葡萄园使用杀菌剂来控制各种真菌性病害，如霉菌和霉病，从而来保持产物的品质。尽管法规禁止在采收前使用杀菌剂，但这些杀菌剂还是有可能（确实）出现在葡萄酒中，因此人们需要持续进行监测，以最小化任何潜在的危害人类健康的风险。但是相对来说，杀菌剂只是代表了一名葡萄酒分析师关注的许多化合物中的一个小部分。分析师更关注的是那些导致不良气味、味道或香味特性（所谓的“感官故障”）的化合物，特别是那些仅存在痕量级就会对最终产品的特性造成不成比例的影响的化合物。
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目前，杀真菌剂和引起感官故障的化合物是通过顶空固相微萃取结合气相色谱（GC）和四极杆质谱法（MS）来进行检测的。这种技术的主要缺点是在全扫描模式下灵敏度低，故对于检测复杂基质的葡萄酒中痕量级成分时，就会产生问题。这个问题可以通过使用选择性离子监测（SIM）模式的四极质谱计来解决，但在这种模式下，对未知成分的检测几乎不可能实现。
对于这种类型的分析检测来说，全二维气相色谱结合飞行时间质谱（GC×GC-TOF-MS）就成为了一种理想的方法，因为其给出的峰为经两个不同选择性分离柱耦合增强容量后所得的色谱峰，这意味着分析员能够获得更多关于样品成份的信息。
本文描述了如何将GC×GC与高度敏感的TOF-MS结合来产生增强分离，从而使分析员能够检测葡萄酒中痕量级的杀菌剂以及引起感官故障的化合物。
1 试验
1.1样品制备
使用固相微萃取从基安蒂红葡萄酒样品中提取目标分析物。每20mL顶空样品小瓶含有酒（1mL），水（4mL），氯化钠（2g），以及内标系列溶液（40µL）（乙酸乙酯-d8，已酸乙酯-d11，丁醇-d10，5-甲基己，乙酸-d3，己酸-d11，和1,3-二甲基苯酚）。将样品小瓶密封并加热至60℃，时间为2分钟。然后在60℃的环境下，使用DVB/carboxen/PDMS纤维（美国Supelco公司）(50/30 µm)搅拌15分钟，对顶部空间进行萃取。用于样品固相微萃取的纤维需要在275℃的环境下进行处理30分钟。
1.2 GC仪参数设置
配备ZX1热调节器（Zoex公司）的7890A气相色谱仪（Agilent Technologies该屏幕高搜）；载料气体：氦；流量：1mL/min；模式：不分流；进气温度：275℃。2D分离柱：第一维度：30m×0.25mm，0.25µm，BPX5（SGE Analytical Science公司）；第二维度：2.00m×0.1mm，0.1µm，BPX50(SGE Analytical Science公司)。调制器延迟循环：根据第二维度（1.00m）。程序升温：主炉初始温度：40℃(1.0min)，以5℃/min速率升至315℃(5min)。二级焦炉热喷流：165℃(2.0min)，以3.5℃/min速率升至400℃（保持时间匹配总运行时间）。调制周期：4.0s；热喷流脉冲：350ms；总运行时间：61min。
1.2 TOF-MS仪参数设置
Bench TOF-HD（Markes International公司）；电子能量：1.9V；离子源温度：250℃；传输线：300℃；质量范围：m/z 40–500；数据速率：50Hz（每个数据点200光谱积累）。图像处理：GC Image软件（Zoex公司）。
2 结果和讨论
由基安蒂红葡萄酒顶空分析产生的GC×GC-TOF-MS谱图见图1。我们可以看到大量的化合物被分离出来，而如果采用一维气相色谱-质谱法分析，它们中的许多化合物会被一起洗脱下来而无法分离出来。
图1：由基安蒂红葡萄酒的顶空固相微萃取-GC×GC-TOF-MS谱图
我们根据基安蒂红葡萄酒的顶空固相微萃取-GC×GC-TOF-MS谱图所得数据，找到了一些潜在的值得关注的化合物，包括杀真菌剂和引起感官故障的化合物。整个动态范围的10个范例（A-J）已示于图1，每一个实例的质谱图示于图2。
图2：所获取的三个杀真菌剂(A-C)，两个潜在的有毒化合物（D，E），三种引起常见感官故障的化合物(F,G,H)以及两种理想的芳香族化合物(I,J)的TOF-MS质谱图（顶部，红色）和NIST质谱图（底部，蓝色）的对比图
检测出的三种常见杀菌剂：嘧霉胺（A）和环酰菌胺（B），这两种杀真菌剂是用于治疗生理性病害有果腐病（灰霉病）；精甲霜灵（C），该杀真菌剂的活性成分用于治疗霜霉病（葡萄霜霉病）。
检测出了两个潜在的值得关注的化合物：对羟基苯甲酸乙酯（D）和苯并噻唑（E）。对羟基苯甲酸乙酯值得关注的原因是，它是一种潜在的内分泌干扰物，但（就其他对羟基苯甲酸酯类来说）其广泛用于化妆品、药品和食品中。苯并噻唑在所有的葡萄酒中，都是以较低水平，作为天然酵母产物或微生物作用而存在的，但在某些材料如橡胶中都是以较高水平，作为一种污染物存在的。
检测到三种引起常见感官故障的化合物：其中之一为4-乙基愈创木酚（F），它是通过葡萄酒中存在的酒香酵母属（德克酵母）腐败菌酵母前体细胞产生的，它会产生一种不良的芳香族。其他两种化合物愈创木酚（G）和对甲酚（H），涉及到由受烟尘影响的葡萄酿成的葡萄酒的烟状特质。
相比之下，另外两种检测到化合物，我们认为是阳性属性。威士忌内酯（I）是陈酿葡萄酒和烈性酒的特征，而苯乙醇（J）提供了玫瑰/花卉的特征，通常称为红葡萄酒的“玫瑰香”。
结论
GC×GC-TOF-MS技术可以提供检测各种化学物必须的灵敏度、光谱质量和色谱分辨能力，包括潜在有害的痕量级化合物，如杀真菌剂以及感官有关的化合物。该技术具有的一个特性是用于分析复杂样品中的单一的、痕量的组分，并给出确切的特征描述。
作者：Steve Smith, Laura McGregor, David Barden
来源：材料与测试
译者：兔子小光
译自chromatographyonline
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