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烟草作为一种复杂的植物样品,其成分的分析是一项重要任务。本文首先介绍了所研究的两类化合物(多酚与有机酸)在烟草中的含量与分布以及对烟草,烟草制品,人体健康的重要影响,并总结了化学计量学在烟草化学研究中的应用,随后考察了不同前处理方法等对烟草多酚与有机酸的萃取效率的影响并建立了二者的同时快速分析方法,具体内容主要包括:
1、考察了基于不同萃取机理的固相萃取小柱(C18反相萃取柱,NH2正相萃取柱,SAX强阴离子交换柱,以及OASIS柱)对烟草多酚的分离富集情况。结果显示C18与OASIS萃取柱不仅可以快速纯化烟草多酚样品,而且简化了固相萃取的操作程序。同时建立超高效液相色谱.串联质谱法(UPLC-MS/MS)对烟草多酚的快速分离测定方法,该方法具较高的灵敏度和精密度,以及有较好的重复性。分离时间不足2分钟,对多酚的检测限达到了0.05ng/ml。
2、考察了基质固相分散萃取(MSPD)、超声.固相萃取(USE-SPE)和加热回流萃取(REFLUX)等样品前处理方式对烟草中多酚和有机酸分析的影响,并对比了不同萃取方式的分析特性。同时评估了Amberlite XAD-2,氧化锆和AA12S50等几种MSPD新型支撑吸附材料的应用效果,并对影响MSPD方法的几个参数(洗脱剂浓度,pH,洗脱体积等)进行了优化。结果显示,MSPD支撑材料氧化锆与AA12S50的混合控制机制模式比起单一的支撑吸附材料,更适合对多酚的萃取。另外利用紫外光谱和基质效应进一步评估了3种前处理方式对不同种类烟草萃取效率的影响。结果表明,虽然USE-SPE与MSPD和REFLUX相比,USE-SPE离子抑制效应较强,但具有回收率高,萃取物浓度高和低检测限以及可以实行大批量样品处理的优势。因此,USE-SPE更适合烟草多酚和有机酸的萃取与定量测定,而MSPD可作为鉴定烟草多酚和有机酸的有效手段。
3、建立了烟草多酚与有机酸的快速同时测定分析方法并直接快速分析不同等级,不同地域及不同种类中烟草多酚和有机酸的含量,以运用化学计量学方法(聚类分析,主成分分析与线性判别分析)对其进行了表征区分。聚类分析与主成分分析结果表明,不同种类烟草间的差异最大,可以正确区分;而不同等级与不同地域的烟草差异相对较小,不易完全区分,却对同一种类之中某一特定类别或等级具有较好的区分能力。同时,线性判别分析表明,对不同种类烟样的判别力达到了100%,但对不同等级和地域的判别力仅为55.3%和60%,这从另一方面也证明了种类之间的差异要远大于等级与地域之间的差异,说明烟草多酚与有机酸包含了丰富的信息,可以结合其它变量来进一步表征烟草之间的差异。
4、以建立好的UPLC法对不同种类烟草中的多酚进行分析,以此建立了不同种类烟草中多酚类物质的UPLC指纹图谱,并结合聚类分析结果,为烟草识别及烟草制品的质量控制提供了部分科学依据。同时该方法具有操作简单快速,精密度、稳定性和重现性良好等优点。