主题：【资料】顶空气相色谱系列讲座(140讲)

顶空气相色谱系列讲座（105）（下）-自制SPME顶空装置的应用

3.2  最佳萃取时间和萃取温度的选择

在相同的平衡温度条件下，比较 一氯苯，二氯苯，三氯苯色谱峰高与萃取时间的关系，确定最佳萃取时间为30min。在相同的萃取时间条件下，比较 一氯苯，二氯苯，三氯苯色谱峰高与萃取温度的关系，确定最佳萃取温度为50℃。



3.3  线性关系与检测限

以色谱峰高(h, mm)对顶空瓶中 一氯苯，二氯苯，三氯苯标样质量浓度(C, mg/L)作标准曲线，在3种组分的质量浓度为10-l00mg/L范围内。一氯苯的标准曲线方程为 h1 = 0.9273, C1 = 1.1361，相关系数为 R1 = 0.9968；二氯苯的标准曲线方程为 h2 =1.0436， C2 =0.8943，相关系数为 R2 =0.9976；三氯苯的标准曲线方程为 h3 =0.5921 ,C3 =0.8672，相关系数为

R3 =0.9904。根据S/N=2，确定最低检出限:一氯苯最低检出限为0.32mg/L,二氯苯为0.27mg/L，三氯苯为0.50mg/L。



3.4 精密度与回收率

将样品测定5次，测定峰高取平均值计算样品中的氯代芳烃含量，计算精密度，在样品中加人已知量标准溶液，测定回收率。表-1表示了方法精密度和回收率。



3.6 与商品萃取头比较

将自制的萃取头与商品萃取头聚二甲基硅氧烷(PDMS,100μm)和聚丙烯酸酯（PA,85μm）对水中三种氯代芳烃萃取性能进行比较，色谱峰面积测定值见表-3。


4  结论

本文使用苯乙烯丙烯酸乙酯聚合物——SE-30混合物(质量比为3:1 ) 作为固相微萃取头涂层，对氯代芳烃化合物具有良好的吸附、富集作用，在气相色谱分析中热解吸速度快，样品分析定量结果准确。自制的SPME装置与气相色谱仪的联用效果好，操作简单、方便，重现性好。在SPME技术研究与应用中，提供了色谱固定液与石英纤维结合的新途径及新的吸附物质。在复合涂层中，由于苯丙聚合物的结构特点，能够对芳烃及酯类物质具有良好的吸附，同时还保持了SE-30的吸附特性。我们也初步做了该涂层吸附卤代烃、酚类、醇类、酯类的实验，并与PDMS, PA涂层做了比较，效果良好，系统工作正在进行。



参 考 文 献

[1]  J. pawliszyn.  Solid phase microextraction -Theory and practice. Wiley-VCH, New Yor, 1997

[2]  马继平，王涵文，关亚风.  固相微萃取新技术，色谱，2002, 20(1)16~19

[3]  黄悯嘉，游静，梁冰，欧庆瑜. 固相微萃取的涂层进展色谱，2001, 19(4 ): 314~317

[4]  刘红河，黎源倩，孙成均. 顶空固相微萃取气相色谱法测定酒中的甲醉和杂醇.

色谱，2002, 20(1 ): 90 - 93

[5]  雷晓玲，王俊德. 固相微萃取在药品和生物样品分析中的应用.  色谱，2002, 20(3 ): 210~214

顶空气相色谱系列讲座（106）-吉非罗齐中挥发性酯类溶剂 
顶空进样-毛细管气相色谱法检测吉非罗齐中残留溶剂



摘要 目的：建立顶空进样－毛细管气相色谱法，以乙酸异丁酯为内标，检测吉非罗齐中甲酸乙酯、四氢呋喃与异丁酸异丁酯。

方法：采用键合聚乙二醇色谱柱（DB －WAX，0.53 mm×30 m×1μm）；柱温采取程序升温的方法；顶空进样；载气为氮气。

结果：在本色谱条件下，测得各组分的线性关系良好（相关系数均在0.9997以上）；平均回收率分别为100.6％，99.4％，99.8％；最小检出浓度分别为0.194，0.195，0.509

μg·mLˉ1

结论：本法灵敏、准确，适用于吉非罗齐中甲酸乙酯、四氢呋喃与异丁酸异丁酯残留溶剂的检测。



本文由湖州市药品检验所的蒋国强同志撰写的实验结果，与前面介绍的分析残留溶剂品种有所不同，特选出并具体介绍如下。



前言

吉非罗齐是一种降血脂药，化学名为2，2-二甲基-5-（2，5-二甲苯基氧基）-戊酸［l］。本品在合成过程中用到了多种有机溶剂，文献报道［1］采用2个系统同时检测，但样品处理复杂。为了有效地控制产品的质量和用药安全，本文建立顶空进样-气相色谱法，检测吉非罗齐中溶剂的残留量，方法简便、灵敏、准确。



实验

1 仪器与试药

HP-6890气相色谱仪；顶空进样器Agilent 7694E Headspace Sampler；FID检测器及分析仪；甲酸乙酯、四氢呋喃、异丁酸异丁酯与乙酸异丁酯（内标）对照品均为分析纯，N,N-二甲基甲酰胺为色谱纯；样品为吉非罗齐原料药（浙江精进医药化工有限公司，批号030224，030225，030226）。



2 方法与结果

2．1 色谱条件

色谱柱：DB-WAX键合聚乙二醇色谱柱（0.53 mm×30 m×1 μm）；柱温采用程序升温：初始温度40℃，保持3 min，5℃·minˉ1升温至60℃，再10℃·minˉ1升温至100℃，最后以50℃·minˉ1升温至200℃，保持10 min；顶空进样，定量管温度：100℃，传输管温度：110℃；进样口温度：200℃；检测器温度：250℃；载气为氮气，流速2.0 mL·minˉ1分流比为1:1。

2．2 试验法

取乙酸异丁酯适量，加N,N-二甲基甲酰胺稀释、混匀，制成约2 mg·minˉ1的溶液，作为内标储备液；精密量取内标储备液5 rnL，置100mL量瓶中，加N,N-二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀，作为内标溶液；取甲酸乙酯、四氢呋喃与异丁酸异丁酯各100 mg，精密称定，置同－ 50 mL量瓶中，加N,N-二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀，作为对照品储备液；精密量取对照品储备液与内标储备液各5 mL，置100 mL量瓶中，加N,N-二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀，精密量取5 mL，置顶空取样瓶中，作为对照品溶液；取本品约100 mg，精密称定，置顶空取样瓶中，精密加人内标溶液5 mL，振摇使溶解，作为供试品溶液。取对照品溶液与供试品溶液，于90℃加热30 min，照中国药典2005年版二部残留溶剂测定法[3]，在本文色谱条件下检测。甲酸乙酯峰与四氢呋喃峰的分离度应不低于2.0，异丁酸异丁酯与相邻峰的分离度应不低于7.0，按内标法以峰面积计算甲酸乙酯、四氢呋喃和异丁酸异丁酯的含量。色谱图见图1。




                    图-1  毛细管气相色谱图

          1. 甲酸乙酯  2. 四氢呋喃  3. 内标乙酸异丁酯  4. 异丁酸异丁酯  5. N,N-二甲基甲酰胺



2．3 线性试验 

精密量取上述对照品储备液10mL，置50 mL量瓶中，加N,N-二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀，分别精密量取1，2，3，4，5，6，7 mL，置20mL量瓶中，精密加人内标储备液1 mL，用N,N一二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀，精密量取5 mL，分别置顶空取样瓶中，照上述色谱条件进样，测得峰面积。以各组分的浓度为横坐标，各组分峰面积与内标峰面积之比为纵坐标进行线性回归，结果甲酸乙酯、四氢呋喃、异丁酸异丁酯回归方程分别为：

R＝－0.03445＋23.73C    r＝0．9997

R＝ －0.02832＋37.24C    r＝0．9998

R = 0.01258＋5.400C      r＝0，9998

线性范围分别为0.019～0.14，0.02～0.14，0.02～0.14μg·mLˉ1。



2．4 精密度试验

取上述对照品溶液，照上述色谱条件，连续进样6次，计算各成分的校正因子，结果甲酸乙酯、四氢呋喃、异丁酸异丁酯平均校正因子（n＝6）分别为0.044，0.027，0.17；RSD均为0.2％。



2．5 最低检测限度试验

取对照品储备液，分别用N,N-二甲基甲酰胺稀释制成每1 mL含甲酸乙酯1.94，0.97，0.485，0.194，0.097 μg；含四氢呋喃1.95，0.98，0.488，0.195，0.098 μg；含＃］＾沔菠5苹丁酯2.04，1.02，0.509，0.204，0.102 μg共5种不同浓度的混合溶液，照上述色谱条仵分别进样。甲酸乙酯、四氢呋喃、异丁酸异丁酯的最低检测限分别为0.194，0.195，0.509μg·mLˉ1

2．6 回收率试验

取批号为030225的样品约100mg，精密称定，精密加入对照品溶液和内标储备液各5 rnL，振摇使溶解，按“2．2”项下的方法进行操作，结果甲酸乙酯、四氢呋喃、异丁酸异丁酯平均回收率（n＝2）分别为100.6％，99.4％，99.8％；偏差分别为2.4％，1.5％，1.9％。



2，7 样品测定

按“2．2”项下的方法对批号为030225，030226，030224的吉非罗齐原料药样品中甲酸乙酯、四氢呋喃、异丁酸异丁酯进行检测，结果检测到030225号样品中有甲酸乙酯（含量为0.002％）。



3 讨论

3．1 溶剂的选择

本品在水中不溶，在甲醇中溶解，在N,N-二甲基甲酰胺和氯仿中易溶。故选择溶解性好且对待测各组分均无干扰的N,N-二甲基甲酰胺为溶剂。



3．2 色谱柱的选择

本品控制的甲酸乙酯、四氢呋喃、异丁酸异丁酯3种有机溶剂的沸点和极性均有不同程度的差异。且均有一定的极性，根据相似相溶的原则，选择极性柱DB-WAX，3种有机溶剂、内标及溶剂均能达到较好的分离效果。



3．3 柱温及顶空条件的选择

本试验采用程序升温的方法，测定时柱温先在40℃保持3 min，5℃·minˉ1升温至60℃，再10℃·minˉ1升温至100℃，是为了使各待测组分更好地分离；最后以50℃·minˉ1升温至200℃，保持10 min，可以较快除尽溶剂，避免影响以后样品检测。采用溶液直接进样法测定时，主药干扰分析，同时色谱柱污染严重，而采用顶空进样则色谱柱污染少，色谱系统稳定；同时，由于3种有机溶剂的沸点均较高，顶空进样时顶空瓶于90℃加热30 min，定量管温度设置为100℃、传输管温度为110℃。



参考文献

1  CHEN Xue －fan（陈雪帆），JIA Eel（贾飞）Determination residual organic volatile solvents in gemfibrozil by capillary gas chromatography（气相色谱法测定吉非罗齐中有机溶剂残留量）Drug Identification（药物鉴定），2004，13（8）：29

2  CHENO Neng- lin（程能林） Solvents Reference（溶剂手册） Bei－Jing（北京）：Chemical Industry Press（化学工业出版社），2002

3  ChP（中国药典）2005 Vol Ⅱ（二部）：Appendix（附录）Ⅷ P

顶空气相色谱系列讲座（107）（上）-衍生化啤酒中醛类化合物 


自动顶空衍生化固相微萃取法

测定啤酒中的老化醛类化合物



摘 要：采用邻-五氟苯甲基羟胺（PFBOA）衍生，顶空固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱质谱（GC-MS）测定啤酒中2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、反-2壬烯醛等8种老化醛类化合物。顶空固相微萃取采用65 μm  PDMS/DVB纤维，先用纤维吸附PFBOA溶液，再将纤维插入装有2 mL啤酒的20mL顶空进样瓶的顶空层在60℃萃取60 min，衍生和萃取都在自动进样器中进行，采用GC-MS检则，特征离子为rn／z 181。8种羰基化合物在0.2～500 μg／L范围内线性关系良好，相关系数在0.990以上。检测样品的相对标准偏差为1.0％～15.7%回收率为88%～103％。同时研究并讨论了萃取纤维、萃取温度、萃取时间、样品体积等因素对醛类萃取量的影响。该方法可用于啤酒保鲜期研究和产品质量控制。



本文是国家重点技术创新项目、国家经贸委（02BK-439）项目资助，由国家啤酒质量监督检验中心的武千钧和青岛啤酒股份有限公司科研开发中心的陈华磊和杨朝霞等研究人员协作完成，下面全文提供大家参考。



前 言

啤酒在包装以后，随着时间的延长，啤酒开始丧失原有的新鲜、完美、纯正的风味和口味，产生“老化味”或“氧化味”，影响了啤酒的可饮性。目前，啤酒的老化已成为制约国内外啤酒行业发展的瓶颈问题。啤酒老化的产生主要是由于3－甲基丁醛、2－甲基丙醛等挥发性醛类化合物的形成造成的。建立灵敏可靠的啤酒老化醛类化合物的分析方法，是有重要意义的。由于啤酒样品中老化醛类的含量低（10ˉ9级），易挥发和氧化，化学性质极不稳定，因此都需要烦琐的样品前处理，如真空蒸馏、液液萃取及衍生化等［l~3］。

固相微萃取技术早于1990年由加拿大学者Pawliszyn及合作者首创，具有灵敏度高，操作简便，能实现自动化等优点[4]。其中衍生化-顶空固相微萃取是这一技术的最新进展，作为一种样品制备技术，最近7、8年在食品等领域的应用发展迅速[5～7]。但是顶空-固相微萃取技术用于啤酒老化成分研究．迄今国内外鲜有报道，本实验建立了邻-五氟苯甲基羟胺（PFBOA）衍生，顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术测定啤酒中2-甲基丙醛、3－甲基丁、2-甲基丁醛、戊醛、已醛、糠醛、苯乙醛和反－2－壬烯醛等8种 醛的方法。该方法可用于啤酒抗老化研究和产品质量控制。



1 实验部分

1，1 仪器、试剂与材料

Agilent 6890N  GC-5973MSD 气-质联用仪（美国Agilent公司）。色谱柱为DB－5毛细管柱（30m×0.25 mm i d，0.25 μm）。 Combi PAL自动进样器（瑞士CTC公司），聚二甲基硅氧烷／二乙烯基苯涂层纤维：（65μm PDMS／DVB），20 ml带PTFE涂层硅橡胶垫的顶空样品瓶。3-甲基丁醛（97％），2-甲基丁醛（95%），2-甲基丙醛（99％），戊醛（97%），已醛（98％），反－2－壬烯醛（98％），苯乙醛（90％），2-糠醛（99％）， PFBOA（98％）购自SIGMA－ALDRICH公司。醛类标准溶液的配制：准确称取醛类标准适量，溶解于甲醇（HPLC级，Fisher公司）中。PFB0A衍生溶液的配制：称取适量PFBOA，用水溶解至所需浓度。为防止水中醛类干扰，实验用水选用瓶装纯净水，煮沸30 min后冷却备用。啤酒样品取青岛啤酒股份有限公司。



1．2 顶空固相微萃取方法

先将固相微萃取纤维插入装有l0mL PFBOA溶液（60 mg／L）的顶空瓶的顶空中在60℃萃取10min，再将吸附有PFBOA的纤维插人装有2 mL除气啤酒的顶空瓶的顶空层中60℃萃取60 min。所有的衍生和进样都在自动进样器上进行。



I．3 气相色谱-质谱分析条件

气相色谱条件：载气为氦气，流速l.1mL／min，进样口温度为250℃ ，无分流进样。 程序升温：40℃（2 min），以10℃／min升至140℃，再以7 ℃/min升至250℃（3min） 

质谱条件：电子轰击（El）离子源、电子能量 70eV；GC－MS接口温度：250℃；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；扫描范围50～550amu；羰基化合物的PFBOA衍生物的定性采用质谱全扫描方式，标准物质定性。定量采用选择离子扫描方式。



2 结果与讨论

2．l 固相微萃取条件的确定

2．l．1 固相微萃取纤维的选择

在顶空固相微萃取中，首先应结合待测化合物的极性、沸点和分配系数，选用不同涂层材料的萃取纤维。实验要求SPM E纤维对PFBOA及衍生物都具有良好的吸附效果。对3种萃取纤维PDMS／DVB（65μm），CW／DVB（65 μm）和PoIyacrylate（85 μm）进行测试比较，结果表明PDMS／DVB（65 μm）的萃取效果最好。因此，选择PDMS／DVB（65 μm）作为萃取纤维。



2．1．2 萃取温度和萃取时间的选择

适当升温能提高 HS－SPME分析的灵敏度，但是啤酒样品长时间在高温下会加剧老化，生成更多的老化醛类。经过实验，啤酒样品采用60℃萃取60min，所有的醛类能够达到平衡。



2，l，3 固相微萃取样品量的选择

在20mL顶空瓶中分别加入2、5、10 mL啤酒，结果发现2 mL啤酒测定的重现性最好。原因在于顶空体积占整个顶空瓶体积的50％以上，更有利于气－液平衡，取样稳定性好。



2．2 气相色谱－质谱定性研究

醛类与PFBOA的衍生化反应见图1。文献证明［7］，每种醛的PFBOA衍生物都有一个特征离子m／z  181（M － ON＝CH － R）＋ 和分子离子峰；并且都有顺反两种异构体。测定的醛类衍生物的主要碎片离子如下：2－甲基丙醛（181，267，195，250）、3－甲基丁醛（181，281，239，253）、2-甲基丁醛（l8l，281，239，266）、戊醛（181，281，239，207）、己醛（181，295，239，I 14）、糠醛（181，291，218，195）、苯乙醛（l8l，315，297，91）、反－2－壬烯醛（181， 335， 250， l60）。



2．3 线性范围和检出限

在0，2～500 μg／L的质最浓度范围内按照5种浓度梯度配制每种醛的标准溶液，衍生，进气相色谱－质谱进行定量测定。8种醛线性关系良好．相关系数和检出限（S／N＝3）见表1。图2是醛类标准的PFBOA衍生物经HS－SPME后的总离子流色谱图。


          1.1        2-甲基丙醛； 2.2.  3-甲基丁醛； 3.3  2-甲基丁醛； 4.4  戊醛：

                                      5.5  己醛； 6.6  糠醛； 7.7  苯乙醛；  8.8  反-2-壬烯醛

     

2．4 精密度和回收率

取新鲜啤酒和贮存6个月的老化啤酒各5瓶，进行精密度测定试验，结果见表2 。老化啤酒中的8种醛类含量均比新鲜啤酒显著增加。 样品中添加一定浓度的醛类标准溶液，进行回收率试验，除反－二壬烯醛（回收率＞84％）外，各种醛的加标回收率在88％～103％之间。



2．5 与液液萃取法的比较

在用Gronqvist等[3]的液液萃取法测定啤酒样品时发现，如果样品中2-羟基3-丁酮的含量高，就会干扰醛类的分离，影响检测灵敏度。两种方法的色谱图比较见图3。因此，HS－SPME和GC－MS测定啤酒中的醛类具有所需样品量少、快速、分离效果好等明显的优点，适用于啤酒老化的质量控制。

顶空气相色谱系列讲座（108）厌氧污泥活性的顶空分析 

一种快速测定厌氧污泥活性的顶空气相色谱技术



摘 要：将含有厌氧污泥的样品放入一顶空样品瓶内，在恒定的温度下平衡，并通过多次顶空抽提的方式对样品瓶中所产生的甲烷量随时间的变化进行气相色谱检测，从而实现厌氧污泥比产甲烷活性的检测。实验表明，多次顶空抽提-气相色谱测定厌氧污泥产甲烷活性的技术用约3 h就可以得出厌氧污泥产甲烷的线性规律，其结果与对比试验的数据相近。 因而该方法适用于厌氧污泥活性的快速预测，可大大提高相关厌氧污泥活性测定及废水处理领域研究的效率



前 言

厌氧处理工艺中。比产甲烷活性（ACT）被定义为：在一定条件下，单位质量的厌氧污泥产甲烷的最大速率、通常用gCODCH4／（g·d）表示，它表征这种污泥所具有的潜在产甲烷的能力。 人们在关于各类污泥特性及反应条件影响的研究中，通常将ACT作为主要的评价指标。污泥比产甲烷活性受反应温度、底物浓度以及组成等因素的影响很大[1]，常规的测定方法在文献［2］ 中作了详细的介绍。

顶空气相色谱（HS-GC）技术己应用于一些化学化工领域的特殊测定[3-5] 。顶空取样器中具有温度精密控制恒温箱和样品瓶振荡系统，可模拟一些化学反应或微生物培养的条件。2002年，柴欣生等[5]、首次将多次顶空抽提－气相色谱（MHE－GC）技术用于直接模拟制浆废液的存放过程．并实现了对存放期间甲醇产生的动力学测定 本研究建立了一种采用MHE－GC技术快速测定厌氧污泥产甲烷活性的方法。



本文由广西大学的孙 蕾、柴欣生、万顺刚、王双飞等研究人员用多次顶空抽提－气相色谱（MHE－GC）技术对厌氧污泥产生的甲烷量随时间的变化进行检测，现全文介绍如下：



实 验

1 实验部分

1．1  实验仪器、操作条件及样品

HP 7694 型自动顶空取样器和HP－6890型气相色谱仪。 色谱条件：HP- 5 毛细管柱，温度30℃：载气为氦气，流速1.1 mL／min；氢火焰检测器（FID）中氢气流速40mL／min，空气流速400 mL／min。顶空取样器操作条件：恒温箱温度为40℃；样品瓶处于低速摇动状态，每间隔25 min取样l次：取样时的充压时间0.2 min，样品充环时间0．2 min。样品环平衡时间0.05min。

取激活状态的厌氧颗粒污泥，其污泥浓度为2.0g／L；取木薯淀粉废水，其化学需氧量（COD）为3 225mg／L，体积0.0 1 L， pH 7.0。



1．2 实验原理与方法

通过对同一样品瓶顶空气体或挥发性物质随时间变化的分析［6］，对产甲烷过程的动力学进行研究。

由于每次顶空气相色谱分析测定时均要从样品瓶中取出部分气体或挥发性物质，因此需要通过校正计算才能得到累计浓度。对于一个无反应的体系，前期工作[7] 已证明样品瓶中的气体或挥发性物质的含量随多次顶空抽提取样呈指数下降，即：

C n ＝ C n－1 10 b ＝ C n－2 10 2b ＝ …… ＝ C0 10 nb      （1）



lg C n  ＝bn ＋lg C0，                                    （2）



其中：C0为顶空气体的初始浓度；C n为第n次取样时气体或挥发性物质在顶空中的浓度；b是曲线的斜率；n为取样的次数。对于一个反应体系，如果瓶中的产物气体或挥发性物质量随反应时间的延长而增加，则式（1）和式（2）不再成立。但可以推算在相邻两次顶空取样间新生成的气体或挥发性物质量ΔC n [8] 即：

ΔC n ＝ C n － C n－1 10 b          （3）



通过分析，可得到C 1，C 2，……，C n，即可以计算出ΔC 1，ΔC 2，ΔC 3，……，ΔC n。

根据反应时间和顶空取样的关系，即：



t ＝ j（n－ 1）                    （4）

（其中：t为反应时间，j为相邻两次取样的间隔时间。）可得到在反应时间内累计生成的气体浓度C t.。                                                    t

C t.＝∑ΔC n                    （5）

          0

气相色谱峰面积A与气体浓度C的关系为：



C ＝ k A                      （6）

其中k为响应系数，可通过标样校正得到。



2 结果与讨论

2．1 样品瓶中甲烷量随多次顶空抽提的变化

在样品瓶中加人0.01 L样品，运用所建立的MHE－GC方法，每间隔25 min取样l次，测定样品产生的甲烷董，连续取样测定l0次，样品瓶中甲烷量的变化规律见图l。




2．2 校正曲线

在样品瓶中加人与样品同样体积的蒸馏水代替样品（阴性样品），封口后将2.4 mL纯甲烷气体注人上述样品瓶中进行实验。其第一次测定的色谱峰面积A为63453（lg 63453＝4．802）。根据式（6），可求得响应系数仍为3.78×10-5 根据图1中的数据作直线拟合得到斜率值b为－0.2312。



2．3 累计甲烷量的换算

根据式（6）和式（3），得到式（7）：

ΔC n ＝ k（A n － A n－1 10 b）      （7）



由上面实验所得的相应的峰面积以及响应系数和斜率值，根据式（7）就可以算出在实验过程中，相邻两次顶空取样间新生成的甲烷量ΔC n。

根据式（4），可将取样次数n转化为相应的反应时间t 。再根据关系式（5），就可以计算出t时间累计生成的甲烷量C t ，从而可以得到C t 与t的关系曲线，即图2。从图2可看到，在反应的初始阶段有一个转折点，在该点之后C t 与t 呈直线关系，即：

C t ＝ Rt                        （8）



其中R（曲线中最大活性区间的平均斜率）是厌氧污泥产甲烷的体积速率。根据图2，

R ＝0.293 mL／h 。



2．4 加标回收率试验

虽然GC法能对气体中的甲烷进行准确的定量，但由于本实验是一个随微生物降解废水而生成甲烷气体的动态过程，因此直接考察该体系中甲烷测定的回收率十分困难。为此，我们借鉴了前期的方法和实验条件［8］ 进行模拟试验，以在含不具活性粘土颗粒的溶液体系中加人不同量的草酸钠，在封闭试样瓶中于酸性条件下与高锰酸钾反应，通过测定该静态体系产生的二氧化碳量来模拟考察固-液体系对产气测定的回收率的影响。 从回收率数据（略）可知，该固－液体系对气体成分定量测定的影响可以忽略。



2．5 比产甲烷活性计算及平行实验对照

                                              24 R

ACT ＝  ━━━━━━━━━━━                              ⑼

                                      C F × V × VSS



其中：CF为以mL为单位的含饱和水蒸气的甲烷转换为以g为带位的COD的转换系数，V为反应器中液体的体积（L），VSS为反应器中污泥的浓度（g／L）［2］ 。代入本文所得的实验数据CF＝ 433、 V＝ 0.01 L、 VSS＝2.0 g／L 、 R＝0.293 mL／h 、ACT ＝0.812g CODCH4 /（g·d）。

以常规方法[2] 对二次喂料的厌氧颗粒污泥进行了平行测定（见图 3），可见在反应15 h内，产甲烷量与反应时间呈线性关系，其斜率R为 13.3。用公式（9）可得其ACT为0．737 gCOD CH4／（g·d）。该结果与本方法所得的数值相近，进一步验证了顶空气相色谱的此种应用是可靠的。

顶空气相色谱系列讲座（109）一种新的顶空单液滴微萃取GC测定法 

顶空单液滴微萃取一气相色谱法

检测马来酸氯苯那敏中苯系物残留量



摘 要 目的：建立一种新的药品中残留溶剂的检测方法并对马来酸氯苯那敏中的苯、甲苯、对二甲苯进行检测。

方法：采用项空单液滴微萃取的样品处理方法分离富集苯系物，用气相色谱法检测，使用氢火焰离子化检测器，5％AT-1200＋1.75％Bentone 34 Chromosorb W -AW不锈钢填充柱（182 cm×0.32 cm），柱温80℃，汽化室温度190℃，检测器温度l90℃，载气：氮气，流速25 mL·minˉ1。

结果：苯、甲苯和对二甲苯的检测限分别为1.3×10ˉ3，1.3×10ˉ3，7.8×10ˉ4μg·gˉ1；平均回收率分别为97.0％，100.2％，92.7％。

结论：该方法具有装置简单、平衡时间短、平衡温度低，灵敏度高的优点。马来酸氯苯那敏中有甲苯检出但没超标。



顶空气相色谱分析又出现一种新方法——顶空单液滴微萃取气相色谱法。本文由河北大学理化分析中心河北省分析科学技术重点实验室的周建科，韩康，张前莉和张立等多位研究人员实验并撰写了该种方法的实验条件和结果，现全文介绍如下。



前 言

苯、甲苯和对二甲苯是某些药物合成中的溶剂，其中苯属一类避免使用的有机溶剂，甲苯和对二甲苯属二类限制使用的溶剂。对它们的检测通常采用顶空气相色谱法［1、2］，本文采用顶空单液滴微萃取-气相色谱法检测马来酸氯苯那敏（chlorphenaminernaleate）中残留苯系物的含量。对于相同样品，该法的检测限比文献报道的现行标准顶空GC法［2］降低了30倍，且具有快捷、廉价等特点。

本文所用萃取装置见图1，萃取剂为与水不互溶的有机溶剂正癸烷，用微量注射器吸取正癸烷1.5μL，然后推出在针尖处形成小液滴，将它悬于含有马来酸氯苯那敏的水溶液上方，在一定的液上空间体积、萃取时间、搅拌速度等条件下，萃取一定时间，然后将小液滴全部吸回，拔出微量注射器进样分析。在此过程中小液滴的体积会由于挥发等原因变小，但不影响分析结果，因为标准曲线的测定和样品的测定条件一致。




实 验

1 仪器和试药

Varian 3400气相色谱仪，FID检测器，N2000色谱工作站（浙江大学智能信息工程研究所），HJ-3型数显恒温磁力搅拌器（江苏天由公司），5μL气相注射器。苯、甲苯、对二甲苯、正癸烷、异辛烷、正辛醇、乙酸异戊酯均为分析纯，马来酸氯苯那敏原料药（纯度99，2％，石家庄市华龙药业，批号为20050103），配制试剂用水：电渗析水再经SZ －93自动双重纯水蒸馏器处理。

标准混合储备溶液：用水配制浓度均为10μg·Lˉ1  的苯、甲苯、对二甲苯的混合储备溶液，在4℃冰箱条件下储藏待用。



2 色谱条件

5％AT -1200 ＋1，75% Bentone 34 Chromosorb W －AW不锈钢填充柱，182 cm×0.32 cm（Alltech，USA）；柱温80℃，汽化室温度190℃；检测器温度190℃。载气为高纯氮，氢气流量30 mL·minˉ1，空气流量300 mL·minˉ1，柱流量25 mL·minˉ1。进样量为吸回液滴的全部量。



3 线性关系及检出限

将标准混合储备溶液逐级稀释，配制成10，8，5，1，0.5，0.1μg·Lˉ1  的苯、甲苯、对二甲苯相同浓度的标准混合工作溶液，在上述最佳条件下测定，3种苯同系物线性方程列于表1，其中y代表峰面积，X代表被分析物的进样浓度（μg·Lˉ1  ），按信噪比S/N＝3求出检测限。



4 回收率和精密度

准确称取马来酸氯苯那敏（批号为20050103）1 g共3份，分置100 mL量瓶中，加入标准混合储备溶液和水，配制成苯、甲苯、对二甲苯浓度均为6，4，2μg·Lˉ1  的溶液。在上述萃取条件和色谱条件下测定，3个加标浓度的平均回收率见表2。图2为加标后的色谱图，由图可知以甲苯计算理论塔板数为2500，分离度远大于1.5。



5 样品检测

准确称取研磨后的马来酸氯苯那敏（批号为20050103）2g，置100 mL量瓶中，加水溶解并定容，取该溶液52 mL置于60mL萃取容器中，萃取剂为1.5μL正癸烷，搅拌速度600 r· minˉ1，萃取温度24℃，氯化钠浓度200 g·Lˉ1，萃取时间10 min，在此优化条件下萃取后进样。用回归方程计算，溶液中甲苯含量为0.19μg·Lˉ1  ，未检测出苯和对二甲苯。该样品甲苯残留量为9.6×10ˉ3μg·gˉ1，远小于中国药典2005年版规定的限度890

μg·gˉ1。



6 讨论

6．1 萃取剂

选择合适的萃取剂是提高分析物灵敏度的关键，本实验考察了异辛烷、正辛醇、乙酸异戊酯、正癸烷4种萃取剂，其中异辛烷和乙酸异戊酯沸点较低，异辛烷出峰早，与苯的分离不好，乙酸异戊酯虽然萃取率较高，但在萃取过程中小液滴损失较大，使分析的精密度降低。正辛醇和正癸烷的沸点较高，但正辛醇的保留值太太，正癸烷不但萃取率高而且出峰较早，故选择正癸烷做萃取剂。



6．2 液上空间

液上空间小有利于提高分析的灵敏度［3］，但空间太小会影响到小液滴的稳定性。实验中使用60 mL的容器，图3是峰面积随水样体积变化的柱状图，可以看出随着液上空间体积的减小萃取效率提高，实验最终采用52 mL的样品水溶液体积。



6．3 液滴体积

萃取剂液滴大小对分析的灵敏度影响也很大，实验中考察了1.0，1.3，1.5，2.0 μL 4种液滴体积，兼顾灵敏度和溶剂峰大小两方面，采用单液滴体积为1.5μL。



6．4 搅拌速度

搅拌速度快可缩短达到平衡的时间［4］，从而提高萃取效率。但速率过快，液上空间气体形成漩涡状气流，影响到小液滴的稳定性。我们考察了0～600 r·minˉ1之间的5种转速，结果表明600 r·minˉ1的萃取效率较高，转速再快精密度降低，所以采用600 r·minˉ1的转速。



6．5 萃取时间

峰面积随萃取时间的变化曲线如图4中所示，从图4可以看出，甲苯和苯的萃取平衡所需时间只有几分钟，随着时间延长，由于小液滴的挥发，峰面积有减小的趋势。而对二甲苯在10 min后峰面积的变化也趋于平缓，故选择10 min作为萃取时间。


6．6 萃取温度

升高温度，可提高分析物在水样和液上空间的扩散速度，但是升温也会使分析物在萃取剂和气相中的分配系数减小，而且升温使正癸烷的挥发性增大，对小液滴造成损失。我们考察了24℃（室温）、30℃和35℃，发现24℃时苯系物的响应值最高，35℃时小液滴有明显的损失，故选择24℃作为萃取温度。



6．7 盐析效应

盐析效应已广泛用于固相微萃取和液一液萃取［5］我们实验用的是氯化钠，往水样中分别加入0，100，150，200 g·Lˉ1  4种氯化钠浓度。结果表明浓度为200 g·Lˉ1时，分析物的响应值最高，所以氯化钠浓度采用200 g·Lˉ1。



7 结论

由试验结果可知该方法具有装置简单，平衡时间短，平衡温度低，灵敏度高等优点，是药品中残留有机溶剂检测的一种新方法。

顶空气相色谱系列讲座（110）衍生化-SPME-GC-MS测老化醛类 

自动顶空衍生化固相微萃取法

测定啤酒中的老化醛类化合物



摘 要：采用邻-五氟苯甲基羟胺（PFBOA）衍生，顶空固相微萃取（HS-SPME）和气相色谱质谱（GC-MS）测定啤酒中2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、反-2壬烯醛等8种老化醛类化合物。顶空固相微萃取采用65 μm  PDMS/DVB纤维，先用纤维吸附PFBOA溶液，再将纤维插入装有2 mL啤酒的20mL顶空进样瓶的顶空层在60℃萃取60 min，衍生和萃取都在自动进样器中进行，采用GC-MS检则，特征离子为rn／z 181。8种羰基化合物在0.2～500 μg／L范围内线性关系良好，相关系数在0.990以上。检测样品的相对标准偏差为1.0％～15.7%回收率为88%～103％。同时研究并讨论了萃取纤维、萃取温度、萃取时间、样品体积等因素对醛类萃取量的影响。该方法可用于啤酒保鲜期研究和产品质量控制。



本文是国家重点技术创新项目、国家经贸委（02BK-439）项目资助，由国家啤酒质量监督检验中心的武千钧和青岛啤酒股份有限公司科研开发中心的陈华磊和杨朝霞等研究人员协作完成，下面全文提供大家参考。



前 言

啤酒在包装以后，随着时间的延长，啤酒开始丧失原有的新鲜、完美、纯正的风味和口味，产生“老化味”或“氧化味”，影响了啤酒的可饮性。目前，啤酒的老化已成为制约国内外啤酒行业发展的瓶颈问题。啤酒老化的产生主要是由于3－甲基丁醛、2－甲基丙醛等挥发性醛类化合物的形成造成的。建立灵敏可靠的啤酒老化醛类化合物的分析方法，是有重要意义的。由于啤酒样品中老化醛类的含量低（10ˉ9级），易挥发和氧化，化学性质极不稳定，因此都需要烦琐的样品前处理，如真空蒸馏、液液萃取及衍生化等［l~3］。

固相微萃取技术早于1990年由加拿大学者Pawliszyn及合作者首创，具有灵敏度高，操作简便，能实现自动化等优点[4]。其中衍生化-顶空固相微萃取是这一技术的最新进展，作为一种样品制备技术，最近7、8年在食品等领域的应用发展迅速[5～7]。但是顶空-固相微萃取技术用于啤酒老化成分研究．迄今国内外鲜有报道，本实验建立了邻-五氟苯甲基羟胺（PFBOA）衍生，顶空固相微萃取-气相色谱质谱联用技术测定啤酒中2-甲基丙醛、3－甲基丁、2-甲基丁醛、戊醛、已醛、糠醛、苯乙醛和反－2－壬烯醛等8种 醛的方法。该方法可用于啤酒抗老化研究和产品质量控制。



1 实验部分

1，1 仪器、试剂与材料

Agilent 6890N  GC-5973MSD 气-质联用仪（美国Agilent公司）。色谱柱为DB－5毛细管柱（30m×0.25 mm i d，0.25 μm）。 Combi PAL自动进样器（瑞士CTC公司），聚二甲基硅氧烷／二乙烯基苯涂层纤维：（65μm PDMS／DVB），20 ml带PTFE涂层硅橡胶垫的顶空样品瓶。3-甲基丁醛（97％），2-甲基丁醛（95%），2-甲基丙醛（99％），戊醛（97%），已醛（98％），反－2－壬烯醛（98％），苯乙醛（90％），2-糠醛（99％）， PFBOA（98％）购自SIGMA－ALDRICH公司。醛类标准溶液的配制：准确称取醛类标准适量，溶解于甲醇（HPLC级，Fisher公司）中。PFB0A衍生溶液的配制：称取适量PFBOA，用水溶解至所需浓度。为防止水中醛类干扰，实验用水选用瓶装纯净水，煮沸30 min后冷却备用。啤酒样品取青岛啤酒股份有限公司。



1．2 顶空固相微萃取方法

先将固相微萃取纤维插入装有l0mL PFBOA溶液（60 mg／L）的顶空瓶的顶空中在60℃萃取10min，再将吸附有PFBOA的纤维插人装有2 mL除气啤酒的顶空瓶的顶空层中60℃萃取60 min。所有的衍生和进样都在自动进样器上进行。



I．3 气相色谱-质谱分析条件

气相色谱条件：载气为氦气，流速l.1mL／min，进样口温度为250℃ ，无分流进样。 程序升温：40℃（2 min），以10℃／min升至140℃，再以7 ℃/min升至250℃（3min） 

质谱条件：电子轰击（El）离子源、电子能量 70eV；GC－MS接口温度：250℃；离子源温度：230℃；四极杆温度：150℃；扫描范围50～550amu；羰基化合物的PFBOA衍生物的定性采用质谱全扫描方式，标准物质定性。定量采用选择离子扫描方式。



2 结果与讨论

2．l 固相微萃取条件的确定

2．l．1 固相微萃取纤维的选择

在顶空固相微萃取中，首先应结合待测化合物的极性、沸点和分配系数，选用不同涂层材料的萃取纤维。实验要求SPM E纤维对PFBOA及衍生物都具有良好的吸附效果。对3种萃取纤维PDMS／DVB（65μm），CW／DVB（65 μm）和PoIyacrylate（85 μm）进行测试比较，结果表明PDMS／DVB（65 μm）的萃取效果最好。因此，选择PDMS／DVB（65 μm）作为萃取纤维。



2．1．2 萃取温度和萃取时间的选择

适当升温能提高 HS－SPME分析的灵敏度，但是啤酒样品长时间在高温下会加剧老化，生成更多的老化醛类。经过实验，啤酒样品采用60℃萃取60min，所有的醛类能够达到平衡。



2，l，3 固相微萃取样品量的选择

在20mL顶空瓶中分别加入2、5、10 mL啤酒，结果发现2 mL啤酒测定的重现性最好。原因在于顶空体积占整个顶空瓶体积的50％以上，更有利于气－液平衡，取样稳定性好。



2．2 气相色谱－质谱定性研究

醛类与PFBOA的衍生化反应见图1。文献证明［7］，每种醛的PFBOA衍生物都有一个特征离子m／z  181（M － ON＝CH － R）＋ 和分子离子峰；并且都有顺反两种异构体。测定的醛类衍生物的主要碎片离子如下：2－甲基丙醛（181，267，195，250）、3－甲基丁醛（181，281，239，253）、2-甲基丁醛（l8l，281，239，266）、戊醛（181，281，239，207）、己醛（181，295，239，I 14）、糠醛（181，291，218，195）、苯乙醛（l8l，315，297，91）、反－2－壬烯醛（181， 335， 250， l60）。




2．3 线性范围和检出限

在0，2～500 μg／L的质最浓度范围内按照5种浓度梯度配制每种醛的标准溶液，衍生，进气相色谱－质谱进行定量测定。8种醛线性关系良好．相关系数和检出限（S／N＝3）见表1。图2是醛类标准的PFBOA衍生物经HS－SPME后的总离子流色谱图。



2．4 精密度和回收率

取新鲜啤酒和贮存6个月的老化啤酒各5瓶，进行精密度测定试验，结果见表2 。老化啤酒中的8种醛类含量均比新鲜啤酒显著增加。 样品中添加一定浓度的醛类标准溶液，进行回收率试验，除反－二壬烯醛（回收率＞84％）外，各种醛的加标回收率在88％～103％之间。



2．5 与液液萃取法的比较

在用Gronqvist等[3]的液液萃取法测定啤酒样品时发现，如果样品中2-羟基3-丁酮的含量高，就会干扰醛类的分离，影响检测灵敏度。两种方法的色谱图比较见图3。因此，HS－SPME和GC－MS测定啤酒中的醛类具有所需样品量少、快速、分离效果好等明显的优点，适用于啤酒老化的质量控制。

顶空气相色谱系列讲座（111）吹扫捕集-GC-MS-SIM测水中硫化物 


吹扫捕集-GC-MS-SIM法测定水中挥发性硫化合物



摘 要：建立了水中的二硫化碳（CS2）、甲硫醚（DMS）和二甲二硫醚（DMDS）3种挥发性硫化合物分析方法。采用吹扫-捕集对水中的被测成分进行预富集，然后导入GC-MS系统中在选择离子模式（SIM）下进行检测 CS2、DMS和DMDS 3种硫化合物分别在0．03～3．42μg·Lˉ1，0.17～2.72μg·Lˉ1和0.04～3.41μg·Lˉ1范围内线性关系良好，相关系数r分别为0.9967、0.9930和0.9959：在不同的浓度之下，平行测定5次后的相对标准偏差均小于6.0％：方法检出限为3.75，11.33和2.l0 ng·Lˉ1。



本文由中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室的吴 婷、易志刚和王新明等研究人员共同完成中科院重要方向资助顶目的部分内容，分析对象是挥发性含硫化合物，特筛选提供给大家参考，现全文介绍如下。





前 言

硫化合物是造成环境恶臭污染的主要原因之一［1］，其中二硫化碳（CS2）、甲硫醚（DMS）和二甲二硫醚（DMDS）等几种挥发性有机硫化合物，属于国内重点检测的恶臭气体［2］，它们和其它硫化合物可能影响人体健康，如神经末梢损害［3］。 同时这些气体对云层特性、大气臭氧垂直分布、大气辐射平衡及温室效应等方面均有重要影响［4、5］。因此，无论从局地浓度水平还是全球生物与地球化学循环，这些气体均受到广泛关注。

水体中的挥发性硫化合物浓度较低，一般在ng／L到μg／L水平，所以进行预富集才能检出 ，国内外有关水中的挥发性硫化合物的研究报道中，检测方法大多采用色质联用（GC／MS）[6、7]、气相色谱与火焰光度检测器法（GC／FPD）[8．9]和气相色谱与硫化学发光检测器法（GC／SCD）［10］等，预富集方法主要有吹扫捕集[7.10.1l]。吹扫捕集法（P＆T）其实质是动态顶空富集，具有较高的富集效率和无有机溶剂再污染等优点。P＆T与 GC／MS联用，可对水中多种挥发性有机物同时进行富集、分离、定性和定量检测［12］。另外，由于质谱SIM模式可以减少色谱柱和捕集柱流失物的干扰，提高检测的灵敏度，并且可以消除二目标化合物保留时间比较接近的其他干扰物的影响，对于成分较复杂的样品可以得到很好的分析结果，因此本研究采用吹扫捕集法对水体中的二硫化碳（CS2）、甲硫醚（DMS）、二甲二硫醚∫哒（DMDS）3种挥发性流化合物进行预富集，经色谱分离后，质谱以选择离子方式（SIM）进行检测，与其它方法相比，该方法重现性好、灵敏度更高。



实 验

1 实验部分

1．1 仪器和试剂

Tekmar 2016 purge ＆ Trap Autosampler Tekmar 3000 Purge ＆Trap Concentrator 和 HP 5890 GC-5972 MSD联用仪。

甲醇、二硫化碳（CS2）、甲硫醚（DMS）、二甲二硫醚∫哒（DMDS）均为色谱纯（德国Aldrich生产）。

1．2 实验方法

I，2．l 吹扫捕集条件 吹扫气体为高纯氦气。吹扫时间11 min，吹扫流速40 mL／min；捕集阱（Tekmar No．I4 － 0124 － 303）吸附剂为Tenax／Silica Gel／Charcoal；吹扫时捕集阱温度 40℃；捕集阱热脱附温度225℃，脱附时间2min、脱附后捕集阱在250℃焙烤10min。

I．2．2 气相色谱条件

色谱柱为美国Agilent公司 生产的HP-VOC毛细管柱（50 m×0.32 rnm i.d×1.8μm  Film thickiness）：色谱柱升温程序：起始温度40℃，保持2min以5℃／min升温至220℃，恒温5min。



I．2．3 质谱条件

电离方式为电子轰击（EI）；电离电压2000V；采用选择离子模式（SIM）检测，扫描离子（m／z）分别为76（CS2），62（DMS）和94（DM DS）

I．2．4 标准溶液的配制

准确配制3种挥发性硫化合物质量浓座为1.072 、0.85和1.065 g·Lˉ1的混合贮备液．4℃避光保存。使用时，分别将混合贮备液稀释103倍得到混合标准溶液1，稀释l×105倍得

到混合标准溶液2



2 结果与讨论

2．1 吹扫捕集条件的优化

2．1．1 吹扫时间的选择

在解吸温度为225℃、解吸时间为2 min、烘烤时间为10min的条件下，取40μL混合标准溶液l进样（下同），吹扫时间为4，6，8，l0，11，12和14 min。各物质的吹扫时间与物质峰面积的结果见图l（a） 由图l（a）可见吹扫时间月11min时、峰面积最大，11min以后，各物质的峰面积反而减小了，这可能是由于吹扫体积过大而使捕集阱中捕集的目标化合物部分解吸被氦气带出，导致峰面积下降。因此，确定最佳吹扫时间为11min。

2．1．2 解吸时间的选择

在试验条件－定的情况下，解吸时间为l，2，3和4 min，结果见图1（b）。甲硫醚和二硫化碳的峰面积不随解吸时间的增加而增加，而二甲二硫醚在2 min时峰面积最大。综合考虑，确定解吸时间为2 min。

2．1．3 解吸温度影响

解吸温度过低，解吸缓慢且可能不完全；解吸温度过高，对吸附剂和目标化合物的稳定性均有影响。实验表明，解吸温度为225℃时，效果较好。




2．2 吹扫捕集效率

取40μL混合标准溶液1注人装有25 mL空白水样的吹扫管中，连续进行两次吹扫捕集，分析各组分前后两次峰面积之比[l3] 结果表明、各组分第二次的出峰面积与第一次的比值均小于0.8％，即各组分的吹扫捕集效率接近于99.2％，吹扫比较完全。



2．3 挥发性硫化合物的测定过程

加入水样或一定量的混合标准溶液至吹扫管中，吹扫-捕集后待测物经热脱附进人气相色谱进行分离，在SIM模式下被质谱检测，利用保留时间进行定性分析，用特征离子峰面积进行外标法定量。DMS、CS2和DMDS 3种挥发性硫化合物分离效果好，保留时间分别为6.04、6.40和11.41min（图2a）。



2．4 标准曲线与线性相关系数

分别取不同体积的混合标准溶液1注人吹扫管中的25 mL空白水样中，进行分析检测，结果见表1。



由表1可知3种挥发性硫化合物在给定范围内线性良好。



2．5 精密度试验

分别取10、40和80μL混合标准溶液1注人装有25 mL空白水样的吹扫管中进行分析，每种浓度重复分析5次，所得3种挥发性硫化合物的RSD％见表2。


由表2 可知，采用P＆T／GC／MS测定水中的3种挥发性硫化合物，重复性良好。



2．6 检出限

每次取80μL标准溶液2注入装有25 mL空白水样的吹扫管中进行分析，重复分析5次．计算准偏差S，由MDL＝5 ＊ t  n-1(0.95) 求得CS2、DMS和DMDS 3种挥发性硫化合物的方法检出限分别为3.75，11.33和2.l0 ng／L。与其它方法[8,10]相比，具有更低的检出限和更高的灵敏度。



2．7 实样测定

取25 mL广州市某河流水样进行检测分析，结果见图2（b） 所得CS2、DMS和DMDS 3种挥发性硫化物的质量浓度分别为0.28，1.95和0.20μg·Lˉ1


3 结论

本研究应用了吹扫捕集技术，样品不需要前处理，避免了有机溶剂再污染，提高了样品前处理的工作效率，并在GC／MS的测定技术上采用了选择离子模式（SIM），减少了基体干扰物的影响，与全扫模式（scan）［7］相比，可使目标化合物的仪器检出灵敏度得到显著提高，大大降低了测试方法的检出限。对于水中其它挥发性硫化合物的测定也可借鉴本法。

顶空气相色谱系列讲座（112）手动与自动进样重现性对比 

手动与自动顶空气相色谱法重现性对比测试



前 言

顶空进样技术是气相色谱法中一种方便、快捷的样品前处理方法，其原理是将待测样品置入一密闭的容器中，通过加热升温使挥发性组分从样品基体中挥发出来，在气液（或气固）两相中达到平衡，直接抽取顶部气体进行色谱分析。顶空气相色谱法只将挥发和半挥发的组分引入柱子，可避免非挥发性的物质对系统的污染，样品处理简便，分析效率高。



本文由汕头市科毅仪器设备有限公司的陈新总经理所撰写,他在顶空进样重现性方面使用澳大利亚SGE公司和西班牙TK公司的顶空进样器做了一些探讨，现提供给大家参考：





气密针进样方式是一种传统的、直观的顶空进样方式，相对其它的顶空进样方式而言可获得较高的灵敏度（详见应用报告“两种顶空方式对啤酒风味的影响”），因而近年来应用该技术的产品越来越多。其原理如下图所示：




由图可知，与其它顶空方式最大的区别，气密针进样是一种开放式的结构。如何将顶空瓶内的样品毫无保留地、完整地进入气相色谱仪，是这类仪器所面临的挑战！解决问题的关键在于，一是进样针必需有良好的气密性，确保样品不流失；二是气密针必需可加热的，温度不能低于顶空瓶加热的温度，以确保样品在转移过程中不会因为温度差而发生冷凝现象；最后，为了抵消顶空瓶内外的压力差而导致样品扩散的现象，气密针的温度必须高过顶空瓶5-10℃。气密针型的顶空有手动和自动两种。手动顶空进样器功能较为简单，气密针和顶空瓶的温度是一样的，无法设置成高过顶空瓶。以下我们就通过实验，来考察手动进样和自动进样器进样的重现性。



实 验

1 实验部分

1.1 主要仪器

气相色谱仪：岛津GC-14C，带FID检测器，宽口径毛细柱进样口

毛细管柱：  澳大利亚SGE公司 AC10（相当于OV-1701 中极性）0.53mmX30mX1.0um

顶空进样器：西班牙TK公司的2T型手动顶空进样器，1.0ml气密针；

意大利HTA公司的HT250D型顶空/液体自动进样器，2.5ml气密针；



1.2 化学试剂及溶液配制

在溶剂DMA中加入少量的乙酸乙酯制备成一定浓度的样品液，分别取2.0ml于20ml顶空瓶内密封，制15个平行样。DMA（N，N-二甲基乙酰胺）及乙酸乙酯均为分析纯。另外再取8个顶空瓶做空白对照。



1.3 气相色谱条件

进样口温度：200℃；检测器温度：250℃；程序升温：35℃保持2分钟，以20℃/分钟的速率升至160℃保持2分钟。



1.4 顶空条件

样品平衡温度为80℃；气密针温度为90℃（2T型为80℃）；样品加热30分钟；进样针在顶空瓶内停留时间（取样时间）为2秒；进样量为0.5ml。



1.5 进样分析

分别用两种顶空进样器平行实验（n=5），在两批样品的前后各做两次空白样品。



2 结果与讨论

2.1色谱图

采用上述条件顶空进样分析色谱图见下图。前后空白样品均无峰检出，说明无交叉污染。


2.3 讨论

手动进样操作方式不可避免地因为人为因素而造成了取样和进样所带来的误差，所以重现性要逊色于自动进样器。值得注意的是手动顶空的峰面积反而比自动的稍为大点，按道理由于手动顶空进样针的温度没有高过顶空瓶的温度，理论上会产生压力差而造成样品走失。我们的分析其原因是进样针（1.0ml和2.5ml）的差异和取样的精度所造成的。自动进样器取样量是通过步进马达控制，其精度可从两种自动进样器的数据一致性看出，手工取样肯定会带来一定的偏差。由于2T手动顶空进样器的优异性能，在分析结果方面拉近了与自动进样器的距离，达到较为理想的分析目的，是一种经济型的顶空解决方案。

顶空气相色谱系列讲座（113）测盐酸多巴酚丁胺中残留溶剂两种方法比较

顶空进样法和溶液直接进样法检测盐酸多巴酚丁胺中

有机溶剂残留量的方法比较



摘 要 目的：采用高效毛细管气相色谱法，分别使用顶空进样法和溶液直接进样法检测盐酸多巴酚丁胺原料药中甲醇、丙酮、苯残留量，并进行比较。

方法：采用5％苯基－95％甲基聚硅氧烷毛细管色谱柱（30 m×0.53 mm×2.65μm），程序升温的色谱条件：顶空进样法，二甲基甲酰胺为溶剂，平衡温度85℃，平衡时间20min；溶液直接进样法，以二甲基甲酰胺为溶剂，直接进样检测。

结果：顶空进样法，甲醇、丙酮、苯的量分别在123.0～2460μg（r＝0.9996），119.4～2388μg（r＝0.9997），0.1566～1.566μ g（r＝0.999：）范围内呈良好的线性关系；平均回收率分别为102.8％（RSD＝4.I％），102.2％（RSD＝1.9％），101.3％（RSD＝2.1％）；最低检测限分别为46，18 ，0. 4μg·g－1；溶液直接进样法，甲醇、丙酮、苯的量分别在11.88～118.8μg·mL－1（r＝I．000），1.946～19.46μg·mL－1（r＝0.9997），0.1940～1.940μg·mL－1（r＝0.9998）范围内呈良好的线性关系；平均回收率（n＝9）分别为97.8％，99.6％，104.8％:最低检测限分别为25，14，0. 8μg·g－1。

结论：2种方法均可用于盐酸多巴酚丁胺中甲醇、丙酮、苯残留量的检测，但顶空进样法更灵敏，对色谱系统影响少相对优点多。



本文由上海市药品检验所的刘瑾、李建华、陈桂良等同志采用高效毛细管气相色谱法，分别使用顶空进样法和溶液直接进样法检测盐酸多巴酚丁胺原料药中甲醇、丙酮、苯残留量，并进行了比较。现全文介绍如下：



前 言

盐酸多巴酚丁胺（dobutamine hydrochloride）为一选择性心脏β1受体兴奋剂，增加心肌收缩力和心排血量，降低外周血管阻力及心室充盈压，促进房室结传导。由于在生产过程中采用了具有较大毒性的甲醇、丙酮、苯等有机溶剂，为了有效地控制产品的质量及用药的安全，需建立控制甲醇、丙酮、苯3种有机溶剂残留量的检测方法。采用高效毛细管气相色谱法进行有机溶剂的检测已有大量的报道，中国药典2000年版二部及美国药典和英国药典均规定采用气相色谱法对药品中有机溶剂残留进行检测，但都是选用顶空进样法或溶液直接进样法之一进行测定，我们同时使用2种进样方法对同一品种药品进行有机溶剂残留量检测的比较分析。



实 验

1 仪器与试药  ，

Agilent 6890N气相色谱仪，7694顶空加热器，FID检测器及色谱工作站，20 mL顶空进样瓶。盐酸多巴酚丁胺原料药［批号D-030515，D-030944，D-030836，D-030307，D-030837，D-030913（M）］均由上海紫源药业有限公司提供（纯度大于99％）。二甲基甲酰胺、甲醇均为色谱纯，丙酮、苯、异辛烷（内标）均为分析纯。



2 色谱条件

2．1 顶空进样法    色谱柱：HP -5色谱柱（5％苯基－ 95％甲基聚硅氧烷30 m×0.53 mm，涂层厚2.65 μm），柱温：60℃恒温8 min，以每分钟40℃的升温速率升至20℃，维持10 min；进样口温度：180℃，检测器温度：250℃，载气为氮气，流量：4．0 mL·min－1，分流比：7.5：1，进样量：1 mL。顶空加热温度：85℃，顶空加热时间：20min。

2．2 溶液直接进样法  条件同上，分流比：1:1，进样量：1μL。



3 溶液制备

3．1 顶空进样法 

对照品溶液的制备：分别取甲醇、丙酮、苯适量，精密称定，用二甲基甲酰胺稀释制成每1 mL中分别含甲醇240 μg、丙酮240 μg、苯0.16μg的溶液，再精密量取5 mL置20 mL顶空进样瓶中，密封，即得。

供试品溶液的制备：取样品约0．4 g，精密称定，置20mL顶空取样瓶中，精密加人二甲基甲酰胺5 mL，密封，振摇使溶解，即得。

3．2 溶液直接进样法 

内标溶液的制备：取异辛烷适量，精密称定，用二甲基甲酰胺稀释制成每1 mL中含100 μg的溶液，摇匀，作为内标溶液。

对照品溶液的制备：分别取甲醇、丙酮、苯适量，精密称定，用二甲基甲酰胺稀释制成每1 mL中分别含甲醇6000μg、丙酮6000μg、苯4μg的溶液，再精密量取5 mL，置50 mL量瓶中，精密加入内标溶液5 mL，用二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀，作为对照品溶液。

供试品溶液的制备：取样品约0.4 g，精密称定，精密加入稀内标溶液2 mL（精密量取内标溶液5 mL，置50 mL量瓶中，用二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀），振摇使溶解，作为供试品溶液。

3．3 顶空内标法

内标溶液的制备：取异辛烷适量，精密称定，用二甲基甲酰胺稀释制成每1 mL中含40μg的溶液，摇匀，作为内标溶液。

对照品溶液的制备：分别取甲醇、丙酮、苯适量，精密称定，用二甲基甲酰胺稀释制成每1 mL中分别含甲醇2400 μg、丙酮2400μg、苯1．6 μg的溶液，精密量取10 mL，置100 mL量瓶中，精密加人内标溶液5 mL，用二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀，再精密量取5 mL置20mL顶空进样瓶中，密封，即得。

供试品溶液的制备：取样品约0．4 g，精密称定，置20mL顶空取样瓶中，精密加入稀内标溶液5 mL（精密量取内标溶液5 mL，置100 mL量瓶中，用二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀），密封，振摇使溶解，即得。



4 线性关系试验

4．1 顶空进样法

取甲醇、丙酮、苯适量，精密称定，用二甲基甲酰胺稀释制成每1 mL中分别含甲醇2．460 mg、丙酮2．388 mg、苯0．001566 mg的混合对照品溶液。精密量取对照品溶液0.5，1.0，2.0，3.0，5.0，6.0，8.0，l0.0 mL分别置50 mL量瓶中，用二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀。分别精密量取5 mL置20mL顶空进样瓶中，密封。按“2．1”项条件测定，以测得峰面积y为纵坐标，加入顶空进样瓶各成分的量X为横坐标，计算甲醇、丙酮、苯的回归方程分别为：

y＝—12．59＋0．594X      r＝0．999 6（n=8）

y＝－131．2＋4．353X      r＝0．999 7（n＝8）

y＝－0．137＋6，821X      r＝0．999 8（n＝7）

线性范围分别为123.0～2460μg·mL-1，  119.4～2388μg·mL-1， 

0.1566～1.566 μg·mL-1。

顶空气相色谱系列讲座（113）（下）--测盐酸多巴酚丁胺中残留溶剂两种方法比较

4．2 溶液直接进样法

取甲醇、丙酮、苯适量，精密称定，用二甲基甲酰胺稀释制成每1 mL中分别含甲醇237．6 μg、丙酮38．92 μg、苯3．880 μg的混合对照品溶液。精密量取对照品溶液1.0，2.0，4.0，5.0，6.0，8.0，10.0 mL分别置20mL量瓶中，精密加入内标溶液2 mL，用二甲基甲酰胺稀释至刻度，摇匀。按“2，2”项条件测定，以测得峰面积y为纵坐标，各成分进样浓度X为横坐标，计算甲醇、丙酮、苯的回归方程：

y＝0．0615＋0．6069X      r＝1．000（n=7）

y＝0．0870＋0．9539X      r＝0．9997（n=7）

y＝0．0111＋2．086X        r＝0．9998（n=7）

线性范围分别为11.88～118.8 μg·mL -l，    1.946～19.46 μg·mL -l，

0.1940～1.940 μg·mL -l。



5 精密度试验

5．1 顶空进样法

按“3．1”项下制备6份对照品溶液，按“2．1”方法测定，并计算其RSD，结果甲醇、丙酮、苯的RSD分别为1．59％，0．39％，1．92％（图1 －A）。



6 重复性试验

6．1 顶空进样法

按“3，1”项下方法制备6份供试品溶液，按“2．1”项条件测定，结果甲醇和苯均未检出，丙酮测定结果的RSD为0．62％，证明重复性良好。

6．2 溶液直接进样法

按“3．2”项下制备6份供试品溶液，按“2．2”项条件测定，结果甲醇和苯均未检出，丙酮测定结果的RSD为1．8％，证明重复性良好。



7 加样回收率试验

7．1 顶空进样法

取已测甲醇、丙酮、苯限度的盐酸多巴酚丁胺9份，各0．4 g，精密称定，置20mL顶空进样瓶中，分为3组，各3份。每组分别加入甲醇浓度为83.84，248.8，297.4 μg·rnL -1；丙酮浓度为4．792，245．4，293．2μg·rnL -1；苯浓度为0．1193，0．1784，0．2116μg·rnL -1， 1的溶液各5 mL，密封，振摇使溶解，按“2．1”项条件测定，计算回收率。结果甲醇低、中、高3种浓度回收率（n＝3）分别为：100．8％，103．3％，104．4％；RSD分别为7．7％，0．3％，0．1％；平均回收率（n＝9）为102．8％。丙酮低、中、高3种浓度回收率（n=3）分别为：100．3％，102．5％，103．7％；RSD分别为2．5％，0．1％，0．1％；平均回收率（n＝9）为102．2％。苯低、中、高3种浓度回收率（n＝3）分别为：98．9％，102．0％，103．1％；RSD分别为1．2％，0，8％，1，0％；平均回收率（n＝9）为101．3％。结果表明样品回收率良好。

7．2 溶液直接进样法

取已测甲醇、丙酮、苯限度的盐酸多巴酚丁胺0．4 g，精密称定，分别精密加入甲醇、丙酮、苯浓度为60.14 μg·mLˉl，9．730μg·mLˉl，0．9700μg·mLˉl的溶液各2 mL，振摇使溶解，按“2．2”项条件测定，计算回收率。甲醇、丙酮、苯的回收率（n＝9）分别为97．8％，RSD＝2．8％；99．6％，RSD＝2．7％；104．8％，RSD＝3．5％。结果表明样品回收率良好。



8 最低检测限度试验

8．1 顶空进样法

当甲醇、丙酮、苯的信噪比（S／N）分别为3.3，3.5，2.5时，最低检测限分别为46，18，0.4μg·gˉl。

8．2 溶液直接进样法

当甲醇、丙酮、苯的信噪比（S／N）分别为3.1，3.2，2.9时，最小检测限分别为25，14，0.8μg·gˉl。



9 定量限试验

9．1 顶空进样法

当甲醇、丙酮、苯的信噪比（S／N）分别为9.4，10.5，9.6时，定量限分别为154，60，1.57μg·gˉl。

9．2 溶液直接进样法

当甲醇、丙酮、苯的信噪比（S／N）分别为l0.4，l0.3，l0.4时，最小检测限分别为97，53，2.98μg·gˉl。



10 样品的测定

按“3”项下分别制备对照品溶液和供试品溶液，分别按“2”方法测定限度，批号为D-030515，D-030944，D-030836，D-030307，D-030837，D-030913（M）的6批样品中甲醇均未检出；苯只有D-030515批顶空进样法结果为0.00004％，顶空内标法为0.00006％，其他均未检出；丙酮的检测结果顶空进样法为0.11％，0.020％，0.017％，0.044％，0.039％，0.028％；顶空内标法结果为0.129％， 0.0229％， 0.0189％． 0.048％， 0.0419％，0.029％；溶液直接进样法结果为0.098％，0.018％，0.014％，0.038％，0.036％，0.025％（见图1～3）。



11  讨论

11．1限度制定

甲醇在ICH［1］标准中属于第2类溶剂（应限制的溶剂），丙酮在ICH标准中属于第3类溶剂（低毒性溶剂），而苯在中国药典2000年版二部［2］附录中有规定限度，甲醇、丙酮、苯的限度分别为0．3％，0．3％，0．0002％。6批样品均低于安全限度。

11．2 分析方法的选择

由于盐酸多巴酚丁胺系难挥发物质，采用溶液直接法在测定多批样品后基线会漂移，鼓起1个包，并且逐渐向后移，影响丙酮及苯的测定，对色谱柱产生严重污染。顶空进样可避免难挥发物质对色谱柱的污染，且在苯的测定时，可提高灵敏度1倍以上。而顶空内标和外标法测定结果基本一致。

11．3 溶剂选择

原料药盐酸多巴酚丁胺和残留溶剂苯的水溶性不好，若采用水做溶剂，误差较大，RSD均在5％～20％以内，不符合要求。采用DMF做溶剂，重复性较好，但因DMF温度较高，需要用程序升温消除溶剂干扰。



参考文献

1 International Conference on Harmonisation of Technical Requirementsfor Registration。f Pharmaceuticals for Human Use（ICH药品注册的国际技术要求·质量部分）2001. 79

2 ChP（中国药典）．2000． Vol Ⅱ（二部）：Appendix（附录）Ⅷ P