衍生化气相色谱指纹图谱方法的研究和应用

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1、摘要卷烟作为一种重要的日常快速消费品，其产品质量的稳定性不仅是烟草生产工业关注的重点，更与广大烟草制品消费者的健康密切相关。本文将以气相色谱法作为基本检测方法，对成品卷烟、原料烟叶和卷烟主流烟气粒相物进行分析，研究不同类别卷烟样品间的差异，以验证已开发的卷烟质量控制方法的合理性和有效性。由于烟草制品所含的化学成分极其复杂，本文引入指纹图谱概念，利用气相色谱技术高效的分离能力获得烟草制品的各类气相色谱图谱，即气相色谱指纹图谱，以表征烟草制品的整体性质。本文实验主要通过对烟草制品中的糖类成分和卷烟主流烟气粒相物中的极性非挥发物进行分析研究，基本实验原理都是通过三甲基硅烷化法对烟草中的糖类和主

2、流烟气粒相物中的极性非挥发物进行衍生，以提高这些化学物质的挥发性，从而实现气相色谱分析，所采用的方法简便、快速，适合工业生产中的产品质量检测应用。气相色谱检测采用GC／FID作为常规检测方法，结合GC／MS对各类指纹图谱中的化学成分进行定性。对于实验所获得的各类烟草制品气相色谱指纹图谱，本文采用已建立并开发相应软件的数据处理方法进行后续分析研究，首先对指纹图谱的色谱保留时间进行校正，然后主要运用主成分分析(PCA)和遗传算法(GA)等化学计量学方法根据气相色谱指纹图谱数据对不同类别烟草制品的差异进行差谱识别和分类识别，并通过相应方法定义的参数对差异进行定量描述。对色谱峰数量较大的指纹图谱

3、，可通过遗传算法进行特征选取，以优化分类结果。本文对各类大量烟草制品气相色谱指纹图谱数据进行了分析研究，结果表明三甲基硅烷化气相色谱衍生法分析可以较好的体现整体测试样本的性质；已建立的气相色谱指纹图谱处理方法可以有效的对大量数据间的不同类别进行准确的模式识别；已开发的软件操作简便、可靠、界面友好。综合而言，无论具体实验操作和数据处理都可基本满足烟草工业生产中产品质量监控的要求。关键词：衍生化气相色谱法，三甲基硅烷化衍生，指纹图谱，主成分分析，遗传算法，烟草制品，质量监控AbstractABSTRACTThequalitystabilityofcigarette，whichisabasic

4、andfastconsumable，notonlyplaysthekeyroleintobaccomanufacturing,buthasacloserelationwiththehealthofnumerousconsumersoftobaccoproductsaswell．Inthispaper，cigaretteproduct，rawmaterialtobaccoandtotalparticularmaterial(TPM)wereanalyzedbasedongaschromatography．Differentsortsoftobaccosamplesweredistingui

5、shedinordertodemonstratetheeffectofdevelopeddataanalysismethodrelatedtocigarettequalitycontr01．Duetothecomplexconstitutionoftobaccosamplematrix，theconceptoffingerprintchromatogram(FC)wasmtroducedherein．FCswereachievedbycapillarygaschromatography(GC)withitshighresolution，andrepresentthewholequalit

6、yofthetobaccosample．TheexperimentalpartofthispaperwastoanalyzeandhadaresearchonsaccharidesandnonvolatilecompoundsinTPMofmainstreamsmoke．Theprincipleistoenhancethevolatilityofthesecompoundsbytrimethylsilylization(TMS)andrenderitpossibletodeterminenonvolatilecompoundsbyGC．GCmeasurementwasadoptedtoG

7、Ccoupledwithflameionizationdetection(FID)andmassspectroscopicdetection(MSD)．Theprocedureofanalysisissimpleandrapidsothatthemethodwouldbeuniversallyappliedinmeasurementofindustrymanufacturing．Dataanalysismethods，whichha