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丙酮出峰异常的小探讨
前期概要
网友发帖讲:用
gc-MS法测定某精油中的丙酮残留,极性柱上出现相邻的两个峰,且MS离子流几乎一模一样;但色谱纯丙酮仅一个峰。在非极性柱上,两峰合一。(参见:
http://bbs.instrument.com.cn/topic/6566665)
现象描述(HP-INNOWAX柱):
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上图为SIM扫描叠加图,蓝色单峰为标准品丙酮峰,其他双峰为不同样品;以此观察,前面的峰应为丙酮;
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上图为单一样品SCAN扫描图,前锋为丙酮,后峰为干扰峰;
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以上两图分别为前锋丙酮和后峰干扰峰的MS图,几乎完全一样。
改用DB-5MS柱测试,含量显著升高,应该是两峰合一了。
疑问:按理讲,丙酮不应该出现两个峰,而且作为标准品的色谱纯丙酮中也仅有一个峰。但是后面的干扰峰MS几乎和丙酮完全一样。
请教各位专家,是否见过类似情况?是否知道这个MS图和丙酮完全一致的物质是什么?山苍子油, 50 和60度恒温都试过。关键是两个物质MS图完全一样。想不出来有这样的化合物。(注:山苍子油,又名山胡椒油、木姜子油,用水蒸汽蒸馏法从山苍子果实提取的精油。主要成分柠檬醛(橙花醛和香叶醛两个异构体总合约70%左右)、甲基庚烯酮、香茅醛、α-蒎烯、莰烯、苎烯、α-蛇麻烯、对异丙基甲醇、香叶醇、樟脑等。是重要的香料原料。)我说:前面小的和后面大的峰都是丙酮,是因为色谱分离条件不够理想或样品体系的影响而造成的连峰,有些情况下可能是一大接着一小峰。我找到我们的样品(不是同样的精油),丙酮是单峰:
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丙酮的峰型还可以。我的图不是网友的山苍子油,我查了一下许多样品都是一个峰,只是用丙酮稀释样品时候会出现峰型不好,有点前面大后面小拖尾的情况。
网友的分离条件是:50/60恒温5min,后面就是20度升上去。 进样量1.0 分流比 50:1 进样口250度 乙醇稀释5倍。
我感觉这个可能是基质引起的,但自己没做过,具体情况不知道,就决定试试看看到底是什么情况,探讨一下。
1试验部分1.1 仪器与装置
美国安捷伦6890N/5975C
气相色谱-质谱联用仪。
1.2 样品和标样、试剂
上苍子油样品,市场样,来自国内某供应商。
丙酮(色谱纯,办证特购),乙醇,特丁基甲醚,乙醚,正己烷,环己烷(色谱纯,安谱公司)
1.3
gc/MS条件
1.3.1 色谱条件:
色谱柱:安捷伦HP-Innowax(60m×0. 25 mm ( i.d.)×0.25μm)毛细管柱;
升温程序: 40,60,80℃,以3 ℃/min升至100℃,以10℃/min升至 250℃,保持一定时间至所以峰流出;
载气(He,纯度99.999%以上)流速1.9mL/min;
进样口温度250℃,分流进样,分流比50:1,100:1; 进样量:1μl。
1.3.2质谱条件:
电子轰击(EI)离子源;电子能量70eV;传输线温度280℃;离子源温度230℃;四级
杆温度150℃。SCAN扫描范围:29-400。
1.4样品处理及分析方法山苍子油样品用乙醇,特丁基甲醚,乙醚,正己烷,环己烷稀释5倍,即20%(w/w)。
2 结果与讨论下面是基本按照网友的分析条件(进样口温度250度,分流进样,分流比50:1,进样量1ul,样品用乙醇稀释5倍,柱温60度,3度/min升温,柱流速:1.9ml/min)测定山苍子油的总
离子色谱图,样品大致含400ppm的丙酮:
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最前面是丙酮和溶剂乙醇的峰。
下面是不同浓度(第二张图的丙酮含量高一些)丙酮放大后的TIC:
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从上面图来看,和网友的结果一样,丙酮峰型不好,一小一大。但没有网友一小一大两个峰分的开,是由于柱流速高的缘故。验证了此精油样品确实对丙酮测定有影响。
1. 不同起始柱温的影响
下面为20%乙醇稀释的精油在起始温度60度,80度和40度的总
离子色谱图
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可以看出不管是40,60或80度丙酮的峰型都不好。有种说法是分流进样时候初始柱温尽可能高一些,乙醇的沸点是78度,这种说法好像不适应这种情况,提高柱的初始温度对改善丙酮峰型几乎无效。可能另有别的原因,可能和上苍子油含大量柠檬醛等物质的影响有关。也就是说改变柱子的初始温度这条路走不通,需要考虑其它分离条件来改善丙酮的峰型。
2. 不同分流比的影响
下面为不同分流比(50:1和100:1)对丙酮峰型分离的影响,初始柱温均为60度。
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从上面看到,分流比大时候,丙酮峰型并未明显改善。只是峰小了一点,稍有改善。
也就是说改变分流比这条路也走不通,需要考虑别的方法来改善丙酮的峰型。
3. 不同溶剂对分离的影响
下面是山苍子油样品用乙醇,特丁基甲醚,乙醚,正己烷,环己烷稀释5倍,即20%(w/w)后进样的总
离子色谱图。初始柱温均为60度。
乙醇为溶剂的丙酮分离情况:
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叔丁基甲醚为溶剂的丙酮分离情况:
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乙醚为溶剂的丙酮分离情况:
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正己烷为溶剂的丙酮分离情况:
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环己烷为溶剂的丙酮分离情况:
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几种溶剂的沸点如下:
乙醇:78度,特丁基甲醚:55.3度,乙醚:34.6度,正己烷:68度,环己烷:80.7度,另外丙酮的沸点为56.5度。
几种溶剂的极性顺序为:乙醇>特丁基甲醚>乙醚>正己烷>环己烷,其中乙醇为极性化合物,其它几种溶剂的极性很弱。
从上面可以看出来,乙醇为溶剂的丙酮的峰型最不好,特丁基甲醚为溶剂时候丙酮的峰型要比乙醇为溶剂好许多,改善不少,而乙醚为溶剂的丙酮峰型很好。那是不是说明沸点越低的溶剂测定丙酮的峰型更好呢?是不是分流进样时候初始柱温尽可能高一些的说法相符合呢?和极性有无关系呢?
随后用正己烷和环己烷作为溶剂进行实验,发现正己烷和环己烷测定丙酮的峰型也很好。是不是可以说是用弱极性溶剂更好呢?
3 结论
3.1山苍子油基质在一定色谱条件下会影响丙酮的峰型。
3.2在用极性乙醇作为溶剂的情况下,改变柱子的初始温度,对丙酮的峰型改善作用不大。
3.3 分流比影响对丙酮的峰型不是很大。
3.4 改用非极性溶剂能够显著改善丙酮的峰型,其中乙醚作为溶剂的峰型很好,但乙醚沸点低,有气味,做标线的溶剂不是很理想。可以考虑正己烷做溶剂可能比较好。
(另外注意:开始环己烷的稀释液有点浑浊,后变清。如果使用环己烷做溶剂,可以过滤一下后进样。)
3.5 在非极性柱子上面丙酮是单峰峰型。但非极性柱子可能对其它组分分离不是很理想,例如小分子化合物出峰太快,容易和其它组分相重。