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（30）-6氰化物中毒检验 

氰化物中毒的检验方法-GC/MS分析



体内氰化物及主要代谢物硫氰酸盐经提取和五氟苄基溴衍生化后，还可直接用GC/MS检验，也可经氯胺T衍生成气体CNCl直接用顶空进样GC/MS检验



七、 气-质联用法检验（GC/MS）

操作1——取检血0.4ml加0.5mol/L亚硫酸钠0.1ml、10%三氯醋酸冰溶液0.4ml，以防氰化物被氧化和沉淀蛋白质，振摇离心后取0.4ml上清液，加入20mm0l/L五氟苄基溴乙酸乙酯溶液0.5ml，再加5mmol/L十四烷二甲基苄胺催化剂0.8ml，混匀，在55℃水浴下保温30min，离心，取0.1ml上清液加内标三苄溴，己烷稀释，然后用GC/MS进行确证分析（见图-3）。

操作2——取已经稀释20倍后的血液5ml，转入带有内管的顶空玻璃瓶中，加100μl磷酸，混匀后在顶空瓶的内管中加入1ml 0.5%氯胺T水溶液，立即加盖密封，在65℃下平衡90min，取上层气体进行GC/MS确证分析（见图-4）。

条件1——GC：DB-225  30m×0.32mm×0.25μm，初温 80℃保留3min，以10℃/min升至200℃，进样口温为250℃，接口温为280℃。

MS：用EI源70eV，离子源温230℃。扫描范围30~300，扫描周期0.5s

条件2——GC：RT-Q-Plot 胶粘色谱柱30m×0.53mm×1.2μm，柱温为 110℃，进口温为260℃，检测器（ECD）温为320℃，载气（N2）3ml/min。

顶空气相色谱系列讲座（31）-氰化物中毒检验 


氰化物中毒的检验方法-分光光度法



氰离子与某些试剂在一定条件下反应生成有色物质，其最大吸光度与氰离子浓度符合比耳定律，可直接用可见分光光度法分析。或利用氰离子与某些金属离子的络合能力，建立测定氰离子含量的紫外分光光度法



五、分光光度法检验

1.      可见分光光度法

原理——氰离子与卤化剂反应生成卤化氰，再与生醛试剂（如吡啶）反应生成戊烯二醛，醛再与芳香胺或具有α-活泼氢能与醛缩合的试剂反应生成有色物质。在一定浓度范围内有色物的吸光度与氰离子浓度呈线性关系。

试剂——常用卤化剂有氯胺T、次氯酸、溴代唬柏酞亚胺等；常用的生醛试剂有异烟酸、4-甲基吡啶等；常用的缩合剂有对苯二胺、丙二腈、3-甲基-1-苯基-5-吡唑啉酮和巴比妥酸等。

操作——在扩散盒内池放入0.1mol/L氢氧化钠 3ml，外池放入检血4ml及稀硫酸4ml，密封在室温下扩散3h。取内池吸收液1ml，加入磷酸缓冲液2ml和0.25%氯胺T溶液1ml，摇匀放置2min，加入3ml吡啶-巴比妥酸试剂，放置10min。同时以空白试剂为参比，在580nm处测定所得紫红色溶液的吸光度，标准曲线法求检血含量。检出限为0.2μg/ml，线性范围0.5μg/ml~5μg/ml。



2.  紫外分光光度法

操作——在氨溶液中氰离子与镍离子生成稳定镍氰络离子，其最大吸收波长为267nm，检液中氰离子浓度在0.5mol~5mol/ml范围内与吸光度呈线性关系。操作时取检材（胃内容、血液或组织匀浆等）1g~2g，加释放剂1:1硫酸2ml ，再加吸收液氯化镍氨溶液2ml~5ml， 用抽吸法或扩散法进行分离，以试剂空白为参比测定吸收液267nm处的吸光度，用标准曲线法测检材中氰离子含量。

顶空气相色谱系列讲座（32）-8氰化物中毒检验

氰化物中毒的检验方法-荧光分光光度法



氰离子与某些试剂在一定条件下反应生成的有色物质，有的也是个强荧光物质，则可用荧光分光光度法测定，其灵敏度更高。



八、 光分光光度法检验

1.      直接荧光分光光度法

取检材扩散法分离的吸收液，加入氯胺T及吡啶-巴比妥酸试剂，反应后用583nm波长光激发，测定607nm波长发射荧光强度，检液氰离子浓度在1.3ng~65ng/ml范围内呈线性关系。

氰离子与吡多醛-5′磷酸酯反应产物也是强光物质，可用来测氰离子含量。具体操作是取血、尿或 胃内容等检材直接测定，不必预先分离。取20μl检材与200μl磷酸盐缓冲液（pH7.4）及200μl吡多醛磷酸酯（0.5mg/ml）溶液于试管中混合、密封、80℃水浴加热45min，冷后加10%三氯乙酸溶液0.2ml，离心，取上清液0.4ml，加入1ml乙酸缓冲液（pH3.8），用320nm波长光激发，测427nm发射荧光强度，检材中氰离子浓度在0.13μg/ml~7.8μg/ml范围与荧光强度成线性关系。



2.      间接荧光分光光度法

在pH5的溶液中氰离子与钯离子有较强的络合能力，可使钯离子与8-羟

基喹啉-5-磺酸形成的络合物分解，生成氰离子与钯离子的络合物及游离的8-羟基喹啉-5-磺酸，后者与加入的铝离子可形成强荧光络合物，根据荧光强度可间接测定氰离子含量。检出限 2ng/ml。

顶空气相色谱系列讲座（33）-9氰化物中毒检验


氰化物中毒的检验方法-结果评价



九、 分析结果评价

1. 正常人血液中也含有微量的氰离子，不吸烟者含量约为 0.016μg/ml；吸烟者含量约为0.041μg/ml。死于火灾或空难者尸体的血液中氰离子含量明显高于正常人，但一般不超过6μg/ml



2. 氰化物在体内主要代谢物为硫氰酸盐，它也可作为摄入氰化物的标志，血中氰化物和硫氰酸盐的浓度与中毒死亡者摄入氰化物后至死亡的这段时间长短有关，但常常又不表现出相关性，其变化比较复杂。



3. 氰化物中毒尸体组织中氰化物的浓度分布情况，可从五个氰化物中毒案例中，各组织浓度分布反应出一定规律，除胃内容外，血液中氰化物含量最高，其次为肝、肾等。



五例氰化物中毒尸体组织中氰化物的浓度分布情况 (μg/ml)





4. 正常人血液在20℃、4℃、－20℃保存，其氰化物浓度会发生变化。血样在20℃保存数周，血液氰化物浓度下降；血样在－20℃下保存，数天内氰化物浓度可增加2~3倍，但最大值不超过20μg/ml；而在 4℃条件下保存3个月其浓度变化最小。



5. 考察氰化物中毒尸体和氰化物阳性检材的保存稳定性，发现氰化物的损失主要在死后到验尸这一段时间，其尸体中氰化物很不稳定。对氰化物阳性检材稳定性的研究表明：血液在4℃和－20℃下保存24天，氰化物浓度一般均有增加，最高为原浓度的1.4倍；肝、肾、脑等组织保存时氰化物浓度有增有降，浓度变化比值为0.22~2.39之间；胃内容在－20℃下保存时无变化，4℃保存时则快速下降。样品保存过程中氰化物的浓度变化规律比较复杂，既有其挥发作用使浓度下降，又有细菌作用生成氰化物使其浓度增高等因素。

顶空气相色谱系列讲座（34） 

顶空气相色谱测定变压器油中溶解气—1方法与实验



变压器油中的溶解气是运行故障中产生的，为了解变压器在运行中的状态，油中溶解气含量的测定是重要指标。郭明海等同志用顶空二维气相色谱法建立了变压器油中溶解气的测定方法，可解决电抗器、电流互感器、电压互感器和充油套管的绝缘油中溶解气的测定等。



一、        方法介绍

变压器油中溶解气的脱除方法有真空法与平衡振荡法。真空法的重复性差点，达到完全脱气比较困难，而平衡振荡法操作简单，重复性也较好，用顶空进样器优越性更明显。

其原理是在一定条件下，当气-液达到平衡时，对某一气体溶解于油中的组份浓度与存在于气体中组份之比为一常数，即为奥斯特瓦尔德系数

C 油 =C气（K+V气 /V油）

其中：C 油为油相中溶解气的含量

C气为气相中溶解气的含量

K为奥斯特瓦尔德系数，查阅文献而得

V气与V油分别为气相与油相的体积

实验中，确定气-液相平衡时间和平衡温度，结果方法的重复性良好。



二、        实验部分

1.      仪器条件

仪器：顶空进样器为HP7694，气相色谱仪为HP5890Ⅱ，积分仪为3396，柱1为Porapak N，柱2为自制的5A分子筛（50cm×1/8英寸外径）

GC条件：载气为（Ar）气压为0.3Mpa，柱流速为 30ml/min，氢气流速为60ml/min，空气流速为350ml/min，A路为氢火焰检测器，B路为热导检测器，柱初温为35℃，保持3min以5℃/min升至90℃，再以20℃/min升至160℃，保持10min。A路进样口为200℃,B路进样口为350℃，A路（FID）200℃，B路（TCD）200℃。

顶空条件：载气为（Ar）压力为300Kpa，气相循环时间为30.0min，样品平衡时间为20.0min，加压时间0.13min，样品环充满时间0.15min，样品环平衡时间0.02min，进样时间0.2min。

2.  分析过程

图1，5A分子筛柱分离氢气、氧气、氮气、甲烷、一氧化碳等，电磁阀2切换后，绕开柱2，Porapak N柱分离二氧化碳、乙稀、乙烷、丙烷等。其中氢气、氧气、氮气是用TCD检测，Ni为催化剂使CO、CO2还原为CH4，其它成分均用FID检测。

顶空气相色谱系列讲座（35） 

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文章日期：2003-12-22 11:04:48
顶空气相色谱测定变压器油中溶解气—2结果与讨论



三、结果与讨论

1. 条件筛选




实验结果表明，油量增加气体浓度增大，为取样方便选择10ml为加入量。平衡温度升高气体的脱出率增大，但到了60℃后相差不大，选择平衡温度为70℃。气-油平衡时间20min后基本保持平衡，选择平衡时间为20min。



2. 气体工作曲线

溶解气的定量采用外标法计算，取混合标准气准确配成不同浓度，在相同条件下进样分析，计算各种气体的工作曲线。



3.  重复性测试

根据公式C 油 =C气（K+V气 /V油）和70℃时的不同溶解气的K值（奥斯特瓦尔德系数）对同一样品分别测定六次，测重复性

顶空气相色谱系列讲座（36） 

用HS/GC/MS分析研究莲花顶空香化学成分





莲属睡莲科，莲的名称繁多，莲又名荷花、芙蓉、水白、水旦、朱华等。莲属多年生水生草本花卉，花大而美丽，具有食用、观赏和药用等价值。多年来研究者多采用传统的蒸馏和吸 附等方法，从芳香性植物或花卉中提取精油和头香。但都无法解决热解、热岐化、水解、穿透、不吸附和不可逆吸附等诸多问题。

本文由东莞市环境监测站与华南环境科学研究所的李美敏等人采用顶空技术，对莲花顶空香化学成分进行GC/MS研究，并进行“NB”和“ TR”谱库检索，辅以少许标准校正、配合人工解析。结果从顶空气中检出28种挥发性化合物，占总峰面积的。为莲花的食用、观赏、药用等价值的深度开发提供科学依据。



1、实验部分

1.1  仪器条件

①  顶空条件：HP19395型顶空进样器，浴温80℃，阀/定量管温80℃，平衡时间50min，采样间隔时间70min，载气He压为160kpa。

②  色谱条件：Varian3700型气相色谱仪，30m×0.25mm DB-5弹性石英气细管柱，柱始温70℃，保持5min，以40℃/min升至230℃，保持15min，进口温150℃，载气He流速为1ml/min，不分流进样。

③  质谱条件：Finnigan-Mat800型离子阱检测器，离子源EI，离子阱温度为240℃，接口温为235℃，传输线温250℃，质量扫描范围30-450amu，电子倍增器电压1600V。

1.2  样品制备

选摘5朵刚刚绽开的新鲜莲花，剪去把柄、切碎、捣碎机捣成糊状物。准确称取约10g糊状物于25ml顶空瓶中，密封陈化4h。



2、结果与讨论

①  用面积归一化法计算各成分的质量百分数，结果见下表




由表检出的结果表明，共检出28种挥发性化合物，占总峰面积的94.67%，其中主要化学成分为甲丙醚、甲硫醛均聚体、醋酸乙酯、桧烯、α-萜品醇、十四烷、β-石竹烯、硫代甲烷、异戊醇、等十五种

顶空气相色谱系列讲座（37） 


用SPME/GC/MS测定大米中的风味成分



为指导黄酒酿造出特有的风味，江苏江南大学教育部重点实验室的曹建平等自行设计建立了一套用于测定蒸饭过程中逃逸的挥发性风味成分的装置，在黄酒酿造前必须经过蒸饭过程，为尽可能保留大米特有的风味物质，为黄酒酿造的工艺改进提供科学依据，采用了固相微萃取色谱质谱联用技术鉴定了醇、醛、酮、酸、烷烃、杂环等七大类近40种化合物

近年大米风味物质的研究中，样品前处理多采用溶剂提取，如Riana widjaja等用SDE法分析了100多种香味成分；Magnus jezussek等用AEDA法比较了德国市场上三个大米品种的香气成分的异同；Th.Frenzel等用二氯甲烷提取大米中的酸类、酯类、糖类等。



1. 实验部分

1.1 仪器和试剂

    仪器：色-质联用仪Finnigan  TRACE  MS 2000 四极杆质谱、CP3900气相色谱，自制蒸饭测定装置，固相微萃取（SMPE）进样，Carbonax/Dinnylbenzene纤维萃取头。

    试剂：色谱纯标准品2、4、6-三甲基吡啶(TMP)配成98μg/ml的水溶液，超纯水，市售糯米

1.2 萃取条件

    称取50.00g糯米于1000ml三颈瓶中，加入0.5ml TMP水溶液，75ml水，按下图连接，使体系处于封闭状态，加热水浴达80℃，插入萃取头保持30min。

1.3 气-质分析条件

      OV-1701色谱柱 30m×0.25mm×0.25μm，柱程序升温：起始温34℃(3min)以12℃/min升至60℃，再以5℃/min升至80℃，再以2℃/min升至100℃，再以6℃/min升至140℃，再以15℃/min升至250℃(10min)，进样口温260℃，检测器温280℃， 分流比12:1，载气(He)流量为0.8ml/min，MS离子源EI，电子能量70eV，全扫描质量范围33~449，接口温度为250℃，离子源温度为200℃，灯丝电流0.25mA，检测器电压为350V。



2. 结果与讨论

    由下表说明不同部位挥发性风味成分有较大差别，该差异有利于黄酒酿造中的工艺改进。

顶空气相色谱系列讲座（38） 

吸附—热脱附法测定呼吸气体中挥发性有机物



这里介绍一种适合医院避免交叉污染的一种简便、快捷，一次性的采样装置，是一种通过对呼吸气体的分析发展为人体疾病诊断的新工具，鉴于许多疾病的发生都会导致呼吸中不同挥发物浓度的变化或特异性物质的出现，基于人体呼吸中包含大量的挥发性有机物质（volatile organic compounds）简称VOCs，会随人体代谢情况的变化而改变。

  大量研究表明如戊烷是人体内类脂代谢的中间产物，人体某些疾病（如胃癌、类风湿性关节炎、精神分裂症）发生后会影响类脂代谢过程，进而导致呼吸中戊烷浓度改变，尿毒症患者会呼出甲胺、二甲胺、三甲胺等，而在健康人呼吸中这三种物质很少出现。呼吸中挥发性有机物质能反映人体代谢状况的生物特性。传统方法中呼出气体采样及预富集装置涉及到较多的阀件和连接管道，操作繁杂易造成污染。下面介绍复旦大学化学系和复旦大学附属中山医院的张婕和张祥民等人设计了一种通过一次性采样避免交叉污染的装置，用来分析呼吸气体中的挥发性有机物。

一、        实验方法

1、化学试剂

  吸附剂：Carbopack B 60/80mesh (80mg)，TENAX TA 60/80 mesh (30mg)，Carbotrap C 20/40mesh(30mg)，购自PA公司。气体标样：氮气为溶剂，丙酮标气(4μg/L)，己烷标气(4μg/L)，正戊烷标气(3μg/L)。

2、仪器设备

  HP6890气相色谱仪，配有5973质量选择检测器，HP-5MS毛细管柱(30m× 0.25mm×0.25μ) 柱温程序：始温25℃保留7min，以15℃/min升至250℃，保留5min。EI源230℃，70Ev，四极杆150℃，He气为载气，利用NIST， WIELY数据库对实验结果进行搜索鉴定。

3、实验对象

  健康组10人；糖尿病患者10人。取样前未有人使用过任何化妆品。

4、实验方法

呼吸采样：利用自制采样装置收集呼吸气样于25cm×20cm聚乙烯食品袋中。

预富集：打开采样器和吸附管，打吸附管插入大气采样机中，设定采样时间，调节采样速度，开动采样机，使一定体积的气体通过吸附剂进行预富集。

热脱附-冷阱捕集：利用GC-MS鉴定呼吸中的组分。



二、        结果与讨论

1、吸附剂选择

比较了活性炭、Chromsorb、Carbopack B、TENAX  TA、Carbotrap C等吸附剂对呼出气体的吸附性能，最后选择后3种 吸附剂混合使用，以有效吸附呼吸气体

2、采样体积的确定以

以丙酮、正己烷为目标气体，将气体标样通过吸附剂，测定不同流过体积下目标化合物脱附峰高，峰高为常量时所对应的气体体积即为最大采样体积。实验测定了两种气体在混合吸附剂上的穿透体积BTV（见图-1）。实际采样体积要小于BTV，考虑GC-MS的检测限，最终确定采样体积为500ml。



顶空气相色谱系列讲座（39） 

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文章日期：2004-2-3 20:00:12
吸附—热脱附法测定呼吸气体中挥发性有机物



这里介绍一种适合医院避免交叉污染的一种简便、快捷，一次性的采样装置，是一种通过对呼吸气体的分析发展为人体疾病诊断的新工具，鉴于许多疾病的发生都会导致呼吸中不同挥发物浓度的变化或特异性物质的出现，基于人体呼吸中包含大量的挥发性有机物质（volatile organic compounds）简称VOCs，会随人体代谢情况的变化而改变。

  大量研究表明如戊烷是人体内类脂代谢的中间产物，人体某些疾病（如胃癌、类风湿性关节炎、精神分裂症）发生后会影响类脂代谢过程，进而导致呼吸中戊烷浓度改变，尿毒症患者会呼出甲胺、二甲胺、三甲胺等，而在健康人呼吸中这三种物质很少出现。呼吸中挥发性有机物质能反映人体代谢状况的生物特性。传统方法中呼出气体采样及预富集装置涉及到较多的阀件和连接管道，操作繁杂易造成污染。下面介绍复旦大学化学系和复旦大学附属中山医院的张婕和张祥民等人设计了一种通过一次性采样避免交叉污染的装置，用来分析呼吸气体中的挥发性有机物。

一、        实验方法

1、化学试剂

  吸附剂：Carbopack B 60/80mesh (80mg)，TENAX TA 60/80 mesh (30mg)，Carbotrap C 20/40mesh(30mg)，购自PA公司。气体标样：氮气为溶剂，丙酮标气(4μg/L)，己烷标气(4μg/L)，正戊烷标气(3μg/L)。

2、仪器设备

  HP6890气相色谱仪，配有5973质量选择检测器，HP-5MS毛细管柱(30m× 0.25mm×0.25μ) 柱温程序：始温25℃保留7min，以15℃/min升至250℃，保留5min。EI源230℃，70Ev，四极杆150℃，He气为载气，利用NIST， WIELY数据库对实验结果进行搜索鉴定。

3、实验对象

  健康组10人；糖尿病患者10人。取样前未有人使用过任何化妆品。

4、实验方法

呼吸采样：利用自制采样装置收集呼吸气样于25cm×20cm聚乙烯食品袋中。

预富集：打开采样器和吸附管，打吸附管插入大气采样机中，设定采样时间，调节采样速度，开动采样机，使一定体积的气体通过吸附剂进行预富集。

热脱附-冷阱捕集：利用GC-MS鉴定呼吸中的组分。



二、        结果与讨论

1、吸附剂选择

比较了活性炭、Chromsorb、Carbopack B、TENAX  TA、Carbotrap C等吸附剂对呼出气体的吸附性能，最后选择后3种 吸附剂混合使用，以有效吸附呼吸气体

2、采样体积的确定以

以丙酮、正己烷为目标气体，将气体标样通过吸附剂，测定不同流过体积下目标化合物脱附峰高，峰高为常量时所对应的气体体积即为最大采样体积。实验测定了两种气体在混合吸附剂上的穿透体积BTV（见图-1）。实际采样体积要小于BTV，考虑GC-MS的检测限，最终确定采样体积为500ml。

顶空气相色谱系列讲座（39） 

顶空固相微萃取/气相色谱法测定聚氯乙烯玩具

在模拟人体唾液中某些有害化合物的溶出量-1



我国是玩具生产和出口大国，聚氯乙烯（PVC）塑料玩具中常使用邻苯二甲酸二酯类化合物来改善塑料加工的性能和强度，而邻苯二甲酸二酯类化合物干扰人体激素的分泌，体内长期积累会导致畸形、癌变和突变。幼儿在舔塑料玩具时会吸入邻苯二甲酸二酯类物质，1982年美国国家毒理规划署的实验报告确认高剂量的邻苯二甲酸二酯类增塑剂可引起肝癌，所以美国和欧共体对玩具中邻苯二甲酸二酯类化合物的含量有严格的限制，为避免儿童接触玩具后体内积累这种增塑剂。

对人体直接有害的是溶出的那一部分邻苯二甲酸二酯类增塑剂，因此，对唾液中邻苯二甲酸二酯类增塑剂溶出量的分析与研究具有重要的实际意义。本文使用的顶空固相微取溶胶-凝胶技术制备的富勒烯（C60）石英萃取头是由武汉大学化学系吴采樱教授领导的小组研制的，由国家出入境检验检疫局杨左军高级工程师等承担的科研项目，下面分两讲介绍他们的主要成果。



1.    实验部分



1.1  仪器与试剂

    仪器—美国Varian gc 3800气相色谱仪，配有COMPAL三合一自动进样器（包括自动SPME功能）；英国Grant OLS 200恒温振荡水浴锅，Supelco公司生产的聚二甲基硅氧烷(PDMS)萃取头和由武汉大学化学系研制的溶胶-凝胶技术制备的富勒烯（C60）石英萃取头。

    试剂—纯度为97%邻苯二甲酸二丁酯（DBP）由Fluka 公司提供；邻苯二甲酸丁基苯甲基酯 (BBP)、邻苯二甲酸二己酯(DHP，内标)、邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸二（乙基己基）酯(DEHP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)等标准品均由ChemService公司提供，纯度均为>95%；甲醇为分析纯；实验用水为二次蒸馏水。全部标准储备溶液均用甲醇配制，标准溶液用模拟人体唾液配制。

1.2  模拟他体唾液的配制

从文献“DIN53160”中获得模拟人体唾液的配制方法，准确称取氯化钠4.5g、氯化钾0.3g、硫酸钠0.3g、氯化氨0.4g、90%乳酸3.0g、尿素0.2g、用少量二次蒸馏水溶解后，定容为1000ml，得pH3.04的模拟人体唾液。

1.3  色谱条件

DB-5色谱柱30m×0.32mmid×0.25μm；进样口温280℃；FID检测器温280℃；载气流量1.0ml/min；分流比1:5；柱温由50℃保留4min，以30℃/min升到200℃，再以4℃/min升至280℃，保留16min。

1.4 样品制备及SPME方法

将塑料玩具剪碎，置于带塞的锥形瓶中，加入模拟人体唾液浸泡，加塞密封，在37℃水浴中以80r/min的速度振荡1h，取出后快速移取10ml到样品瓶中，加入NaCl使之饱和，加盖密封。以富勒烯萃取头进行顶空固相微萃取，萃取温度为90℃，萃取时间为60min，萃取时振荡速度为300r/min，萃取过程中振荡速度恒定不变，萃取完毕后在280℃下热解吸3min，再进样色谱分析。(待续)