为MCT。通过分析确定了热裂解汽油C9馏分中 5 2个化合物的结构。降低质谱的电离能有利于确定组分的分子量。质谱可以提供被测组分的裂解碎片离子和分子量的信息 ,红外在确定官能团和同分异构体时要优于质谱。两种联用技术的使用较好地解决了单一方法测定复杂混合物中组分结构所存在的缺陷。

在线热裂解-气相色谱/质谱联用技术分析葫芦巴净油的热裂解产物

采用在线热裂解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)联用技术研究了氦气氛围中葫芦巴净油在300、400、500、600、700、800℃下的热裂解行为。结果表明:1在上述条件下共鉴定出86种裂解产物,主要是酯、酸、醇、烯烃类化合物;2裂解温度低于500℃时,检测到的成分基本相同;3裂解温度从600℃升至800℃,检测到危害性的苯系物种类增多、相对含量增大。此外,对葫芦巴净油裂解产物的致香机理和苯系物的形成机理进行了简单讨论。

用气相色谱-质谱法分析生物质焦油的热裂解成分

生物质焦油是生物质热解气化的副产物。采用热裂解-气相色谱质谱法(PY-GC/MS)对焦油进行研究,分析了其在550℃、1050℃和1300℃条件下裂解的情况。实验表明,裂解温度升高,裂解成分总的质量分数呈递减态势,即由85.397%降至83.198%,最后降到75.483%,降幅达10%。其中10种主要的裂解成分的变化情况存在差异,有6种成分含量下降,总的降幅达到10.85%;另外4种成分的含量却呈上升趋势,总的上升幅度高达15.535%。另外,对主要的裂解成分分析可知,有多种成分是重要的化工原料。通过对生物质焦油进行热裂解分析,可以全面了解焦油的特性,并为焦油的资源化提供基础性资料。

热裂解气相色谱-质谱法对聚四氟乙烯涂层的热裂解产物分析

提出了热裂解气相色谱-质谱法(Py-GC-MS)研究聚四氟乙烯涂层的热裂解性质。采用管炉型热裂解装置和不锈钢毛细管柱,根据样品的复杂程度进行分阶段释放气体分析,得到聚四氟乙烯涂层不同热裂解阶段的释放气体色谱图。结果表明:聚四氟乙烯涂层在100～300℃热裂解温度下检测到的热裂解产物为1,4-二甲基-2,5-二乙基苯、异丙氧基苯胺、双酚A;在300～380℃热裂解温度下检测到的热裂解产物为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4,4′-二甲基苯胺;在380～460℃热裂解温度下检测到的热裂解产物为苯酚、苯胺、对氨基甲苯、二苯醚;在460～600℃热裂解温度下检测到的热裂解产物为四氟乙烯单体。

生物质热裂解气体产物的气相色谱-质谱定性定量分析

采用气相色谱-质谱联用仪对玉米秸和锯木屑流化床热裂解的气相产物进行检测,利用直观推导式演进特征投影法(HELP)对分析所得二维数据进行多元分辨解析,并进一步利用标准质谱图库检索进行定性分析,利用色谱峰峰面积进行定量分析。结果表明,生物质热裂解气相产物含有45个单一组分,主要成分为氩气和水,其中氩气的相对含量为95.619 4%,其余为有机烃类、低碳醛类、低碳酮类、杂环类和苯系化合物等。