龍成生 吳德華 陳然然

人體氣味主要由揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機(jī)化合物組成，成分復(fù)雜，濃度差別大。目前，氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)(GC/MS)是人體氣味分析的主要手段。而在人體氣味分析過程中，氣味樣本的采集和預(yù)處理對(duì)后續(xù)分析影響極大。人體氣味采集方式主要分接觸式采樣和非接觸式采樣兩種。接觸式采樣將采樣介質(zhì)直接與采樣部位接觸，通過擦拭的方式將氣味附著在采樣介質(zhì)上；非接觸式采樣則利用靜態(tài)頂空吸附或動(dòng)態(tài)循環(huán)方式將氣味富集到采樣介質(zhì)上。常用的采樣介質(zhì)包括紗布、棉布、活性炭、玻璃珠、不銹鋼管、有機(jī)聚合物和聚合物復(fù)合材料等。人體氣味樣品在進(jìn)行儀器測(cè)試前進(jìn)行的預(yù)處理方法通常采用液液萃取、固相微萃取、攪拌棒吸附萃取、頂空氣體進(jìn)樣等。

本文比較分析了PDMS Twister和Carbon Monotrap兩種攪拌棒吸附材料在人體氣味分析中的富集效果。

一、實(shí)驗(yàn)材料與方法

（一）儀器與材料

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Agilent 7890-5975MSD，USA)，多功能自動(dòng)進(jìn)樣器(Gerstel MPS XT，Germany)，磁力攪拌吸附萃取棒(PDMS Twister，Gerstel)， Carbon Monotrap吸附子(GL Sciences)。

（二）樣品采集方法

1.PDMS Twister接觸式采樣

采樣前，將磁力攪拌吸附棒在氮?dú)獗Ｗo(hù)下300℃老化2h，冷卻至室溫備用；采樣時(shí)，取出磁力攪拌吸附棒在采樣部位與皮膚接觸1min(如手部氣味采集為靜握1min)，然后將磁力攪拌吸附棒置于潔凈的玻璃襯管中，待測(cè)。為了確保玻璃襯管不被污染，每一個(gè)吸附棒配一個(gè)玻璃襯管，且與吸附棒同時(shí)老化。采樣過程中，用不銹鋼鑷子夾持玻璃襯管，用專用磁力桿將吸附棒取出；采樣結(jié)束后，再用磁力桿將吸附棒裝入玻璃襯管。

2. Carbon Monotrap接觸式采樣

采樣介質(zhì)為一次性吸附棒(Carbon Monotrap)。采樣時(shí)，將吸附棒從安瓿瓶中取出，裝在自制采樣針上，然后將吸附棒在采樣部位來回滾動(dòng)，確保吸附棒與采樣部位接觸1min；樣品采集后，將吸附棒置于2mL干凈螺口瓶中，待測(cè)。

3.靜態(tài)非接觸式采樣

采用非接觸式采樣時(shí)，將PDMS Twister和Carbon Monotrap置于一個(gè)直徑2cm、長(zhǎng)25cm的石英舟內(nèi)，確保不與采樣部位直接接觸；然后將石英舟倒扣在采樣部位，確保石英舟四周與皮膚緊密接觸，使得石英舟里采樣空間與外部空氣不連通；采樣時(shí)長(zhǎng)為40min，其他條件和處理方法與接觸式采樣相同。

（三）分析條件

DB-5毛細(xì)管色譜柱，30m×250mm×250μm；起始溫度為40℃(保持5min)，以10℃/min升至200℃，保持1min)；PTV進(jìn)樣口，初始溫度-150℃，以12℃/s升至220℃，直至分析結(jié)束；接口溫度280℃。質(zhì)譜EI電離源70 eV，掃描范圍35-350 amu。

PDMS Twister和Carbon Monotrap進(jìn)樣采用MPSXP中的TDU-CIS功能模塊，對(duì)樣品進(jìn)行冷聚焦再進(jìn)樣。其中，TDU參數(shù)為：初始溫度20℃，以60℃/min升至100℃，再以720℃/min升至250℃，保持1min，傳輸線溫度保持250℃，不分流脫附模式。CIS參數(shù)為：初始溫度-150℃，以12℃/s升至250℃，保持1min。

（四）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了比較不同采樣方式之間的差異，對(duì)同一個(gè)體同一部位用相同采樣介質(zhì)在接觸和非接觸采樣方式下分別進(jìn)行6次采樣，每次采樣前均對(duì)采樣介質(zhì)進(jìn)行了空白檢測(cè)。在比較不同介質(zhì)的采樣效果時(shí)，對(duì)同一個(gè)體同一部位用不同采樣介質(zhì)用相同采樣方式分別進(jìn)行6次采樣，每次采樣前均對(duì)采樣介質(zhì)進(jìn)行了空白檢測(cè)。

（五）數(shù)據(jù)分析

利用SPSS分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用方差分析檢驗(yàn)比較不同采集方式之間、不同采集介質(zhì)之間的差異性，P＜0.05表示差異顯著。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（一）不同采集方式的比較

人體氣味采樣主要分為接觸式采樣和非接觸式采樣兩種方式。本文用2種采樣介質(zhì)對(duì)兩種采樣方式進(jìn)行了比較研究，考察了每種采樣介質(zhì)在不同采樣方式條件下的樣品富集效果。每種介質(zhì)用不同采樣方式對(duì)同一采樣對(duì)象同一采樣部位分別進(jìn)行了6次采樣，然后用GC/MS進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表1所示。

表1 不同采樣方式對(duì)樣品富集效果的影響

從表1可看出，接觸式條件下，PDMS Twister獲得的平均峰數(shù)量大約是非接觸式采樣的2.6倍，總峰面積大約是非接觸式采樣的8倍；接觸式條件下，Carbon Monotrap獲得的平均峰數(shù)量大約是非接觸式采樣的3.3倍，總峰面積大約是非接觸式采樣的24倍。因此，無論是峰數(shù)量還是總峰面積，接觸式采樣的富集效果優(yōu)于非接觸式采樣；另外，非接觸式采樣單次采集時(shí)間是接觸式采樣的40倍。

（二）不同采樣介質(zhì)的比較

目前，人體氣味樣品采集主要利用采樣介質(zhì)的良好吸附能力，將氣味化合物富集，再通過熱脫附方式解析進(jìn)樣分析。不同的采樣介質(zhì)具有不同的吸附特性。本項(xiàng)目對(duì)實(shí)驗(yàn)室常用的2種采樣介質(zhì)(PDMS Twister和Carbon Monotrap)進(jìn)行了比較研究。

采樣介質(zhì)的空白值是衡量背景干擾的重要指標(biāo)。表2列出了2種采樣介質(zhì)的空白值， PDMS Twister的背景干擾明顯大于Carbon Monotrap。

表2 不同采樣介質(zhì)的空白值

比較理想的采樣介質(zhì)具有背景干擾小且富集效果好的特點(diǎn)，但因材料的敏感度、合成工藝不同，同時(shí)滿足這兩個(gè)條件比較困難。表3列出了在非接觸采樣方式下，2種采樣介質(zhì)在去除背景干擾條件下的富集效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在非接觸式采樣條件下，Carbon Monotrap的富集效果明顯優(yōu)于PDMS Twister。

表3 非接觸采樣方式不同采樣介質(zhì)的富集效果

接觸采樣方式條件下，2種采樣介質(zhì)的富集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在接觸采樣方式條件下，PDMS Twister和Carbon Monotrap的富集效果相近。為了進(jìn)一步比較PDMS Twister和Carbon Monotrap的富集效果，對(duì)其進(jìn)行了差異性分析，結(jié)果如表5所示。

表4 接觸采樣方式不同采樣介質(zhì)的富集效果

表5 接觸采樣方式條件下PDMS Twister和Carbon Monotrap的富集效果差異性分析

從表5可看出，在接觸采樣方式條件下，PDMS Twister和Carbon Monotrap的富集效果不存在顯著差異性。

三、結(jié)論

本項(xiàng)目比較研究了2種采樣介質(zhì)對(duì)人體氣味樣品的富集效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，非接觸式條件下Carbon Monotrap富集效果明顯優(yōu)于PDMS Twister；接觸式條件下Monotrap與Twister富集效果相同，不存在顯著差異。但是，在采樣過程中，PDMS Twister操作煩瑣且成本較高，很難實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模采樣；而Carbon Monotrap具有攜帶方便、無須預(yù)處理等優(yōu)點(diǎn)。該方法集樣品采集、樣品前處理、進(jìn)樣于一體，操作簡(jiǎn)單，是超大規(guī)模采樣的較好選擇。