汽车科普｜气味科普之仪器分析

上一期的 章《气味科普之样品采集》重点介绍了气味样品的采样方法，样品采集完成后，如何对气味物质进行分析测定呢？目前，测定车内气味的方法主要有两类。一类是以测定气味的化学成分、物质浓度为主要目的的仪器分析法；一类是依靠气味评价员的嗅觉对气味进行量化分析的感官评价法。

仪器分析法一般依赖于先进的分析仪器，通常使用的仪器主要有气相色谱/质谱联用仪（GC/MS）、气相色谱嗅觉测试联用（GC/O）仪、电子鼻等。本期我们将对气体样品的仪器分析方法重点介绍。

1、气相色谱/质谱联用仪（GC/MS）

气相色谱法（GC）利用样品在色谱柱中气相和固定相间分配系数的不同，经过反复多次分配从而实现分离。气相色谱具有高效能、高选择性、高灵敏度、高分辨率、样品用量少、分析速度快等特点，主要用于沸点低、易挥发成分的定性定量分析。质谱法（MS）是一种通过测定被测样品离子的质荷比来进行分析的方法。质谱法检测灵敏度高，可通过谱库检索来定性，也可根据目标化合物质谱的特征峰来确定分子结构。气相色谱/质谱联用法结合了气相色谱和质谱的优点，具有灵敏度高、分析速度快、鉴别能力强等特点，可同时完成待测组分的分离和鉴定，特别适用于多组分混合物中未知组分的定性定量分析、化合物的分子结构判别、化合物分子量测定等。目前，气相色谱/质谱联用仪也是汽车行业测定气味物质最常用的方法，下表为利用GC/MS得到的气味物质分析结果。

表1 气相色谱/质谱联用仪（GC/MS）分析结果示例

2、气相色谱嗅觉测试联用仪（GC/O）

气相色谱嗅觉测试联用仪（GC/O）是指气相色谱与嗅觉计相结合，气体组分首先通过气相色谱进行分离，再从嗅觉计出口逐一流出，由嗅辨人员嗅闻加以判断确定物质种类。该仪器使感官所嗅闻到的结果与质谱的检测结果直接相匹配，从而可以更好的确定气味化合物，且嗅觉测量装置在连接到气相色谱时毛细管柱接入的长度经过软件的精确计算，从而保证嗅闻时间与仪器的检测时间基本无滞后现象。它是用来研究气味的有力工具，对鉴别特征气味化合物、气味活性化合物及用来确定各组分的气味强度及贡献很有价值。GC/O技术已被广泛的应用于关键气味化合物的鉴定，例如对各种食品风味的研究，如火腿、酸桔、茶等。目前，汽车行业也在积极探索应用GC/O技术开展气味溯源等研究工作，下表为利用GC/O得到的气味物质分析结果。

表2 气相色谱嗅觉测试联用仪（GC/O）分析结果示例

3、电子鼻

电子鼻是利用气体传感器阵列的响应图谱来识别气味的电子系统，它可以在几小时、几天甚至数月的时间内连续地、实时地监测特定位置的气味状况。电子鼻不仅可以根据各种不同的气味检测到不同的信号，而且可以将这些信号与利用标样建立的数据库中的信号加以比较，进行识别和判断。电子鼻的工作原理是：通过采样系统将气味输送到传感器所在的测试腔，此时气味与传感器的活性材料反应，传感器把化学输入转换为电信号；通过电路部分采集到这些电信号，然后采用模式识别对这些电信号进行处理，来分析和识别所测的气体。

中汽数据有限公司开发的PID电子鼻采用光离子化气体传感器（PhotoIonizationDetector，PID）作为检测器，可将PID检测的车内挥发性有机物浓度与气味评价员主观评价结果进行关联分析，建立气味等级预测模型，进而对气味进行检测分析。利用该仪器对46款市场主流车型分别在常温和高温条件下进行气味检测，结果表明，PID电子鼻的客观气味检测结果误差可控制在±0.3级之间，小于主观气味评价结果误差±0.5级，具体见下图。PID电子鼻气味检测结果准确度高、稳定性好，对于不同车型的气味强度区分度高，可作为车内气味评价的通用方法之一。目前，该电子鼻已在吉利汽车、东风日产、吉智新能源、江淮汽车等企业得到实际应用。

PID电子鼻与主观评价气味结果对比

目前，汽车行业常用的感官评价法容易受到气味评价员身体状态的影响，在结果一致性、重现性等方面存在不足，电子鼻可将气味客观检测结果与主观评价结果相结合，检测结果的稳定性和一致性较好，可极大提升气味管控效率，降低人力成本，未来，必将在车内气味管控中发挥越来越大的作用。

（ 中部分内容参考 献和 络资料整理得到）