多年來，眾多類型的分析儀器皆已采用簡化設計，成為用于現場 檢 驗 的 便 攜 式 或 手 持 式 設 備，如 XRF、LIBS、Raman、FT-IR 和 NIR 分析儀等。然而，在保持實驗室分析性能的同時，將氣相色譜儀/質譜儀（GC/MS）簡化為現場便攜式配置卻是一項更大的挑戰。以往的大多數研究都采用了直接進樣的方法，這種方法無需任何類型的樣品制備或進樣配件。因此，如果樣品需要復雜的前處理，或特殊的進樣方式，那么現場便攜式儀器的實際價值將會大打折扣。本文介紹了利用新型現場便攜式 GC/MS 系統（Torion® T-9, PerkinElmer Inc., Shelton, CT）快速識別和檢測飲用水中土臭素的方法和結果，樣品的一般分析時間不到 10 分鐘。

Torion T-9 GC/MS 技術已有公開的文獻資料 1，2 就系統本身及其現場分析的適用性進行探討。但在近期，該系統以低熱質（使用直接接觸式電阻加熱）柱束替換常規毛細管柱，實現了一定程度的系統改善。色譜柱具有更均勻的受熱，有效消除了傳統色譜柱技術的冷卻點，從而可以在高沸點化合物所需的高溫 GC 運行條件下，促進半揮發性有機物的色譜分離。質譜儀采用環形離子阱配置，相較于其他設計，這種設計更容易實現微型化改造。設計離子阱使得捕獲體積有所增大，離子計數得以升高，從而實現低噪聲水平和良好的靈敏度。離子阱質量分析器經加熱升溫至 175~210 ℃（具體取決于目標分析物）左右，并在真空環境下運行。電極可因此長時間保持清潔，減少了不必要的頻繁維護。有關 Torion T-9 GC/MS 技術的詳細說明，請參閱參考文獻3。

樣品前處理模塊通過使用電池供電的緊湊型采樣配件（SPS-3™, PerkinElmer Inc., Shelton, CT），可以進一步加強 GC-MS 用于現場檢測的能力 4。快速采樣模塊的選擇包括用于固體樣品的固相微萃取（SPME）和加熱頂空（HS）；用于氣體樣品的動態針捕集（NT）；用于液體樣品的吹掃捕集（P&T）和熱脫附（TD），以及添加內標（IS）的模塊。在某一特定采樣地點，樣品前處理與分析可能存在各種不同的應用要求，多種多樣的配制可以靈活應對各種應用場景。現在讓我們更加詳細地了解飲用水中土臭素的測定方法

分析飲用水所含的土臭素土臭素是一種由各種微生物和細菌產生的有機化合物，具有泥土芳香。土臭素還是甜菜產生土腥味，及下雨時空氣中出現強烈泥土氣味的主要原因。土臭素由幾類微生物產生（如藍細菌和放線菌），這些微生物死亡時便會釋放出土臭素。在以地表水作為供水來源的地區，當地可能會定期出現飲用水口感不佳的情況，這是因為在細菌大量死亡時，土臭素將進入當地的供水體系 5。從化學方面來看，土臭素是一種分子式為C12H22O 的雙環醇，作為萘烷的衍生物，其通常被稱為十氫化萘。沸點大約為 270 ℃6。將 20 ppt 的土臭素加入 500 mL 水樣中，在沒有任何預處理步驟的情況下，于環境溫度中通過真空泵產生 25-35 mL/min的流速，然后在失活不銹鋼固相萃取（SPE）吸附管中填充聚二甲基硅氧烷（PDMS）顆粒（尺寸：125~180 μm），借此捕集土臭素。隨后通過儀器的熱脫附系統將目標分析物轉移至PDMS 動態針捕集阱中。在 200 ℃環境下，使用氦載氣以 6 mL/min的速率進行長達10分鐘的脫附步驟。在270 ℃環境下，使用動態針捕集阱進行 GC-TMS 進樣，時長 60 秒。進樣方法的原理圖如圖 1 所示。質譜儀和色譜分離條件分別如表 1 和 2 所示。色譜分離的總離子色譜圖（TIC）與提取離子色譜圖（RIC）如圖 2 所示，展現了母體分子離子與相關土臭素片段的情況，具體由其依照的NIST 標準譜圖進行確認。反卷積色譜圖與質譜圖如圖 3 所示，證明儀器的反卷積算法可以很好地分離 20 ppt 土臭素。根據土臭素校準的統計分析，檢出限在 ppt 水平。

結論在偏遠野外地點的惡劣條件下，針對空氣、水和固體基質樣品中的揮發性與半揮發性有機化合物，痕量水平分析的需求正日益增長。這項研究表明，通過便攜式 GC/MS 與快速樣品前處理 / 進樣技術的結合，目前已可取得實驗室級別的儀器性能。這種組合能夠基于定量與定性篩選目的開展各類環境分析，為非技術或無經驗現場操作人員提供快速、操作性強的解決方案。本文證明，Torion T-9 GC/MS系統可在 10 分鐘內檢測并確認飲用水中土臭素的存在（ppt 水平）

參考文獻1. Hand-Portable Gas Chromatograph-Toroidal Ion Trap Mass Spectrometer (GC-TMS) for Detection of Hazardous Compounds; J. A. Contreras et.al., Journal of American Society of Mass Spectrometry, Vol 19, Issue 10, p 1425–14, (2008).2. Trace Analysis in the Field Using Gas Chromatography-Mass Spectrometry; T. V. Truong et.al., Scientia Chromatographica, 6(1):13-26, (2014).3. Torion T-9 Portable GC/MS Product Note, https://www.perkinelmer。。ｃｏｍ/ lab-solutions/resources/docs/PRD_Torion-T-9-GCMS_012311B_01.pdf.4. SPS-3 Sample Preparation Module for Torion T-9, http://www.perkinelmer。。ｃｏｍ/lab-solutions/resources/docs/PRD_Sample_Prep_Station(013095_01).pdf.5. Geosmin, an Earthy-Smelling Substance Isolated from Actinomycetes; N. N. Gerber and H. A. Lechevalier, Applied Microbiology, Vol. 13, No. 6, (1965).6. Dehydration of 2-methylisoborneol and Geosmin in the Trace Analysis of Taste-Odorants in Water by Purge-and-Trap Sampling with Gas Chromatography (GC) -Mass Selective (MS) Detection; T. Manickum and W. John, Hydrology Current Research, Vol 2, Issue 3, (2012)