挥发性有机化合物的 fizz 萃取结合大气压化学电离四极杆质谱法

本提取过程的总体目标是从液体样品中释放挥发性化合物，并将这些化合物转移至质谱仪进行检测。该方法有助于回答科学或环境化学领域中的关键问题，例如饮料或废水中存在哪些挥发性化合物。该技术的主要优势在于其快速，并可在线联用质谱检测。

我最初想到这个方法是在一个阳光明媚的日子打开一瓶碳酸饮料时。释放出的二氧化碳气泡带出了饮料的香气。我感觉我们很容易就能在实验室中重现这一过程。

开始此实验步骤时，通过将10微升柠檬烯与990微升乙醇混合，配制柠檬烯的乙醇储备液。为制备实际样品，首先使用厨房榨汁器挤压新鲜青柠果实以获取青柠汁。随后，将2毫升青柠汁与500微升乙醇混合。

加入液相色谱-质谱级水至最终体积为10毫升，并充分振荡容量瓶。将稀释后的青柠汁样品转移至带有隔垫盖的20毫升螺口顶空玻璃小瓶中。接下来，通过混合2毫升青柠汁、10微升柠檬烯储备溶液和490微升乙醇，制备加标样品。

加入液相色谱-质谱级水至终体积为10毫升，并充分振荡容量瓶。将二氧化碳气瓶连接至气泡萃取系统的气体入口。打开气体减压阀的阀门。

然后将输出压力设置为 1.5 bar。接着，将萃取室出口连接至离子源入口。再将气液萃取系统连接至 12 伏电源。

设置与 fizzy 提取系统相连的三重四极杆质谱仪的数据采集软件。将去溶剂化管线温度设为 250 °C，干燥气流速设为 15 L/min。然后选择质谱数据采集方法文件。

检查碰撞电压是否为 -20 伏，前体离子母离子荷质比为 137，碎片离子母离子荷质比分别为 81 和 95。然后点击“开始单次运行”按钮。使用螺纹接口将样品瓶放入气液萃取系统中。

按下气泡提取系统LCD屏蔽装置上的启动按钮。在自动气泡提取过程进行的同时，观察三重四极杆质谱仪屏幕上离子信号的发展情况。二氧化碳在简易腔室内被加压。随后，该简易腔室被减压，从而产生冒泡现象。

在起泡萃取过程完成后，将样品瓶从系统上拧下。用纤维素纸巾擦拭样品搅拌转子，随后用乙醇清洗转子，并再次用纤维素纸巾擦拭。

关闭电源后，将离子源上的气泡萃取出口管断开。然后关闭气体钢瓶的阀门，并断开气体管路。从三重四极杆质谱仪的数据采集软件中将主电荷比81的萃取离子流导出为ASCII文件。

首先，点击“选择文件夹”并选择数据文件。点击“文件”选项卡，选择“导出数据”，然后选择“以ASCII格式导出数据”。选择输出文件，设置文件路径，然后点击“打开”。

然后选择质谱色谱图（MC），将数据导入峰面积积分软件。要导入数据并测量峰面积，请在“文件”选项卡中选择“导入”选项。打开数据文件后，单击“是”按钮，然后选择 X 列和 Y 列中的数据。接着单击“确定”，并选择“自动拟合峰（单残差）”选项。

现在，半自动拟合提取峰，确保拟合曲线与实验数据点吻合。选择“列出峰估计值”选项，然后选择“ASCII 编辑器”。将拟合结果复制到剪贴板。

在数据分析软件中输入峰面积时，首先将峰面积值输入 Y 列，将浓度值输入 X 列。在“绘图”选项卡下，选择“符号”和“散点图”。然后在“分析”选项卡中选择“拟合”和“线性拟合”。

提取事件的时间峰面积与经起泡萃取处理的液体样品中分析物的浓度相关，从而实现定量分析。本实验采用双标准加入法，以验证该技术的定量能力。下图展示了稀释青柠汁样品中加入的柠檬烯标准品浓度与时间峰面积之间的关系图。

根据所得的斜率和截距值，稀释后的青柠汁样品中柠檬烯的浓度为 8.51 × 10⁻⁵ 摩尔每升。乘以稀释倍数后，原始青柠汁样品中柠檬烯的浓度为 4.26 × 10⁻⁴ 摩尔每升。若操作得当，掌握该技术后可在不到 10 分钟内完成。

在尝试该实验操作时，重要的是要牢记正确设置实验参数。观看本视频后，您应能够充分掌握如何搭建碳酸提取装置并完成实际样品的提取操作。请勿忽视，使用压缩气体可能具有极高的危险性，因此在进行该操作时，必须始终采取佩戴护目镜等安全防护措施。