气相色谱

2024-08-13

气相色谱(16篇)

1.气相色谱 篇一

气相色谱法实验

实验目的1.了解气相色谱仪的各部件的功能。

2.加深理解气相色谱的原理和应用。

3.掌握气相色谱分析的一般实验方法。

4.学会使用 FID 气相色谱对未知物进行分析。

实验原理

1.气相色谱法基本原理

气相色谱的流动向为惰性气体,气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后,由于吸附剂对每个组分的吸附力不同,经过一定时间后,各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来,最先离开色谱柱进入检测器,而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来,因此最后离开色谱柱。如此,各组分得以在色谱柱中彼此分离,顺序进入检测器中被检测、记录下来。气相色谱仪器框图如图 1 所示:

图 1.气相色谱仪器框图 仪器均由以下五个系统组成:

气路、进样、分离、温度控制、检测和记录系统。

2.气相色谱法定性和定量分析原理

在这种吸附色谱中常用流出曲线来描述样品中各组分的浓度。也就是说,让分离后的各组分谱带的浓度变化输入换能装置中,转变成电信号的变化。然后将电信号的变化输入记录器记录下来,便得到如图 2 的曲线。它表示组分进入检测器后,检测器所给出的信号随时间变化的规律。它是柱内组分分离结果的反映,是研究色谱分离过程机理的依据,也是定性和定量的依据。

图 2.典型的色谱流动曲线 D 3.FID 的原理

本次试验所用的为氢火焰离子化检测器(FID),它是以氢气和空气燃烧的火焰作为能源,利用含碳有机物在火焰中燃烧产生离子,在外加的电场作用下,使离子形成离子流,根据离子流产生的电信号强度,检测被色谱柱分离出的组分。

三.实验试剂和仪器

(1)试剂:甲醇、异丙醇、异丁醇(2)仪器:气相色谱仪带氢火焰离子化检测器(GC-2014 气相色谱仪);

氢-空发生器(SPH-300 氢气发生器)、氮气钢瓶;

色谱柱;

微量注射器。

四. 实验步骤

打开稳定电源。

打开 N 2 钢瓶(减压阀),以 N 2 为载气,开始通气,检漏;调整柱前压约为 0.12MPa。

调节总流量为适当值(根据刻度的流量表测得)。

调节分流阀使分流流量为实验所需的流量。

打开空气、氮气开关阀,调节空气、氮气流量为适当值。

根据实验需要设置柱温、进样温度和 FID 检测器温度。本实验柱温的初始温度恒温。气化室及检测器温度设定,一般比柱温高 50~100℃。

打开色谱工作站,设定相关参数。

待仪器稳定后,进样分析,注意进样量,1µ L 左右。

峰记录与处理,微机化后自动获得积分面积、高、保留时间等数据。

实验结束后首先调节柱温到室温,调节氢气、空气流量为零,随后关闭氢-空发生器,待柱温降到室温后关闭色谱仪,最后将氮气钢瓶关闭。

五.数据记录和处理

用气相色谱法对未知混合物进行气相色谱测定,可得其色谱图如图 3 所示:

图 3.未知混合物的气相色谱图 Peak# Ret.Time Area Height 2 2.341 2386957 1627752 3 2.622 1451103 937144.9 将未知物与标准溶液对照,发现未知混合物的色谱图与异丙醇和异丁醇的气相色谱图标准溶液相吻合,第一个峰:停留时间 2.341 与异丙醇接近,第二个峰停留时间 2.622,与异丁醇接近。可推断该混合物为异丙醇和异丁醇的混合物。

2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 min0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.25 uV(x1,000,000)

Chromatogram2.341/23869572.622/14511032.833/7671

(1)异丙醇

图 4.异丙醇的气相色谱图 Peak# Ret.Time Area Height 2 2.359 5673681 3509001(2)异丁醇

图 5.异丁醇的气象色谱图 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0min0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0uV(x1,000,000)Chromatogram2.359/56736812.632/24012.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.1 min0.000.250.500.751.001.251.501.752.002.252.50uV(x1,000,000)Chromatogram2.631/28921902.837/15612

Peak# Ret.Time Area Height 2 2.631 2892190 1790486

六. 思考与讨论

1.在气相色谱仪中有单气路和双气路之分,二者各有什么特点?

答:气相色谱仪中有单气路和双气路之分一般是指热导检测器,热导检测器正常工作的时候,需要一路气做比较气,常称作为参比气,另外一路气做样品,这样两路气同时有阀件独立提供,两路气体在调节和使用时互不干扰,是并联方式的气路,这就是双气路。但在工作中,由于成本,气路复杂性,样品的复杂性等等众多原因,在使用中,常常会将两路气体的流动串联成单路流动,只有一路阀件控制两路气,这样的作法,结果是损失了一些 S 值,但很多用户所测含量是百分含量或者是千分含量,这样对结果就没有影响了。

2.在分析有机物时常采用氢火焰离子化检测器,这是为什么?

答:氢火焰离子化检测器有很多优点:灵敏度很高,比热导检测器的灵敏度高约 103倍;检出限低,可达 10-12 g·S-1 ;火焰离子化检测器能检测大多数含碳有机化合物;死体积小,响应速度快,线性范围也宽,可达 106以上;而且结构不复杂,操作简单,是目前应用最广泛的色谱检测器之一。

3.在色谱分析中,经常会出现色谱峰不对称的现象,除了进样量的影响之外,还有什么其他影响因素?

答:色谱峰的不对称性来源于色谱过程本身,也有些来源于仪器。造成峰不对称的原因有以下几个:

不完全分离:歪曲的峰形有时实际上是因为未分离的其他溶质组分峰的叠加造成的。

缓慢的动力学过程:包括溶质在固定相中为空隙中的扩散,溶质与表面能量分布不均匀的固定相的相互作用;对液相色谱来说,还有在溶剂化不充分的键合固定相表面传质缓慢的影响。动力学过程造成的不对称可以通过梯度洗脱予以改善。

化学反应:如溶质在柱内发生化学反应,会形成拖尾峰或宽得不正常的峰。

2.气相色谱 篇二

1 材料与方法

1.1 药品和试剂

盐酸曲马多片剂每片50 mg (郑州凯利药业有限公司生产) ;曲马多标准品购自公安部物证鉴定中心;内标:SKF525A (中国标准技术开发公司) , 其余试剂均为分析纯。

1.2 实验动物

SD大鼠, 雄性, 200 g±10 g, 河北省实验动物中心提供。实验前禁食24 h。

1.3 仪器及色谱条件

气相色谱:GC-2010气相色谱仪 (日本岛津) ; DB-5毛细管柱 (30 m×0.25 mm×0.25 μm) , FTD检测器, 进样口温度:280 ℃;空气60 mL/min, 氢气2.3 mL/min, 载气高纯氮气15 mL/min, 铷珠电流2 A, 柱温150 ℃, 检测器温度300 ℃。程序升温:初温150 ℃ (1 min) , 以10 ℃/min速度升温至300 ℃ (1 min) 。分流进样, 进样量1 μL。

气相色谱/质谱:Trace DSQ 气相色谱- 质谱联用仪 (Thermo Finnigan) ;DB- 5毛细管柱 (30 m×0.25 mm×0.25 μm) , EI源70 eV, 质量范围:50~650, 柱温:140 ℃ (1 min) →30 ℃/min→250 ℃ (10 min) ;离子源、传输线和进样口温度均为250 ℃;分流进样, 分流比为50∶1;载气:高纯氦气 (He) 1.0 mL/min, 恒流模式。

1.4 提取和检测

取固性检材1 g或血1 mL, 加蒸馏水1 mL, 加入内标液20 μg, 振荡, 固性检材超声细胞粉碎 (JYD-650L智能型) 匀浆3 min;加10%HCl调酸pH为1~2, 振荡5 min, 3 500 r/min离心 (DL-5型低速大容量离心机) 10 min;2 mol/L NaOH调碱pH为14, 加乙醚5 mL, 振荡15 min, 3 500 r/min离心10 min, 取上层有机液;乙醚5 mL重复提取1次;合并有机层, 40 ℃水浴氮气流下挥干。残渣用20 μL无水乙醇定容, 按上述仪器条件进样1 μL。气相色谱/质谱联机分析, 选择离子模式检测 (SIM) , 质谱图、质量色谱图定性, 气相色谱检测, 内标法定量。

1.5 动物实验

参照文献[16]报道方法, 以1/2倍LD50 (228 mg/kg) 灌胃, 观察动物反应, 2 h立即处死, 取心血、心、肝、脾、肺、肾、脑和胃, 按上述方法条件提取检测其中曲马多含量。

2 结 果

2.1 气相色谱图、质谱图 (见图1~图8)

2.2 响应曲线和精密度

取盐酸曲马多标准液1 mg/mL, 用乙醇将母液稀释成40.0 μg/mL、30.0 μg/mL、20.0 μg/mL、16.0 μg/mL、8.0 μg/mL、4.0 μg/mL、2.0 μg/mL、1.0 μg/mL的标准溶液系列。分别取1 μL/mL标准溶液, 依上述气相色谱条件下进样。以浓度为横坐标, 峰面积为纵坐标作线性回归, 得其回归方程为Y=75 175X-159 187 (r=0.997 9) , 两者之间线性关系良好, 经 t 检验有统计学意义 (P<0.05) , 检出限为10 ng (S/N>3) 。取浓度为0.5 μg/mL、1.0 μg/mL、2.0 μg/mL的3种标准溶液在上述气相色谱条件下每样品每日测定5次, 连续测定3 d, 其日内、日间保留时间为10.075 min±0.013 min、10.14 min±0.27 min。

2.3 标准曲线和提取回收率

分别取空白肝组织1 g和心血1 mL, 各12份, 置于离心管中, 各加蒸馏水1 mL和内标液20 μL (1 mg/mL) , 振荡, 按加入曲马多标准液配制成质量浓度为0.05, 0.1, 0.5, 1, 2, 4, 8, 16, 24, 48, 64, 96 (μg/mL或μg/g) 的标准系列, 按前文所述检材提取和检测。建立心血和肝组织中曲马多检测的标准曲线回归方程Y=4.795 4X+0.746 1和Y=1.115 2X+1.933 4, 式中Y为心血或肝组织中曲马多浓度, X为曲马多峰面积与内标峰面积比值;相关系数分别为0.998 7和0.995 5;线性范围均为 (0.5~96) μg/mL, 最低检出浓度为0.1 μg/mL或μg/g (S/N>3) 。

取肝组织1 g或心血1 mL, 各9份, 分别加入标准品4 μg (3份) 、8 μg (3份) 、20 μg (3份) , 按上述方法提取检测, 标准曲线计算回收率。回收率和变异系数分别为 (97.6±0.65) %、 (103.1±1.24) %和1.52%~6.72%。

2.4 曲马多染毒大鼠体内分布特点

大鼠心血、心、肺、脑、脾、肝、肾、胃的含量依次为 (6.98±1.22) μg/mL、 (10.64±3.13) μg/g、 (12.70±9.85) μg/g、 (4.49±0.57) μg/g、 (19.24±8.17) μg/g、 (7.09±2.03) μg/g、 (27.38±19.09) μg/g、 (104.55±57.31) μg/g。

3 讨 论

在曲马多的检测方法报道中[7,8,9,10,11,12,13,14,15], TLCS法、GC/MS法定性准确, 定量较差;而GC法则定量准确。本次首次建立生物检材中曲马多的GC、GC/ MS法分析方法采用GC/MS定性准确、GC法定量准确的优点, 一方面确保定性准确, 另一方面又保证了定量结果的准确。以SKF525A为内标, 其保留时间 (tr=13.686, 曲马多tr=10.072) 合适, 峰型良好, 与曲马多分离度Rs>2, 且与生物检材中的杂质峰分离良好, 能够满足检测要求。同时, 各组在上述GC条件下保留时间适中, 峰形对称, 分离效果好, 在较大的浓度范围内有较好的线性关系, 提取回收率及精密度均达到检测要求, 且重现性好, 灵敏度高, 可满足定性、定量检验的分析要求, 可用于生物检材中曲马多含量的定性和定量分析[16,17,18,19,20]。

在检材处理过程中, 由于曲马多酸性条件下 (pH为1~2) 易成盐, 能充分从组织检材中分离出来, 而在碱性条件下 (pH=14) , 使曲马多能充分溶解于有机相, 取得良好的分离提取效果。二次萃取可增加提取回收率。

3.乙醇脱水产物的气相色谱分析 篇三

关键词:乙醇;脱水;乙烯;分析方法

中图分类号:O657.7+1 文献标志码: A文章编号:1002-1302(2014)10-0286-03

收稿日期:2013-12-26

基金项目:国家杰出青年科学基金(编号:21225626);国家自然科学基金(编号:21406112);国家“863”计划(编号:2012AA022300、2014AA021206)。

作者简介:胡耀池(1979—),男,广东顺德人,博士,讲师,主要从事生物化工领域的相关研究工作。Tel:(025)86990120;E-mail:huyaochi@njtech.edu.cn。

通信作者:黄和,博士,教授,主要从事生物化工等领域的研究。E-mail:Biotech@njtech.edu.cn。石油作为一种不可再生资源,其下游产品的可持续发展一直受到人们的格外关注。生物能源和生物材料的提出[1],立即引起了众多研究者的高度重视[2-4],特别是以生物乙醇为原料,制备生物乙烯[5-7]和生物丙烯[8]等碳氢化合物的研究最为前沿,其中生物乙烯的产业化还受到了国家发展改革委员会和科技部的重点扶持。生物乙醇脱水制备生物乙烯的反应简单,但产物比较复杂,终产物除了乙烯外还有水、乙醛、乙醚、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯和其他碳氢化合物等[9]。因此要建立一种简单、准确和可靠的分析方法难度较大。目前,国内外均采用气相色谱法分析[10-11],但至今仍未见评价方法的详细报道。针对该反应体系,作者发现产物液样中存在大量的水、少量未反应完全的乙醇、乙醚和乙醛;产物气样中除烃类物质外还有乙醚和乙醛等含氧化合物,因此,如何实现产物的气液关联将是该体系分析方法建立的关键所在。本试验利用气相色谱法分析产物组分,选用FFAP毛细管柱和FID检测器分析液体产物;选用AT. Pora-Q毛细管柱和TCD检测器分析气体产物,并根据乙醇脱水和脱氢反应方程式以及碳平衡原理,建立了一种简单、准确和可靠的分析方法,为该反应体系的催化剂研究及工艺改进提供科学的分析手段。

1材料与方法

1.1试剂与仪器

气相色谱仪 (6890N,Agilent公司);粉末压片机 (769-YP 24B,天津市科器高新技术公司);马弗炉 (SX2-4-10,上海博迅实业有限公司医疗设备厂);恒流泵 (BT1-300E,上海琪特分析仪器有限公司);固定床反应器 (不锈钢反应管,自制);电子天平 (BS124S型,北京赛多利斯仪器系统有限公司);智能程序控制柜 (960MCT1J2000B,厦门安东电子有限公司)。

无水乙醇 (分析纯,无锡市亚盛化工有限公司);无水乙醚 (分析纯,上海中试化工总公司);乙醛 (分析纯,上海凌峰化学试剂有限公司);正丙醇 (分析纯,国药集团化学试剂有限公司);乙烯 (纯品,南京特种气体厂有限公司);分子筛[n(SiO2)/n(Al2O3)=100,上海复旭分子筛有限公司]。

1.2色谱分离条件

FID检测器与FFAP(30 m×0.32 mm,0.25 μm)毛细管柱相连接,其分离条件为:进样口温度200 ℃,柱箱起始温度40 ℃,保持3 min,然后以10 ℃/min升至110 ℃,保持2 min,氮气为载气,流速1.00 mL/min,分流,分流比为120 ∶1,检测器温度250 ℃。

TCD检测器与AT. Pora-Q(30 m×0.53 mm,10 μm)毛细管柱相连接,其分离条件为:进样口温度200 ℃,柱箱起始温度50 ℃,保持2 min,然后以10 ℃/min升至110 ℃,保持1 min,再以10 ℃/min升至150 ℃,保持2 min,最后以 10 ℃/min 升至180 ℃,保持2 min,氢气为载气,流速 5.0 mL/min,检测器温度250 ℃。

1.3分子筛样品预处理和标准溶液的配制

将HZSM-5分子筛粉末压片后,敲碎和过筛成20~30目,然后在550 ℃温度下焙烧4 h,用作反应催化剂。

准确称取适量无水乙醇,并用去离子水配制各种质量分数的标准混合液,分别是1.00%、3.00%、5.00%、7.00%、900%、11.00%,然后以5 ∶1(V/V)比例与正丙醇混合,用作制备标准曲线。

1.4催化剂活性评价

用恒流泵将乙醇水溶液打进直径为3 mm的不锈钢管内进行汽化,乙醇气体在连续流动固定床不锈钢反应器(直径为12 mm)内进行催化剂性能测试,催化剂装填量为6.00 g。产物将采用气相色谱检测,并根据以下分析方法计算乙醇的转化率和乙烯的选择性,其反应测试装置如图1所示。

2结果与分析

2.1标准曲线的建立

3结论

本研究建立的分析方法具有操作方便、灵敏度高、准确度高等优点,适于乙醇脱水制乙烯反应产物的分析。

参考文献:

[1]Ragauskas A J,Williams C K,Davison B H,et al. The path forward for biofuels and biomaterials[J]. Science,2006,311(5760):484-489.

[2]Román-Leshkov Y,Barrett C J,Liu Z Y,et al. Production of dimethylfuran for liquid fuels from biomass-derived carbohydrates[J]. Nature,2007,447(7147):982-985.

nlc202309032303

[3]Clark J H. Green chemistry for the second generation biorefinery-sustainable chemical manufacturing based on biomass[J]. Journal of Chemical Technology and Biotechnology,2007,82(7):603-609.

[4]Zhao H B,Holladay J E,Brown H,et al. Metal chlorides in ionic liquid solvents convert sugars to 5-hydroxymethylfurfural[J]. Science,2007,316(5831):1597-1600.

[5]Bi J D,Guo X W,Liu M,et al. High effective dehydration of bio-ethanol into ethylene over nanoscale HZSM-5 zeolite catalysts[J]. Catalysis Today,2010,149(1/2):143-147.

[6]Varisli D,Dogu T,Dogu G. Novel mesoporous nanocomposite WOx-silicate acidic catalysts:ethylene and diethylether from ethanol[J]. Industrial and Engineering Chemistry Research,2009,48(21):9394-9401.

[7]Ramesh K,Jie C,Han Y F,et al. Synthesis,characterization,and catalytic activity of phosphorus modified HZSM-5 catalysts in selective ethanol dehydration[J]. Industrial and Engineering Chemistry Research,2010,49(9):4080-4090.

[8]Inoue K,Inaba M,Takahara I,et al. Conversion of ethanol to propylene by HZSM-5 with Si/Al2 ratio of 280[J]. Catalysis Letters,2010,136(1/2):14-19.

[9]Talukdar A K,Bhattacharyya K G,Sivasanker S. HZSM-5 catalysed conversion of aqueous ethanol to dydrocarbons[J]. Applied Catalysis A,1997,148(2):357-371.

[10]潘锋,吴玉龙,张建安,等. Zn与Mn复合改性HZSM-5催化低浓度乙醇脱水制乙烯[J]. 过程工程学报,2007,7(3):490-495.

[11]Inaba M,Murata K,Saito M,et al. Production of olefins from ethanol by Fe-supported zeolite catalysts[J]. Greem Chemistry,2007,9(6):638-646.

[12]李浩春.分析化学手册:第五分册[M]. 北京:化学工业出版社,2004:692-705.

4.气相色谱法测定大豆中低聚糖含量 篇四

气相色谱法测定大豆中低聚糖含量

1引言 大豆低聚糖的.提取方法为:大豆→溶液提取→精制→浓缩→干燥→大豆低聚糖,其主要成分为蔗糖(C12H22O11)、棉籽糖(C18H32O16)和水苏糖(G24H42O21).归纳起来低聚糖的分析方法主要有以下4种:化学分析法、纸或板层析法、高效液相色谱法和气相色谱法.

作 者:薛连海  作者单位:吉林化工学院,吉林,132022 刊 名:分析化学  ISTIC SCI PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF ANALYTICAL CHEMISTRY 年,卷(期):2003 31(3) 分类号:O65 关键词: 

5.气相色谱 篇五

血清中甲醇和乙醇的气相色谱法测定

目的建立血清中甲醇、乙醇快速测定的.气相色谱方法.方法抽取静脉血10ml,取10ml静脉血,待血液凝固后离心分离血清,取1.0μl血清直接进样,采用玻璃填充柱分离样品中的甲醇和乙醇,外标法定量.结果血清中甲醇、乙醇最低检出浓度均为0.50μg/ml,线性范围分别为0.005~0.400和0.10~3.95 mg/ml,回收率分别为98.0%~102.0%和98.0%~103.7%.相对标准偏差(RSD)分别为2.00%~6.37%和3.18%~5.83%.结论血清中甲醇、乙醇的气相色谱测定方法能将甲醇和乙醇很好分别测定,可应用于甲醇、乙醇中毒的临床诊断和治疗.

作 者:刘军生 杜书明 钱义  作者单位:刘军生,杜书明(300020,天津解放军272医院毒检中心)

钱义(天津市第三医院检验科)

刊 名:中华劳动卫生职业病杂志  ISTIC PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF INDUSTRIAL HYGIENE AND OCCUPATIONAL DISEASES 年,卷(期): 23(1) 分类号: 关键词:甲醇,乙醇,血清   测定,气相色谱法  

6.气相色谱 篇六

空气和废气中二甲基亚砜分析国内还未有相关分析方法报道,本文根据二甲基亚砜的物化性质采用无水乙醇吸收空气和废气中二甲基亚砜.毛细柱分离、气相色谱分析氢离子火焰检测器检测.实验过程方便、样品分析快速.通过实验总结出合适的采样条件和分析条件并对该物质采样流量、采样时间;标准溶液放置时间、样品存放时间做了详细的`实验,得各项数据均符合质量控制要求相关系数为0.9991,标准偏差在:0.01~0.42之间,采样效率在:91.2%~98.7%之间,能满足环境监测工作的需要.

作 者:鲁宝权 王兰 易睿 宋玮 Lu Baoquan Wang Lan Yi Rui Song Wei 作者单位:鲁宝权,王兰,易睿,Lu Baoquan,Wang Lan,Yi Rui(扬州市环境监测中心站,江苏,扬州,225009)

宋玮,Song Wei(江都市环境监测站,江苏,扬州,225200)

7.建立气相色谱-质谱虚拟实验室 篇七

气相色谱-质谱虚拟实验室的整体设计

气相色谱-质谱虚拟实验室的设计原则

任何虚拟实验室都是实验教学的辅助手段, 因此必须遵守以下几个原则:

(1) 真实性所有的虚拟实验室需要以现实的仪器和配套软件为虚拟对象, 否则只是异想天开;

(2) 交互性虚拟实验室不能只是图片和文字的集合体, 还必须具备传统实验室中动态变化的过程, 即能够根据学生的操作进行一定的变化;

(3) 引导性虚拟实验室是传统实验的“提取浓缩”, 但不仅限于此。传统试验中, 由于教师有限, 不能做到对每位学生实时指导, 而虚拟实验室可以通过交互式设置, 从而引导学生正确操作。

气相色谱-质谱虚拟实验室的设计内容

根据虚拟实验室的设计原则, 气相色谱-质谱虚拟实验室由仪器操作和软件操作两个部分构成。仪器操作部分包括样品准备及手动进样。这两个操作是实验室真实行为的模拟, 可以利用Flash进行设计, 将整个操作过程制作成动画, 同时为了强化知识点, 在关键步骤利用Action Script 2.0暂停并弹出提示。软件操作部分包括气相方法设置、质谱方法设置、序列设置及图谱处理。这一部分是计算机上测试软件的模拟, 可以利用Dreamweaver和Java Script实现, 通过制作各个网页之间的超链接将整个操作过程串联起来。

气相色谱-质谱虚拟实验室的构建

本次气相色谱-质谱虚拟实验室以Thermo Fisher公司的TRACE GC ULTRA&DSQ II为硬件虚拟对象, Xcaliber2.0工作站为软件虚拟对象。

仪器操作部分的构建

气相色谱-质谱联用仪进样需要遵循规定的步骤, 因此准确模拟这些操作非常重要。以进样准备为例, 此过程模拟比较简单, 可以通过Flash和Action Script完成, 具体实现方法如下:

(1) 通过Photoshop制作仪器控制面板、进样口、进样针、试剂瓶、按钮等虚拟素材, 并导入到Flash素材库中。新建影片剪辑元件并插入Flash舞台 (帧1) 中;

(2) 双击影片剪辑元件进入编辑界面, 将素材按照合适位置摆放, 并创建补间动画, 模拟出操作的效果;

(3) 在Flash舞台 (帧1) 中导入试剂瓶素材, 并加入Action Script, 实现鼠标经过放大以及点击播放影片剪辑的效果。

软件操作部分的构建

Xcaliber2.0本身为桌面软件, 因此需要将操作界面在虚拟实验室中复现, 该模拟过程比较复杂, 本文采用了Dreamweaver和Java Script编程相结合的方法, 实现了大部分的软件效果, 并加入了交互机制, 便于学生犯错后及时更正。

素材的准备

用标准物质进行气相色谱-质谱检测, 在检测过程中对每一关键步骤进行截图及录屏, 对录屏所得视频用Premiere进行剪辑, 制作成适合网页播放的MP4格式视频。

操作流程的设计

根据整体设计, 软件操作包括方法设置和图谱处理两部分。方法设置中, 页面以任务卡的形式展示要求, 学生必须完成所有任务 (输入数字, 选择模式等) 才能进行下一步。图谱处理由于涉及鼠标右键操作, 在浏览器中实现困难, 故将处理过的视频直接插入网页中, 作为示范教学。

素材的整合

在每个超链接的网页中, 插入该步骤相应的实验操作图片以及任务卡, 并插入热点, 链接到下一实验步骤的网页, 另外根据不同网页的需求加入自己设计的Java Script代码, 实现交互。

交互式设计

根据虚拟实验室设计原则, 具备良好的交互性是虚拟实验室的核心要求之一。以气相方法设置中的程序升温设置为例, 在网页中插入五个文本框, 分别命名为st (起始温度) 、et (终点温度) 、ht1 (起始温度持续时间) 、ht2 (终点温度持续时间) , rt (升温速率) , 并设置on Change行为, 创建id为main的div作为图表显示区域。当文本框内输入数字或者数字发生变化时, 先将数字转化为对应的变量, 然后根据如下公式:

计算出程序升温的总时间以及每次温度变化的时间节点, 最后通过第三方echart.js实现图表输出。

程序升温设置的部分代码如下:

辅助功能

为便于学生更加快速地了解气相色谱-质谱的仪器原理, 掌握实验操作, 我们还增加了仪器原理介绍、常见问题及关于我们三大模块。

结果与讨论

本文通过Dreamweaver软件, 结合Flash和Java Script构建了气相色谱-质谱虚拟实验室, 实现了气相色谱-质谱常规检测的模拟, 改变了只是由教员示范教学的单一模式, 使学生能够更深入了解气相色谱-质谱联用仪的操作, 并能防止由于对仪器不熟悉操作失误而导致的仪器损坏。在对本校2013级药本实验教学中, 学生通过虚拟实验室深入了解气相色谱-质谱联用仪的使用, 激发了兴趣, 加深了对课堂知识的理解, 提高了实验教学的效率。

虽然气相色谱-质谱虚拟实验室实现了很好的交互性, 但毕竟是教学的辅助手段, 仍需要结合真实实验才能达到教学目的。本虚拟实验室计划在逐步的试用和修改后改进为3D界面, 具备更大的自由度, 实现学生自主操作, 同时针对不同的操作设计不同的实验结果, 使虚拟实验室更符合真实实验的情况。此外, 还考虑加入知识点测验和论坛功能, 便于老师了解学生的学习情况。相信在进一步开发后, 虚拟实验室将可以实现更多的功能, 更好地提高大型仪器实验教学的效率。

8.气相色谱 篇八

关键词:食品 环己基氨基磺酸钠 气相色谱

中图分类号:TS207.3 文献标识码:A 文章编号:1672-5336(2014)02-0047-02

甜蜜素又名环己基氨基磺酸钠,被广泛添加到食品中,如蜜饯、饮料、糕点、配制酒等。因为甜蜜素为蔗糖的40-50倍,价格仅为蔗糖的3倍;溶性极好,可用冷水或热水溶解;甜味清爽。这正是很多食品中都添加了甜蜜素的原因。少量食用甜蜜素对身体健康影响不大,但如大量食用甜蜜素则会损害肾脏功能,过量食用甚至会产生致癌或致畸等副作用。国内很多检验室都是使用食品中环己基氨基磺酸钠的气相色谱测定方法来进行分析的,国家标准GB/T5009.97-2003食品中环己基氨基磺酸钠的测定气相色谱方法中衍生的产物有两个色谱,两个色谱峰的面积会随时间的改变而改变,结果数据处理上较为复杂,且在大批量处理时很难保证结果的准确性。本文通过对检测甜蜜素的方法进行优化,使得衍生后的产物只有一个色谱峰环己醇亚硝酸酯,使结果更为准确,数据处理更简单,回收率高,能满足检测食品中甜蜜素的要求。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

气相色谱GC-7820A:安捷伦气相色谱配备氢火焰离子化检测器、离心机、粉碎机。

正己烷:色谱纯;氯化钠:分析纯;50g/L亚硝酸钠溶液;100g/L硫酸溶液;甜蜜素标准品(国家标准物质中心):称取0.68700g甜蜜素标准品,加蒸馏水溶解并定容至100mL,配制成6.8700mg/mL的甜蜜素标准使用溶液。

1.2 色谱条件

色谱柱:HP-5石英毛细管柱(30m×0.32mm× 0.25μm);色谱条件:检测器温度250℃;进样口温度 200℃;柱温使用程序升温:初始温度80℃保持2分钟,再以20℃/min升到200℃;柱流速:1ml/min;分流比10:1;氢气流量30mL/min;空气流量:300mL/min。

1.3 标准曲线的配制

将6.8700mg/mL的甜蜜素标准使用溶液稀释10倍,配制成浓度为0.68700mg/mL的使用溶液,并准确从中吸1ml,2ml,3ml,4ml,5ml置于50ml具塞比色管中,再加水至20ml。以下操作步骤同样品测定1.4.4一致。

1.4 样品处理

(1)固体样品:将固体样品用粉碎机粉碎,用天平准确称取5-10克置于一次性杯中,加水至100克,浸泡1小时或超声波提取30min,过滤,准确吸取滤液20ml样品置于50ml具塞比色管中。

(2)酒和含二氧化碳饮料:称取100克左右样品,置于100℃水浴,挥发掉样品中的酒精或二氧化碳,放置室温后补加蒸馏水至原来质量。

(3)液体试样:直接称取20克样品于50ml具塞比色管中。

(4)测定:将称好的样品置于冰浴中,放置过程中用温度计测量溶液的温度,一般约5~10分钟左右温度可降到<2℃,溶液温度降到<2℃后加入5ml 50g/L亚硝酸钠溶液,摇均;加5ml 100g/L硫酸溶液,摇均;放置冰浴中30分钟,并要经常摇动,在这过程中放置温度计测定液体的温度,及时补加冰块,确保整个衍生的过程中溶液温度<2℃。30分钟后加入10ml正己烷,5克氯化钠,旋涡振荡器上混合1分钟或手动上下振摇约80次。待静止分层后吸取适量正己烷于离心管中3500r/min离心5分钟,吸取上层清液用气相色谱检测。

有些样品振摇过程中产生大量的泡沫,将比色管置于超声波中超声20分钟,再吸上层正己烷于离心管中3500r/min离心5分钟,吸取上层清液用气相色谱检测。

2 结果分析与讨论

2.1 标准曲线的线性关系与方法准确度

用甜蜜素含里为0.0687、0.1374、0.2060、0.2748、 0.3435mg5种浓度的标准系列作曲线,标准的线性关系0.99996,在0.07~0.34mg/mL的范围内显示良好的线性关系。

2.2 加标回收率

按照1.4.4方法处理样品,对市售的3种饮料进行测定,添加甜蜜素含量为0.1374mg标准物质进行回收试验,结果表明,加标回收率在99.1%~101.2%。

2.3 温度对衍生反应过程的影响

如果按照GB/T5009.97-2003食品中环己基氨基磺酸钠的测定气相色谱方法进行前期处理,结果产生环己醇亚硝酸酯和环己醇两种物质。因为衍生反应过程温度对其影响很大,在均匀的酸性介质条件下,溶液会在不同的温度下进行反应,所衍生的环己醇亚硝酸酯和环己醇的含量不一样,通过实验的结果数据分析显示,开始反应时溶液温度<2℃,而且整个反应过程都保持溶液温度<2℃时,衍生产物只有环己醇亚硝酸酯,所以在测定过程中控制好温度是保证检测数据准确性的关键。添加6.8700mg/mL的甜蜜素标准使用溶液1mL于五支空白比色管中试验,不同温度的溶液开始反应与反应产物峰面积的变化见下表2。

3 结语

甜蜜素反应过程是生成环己醇亚硝酸酯还是生成环己醇,受温度和介质的影响很大,前期样品处理过程控制好反应的温度和试剂的加入顺序,掌握好反应的时间等条件很重要。加入亚硝酸钠溶液要摇均;加入硫酸溶液要摇均;因为衍生反应对条件很敏感,溶液和介质一定要匀均。硫酸和亚硝酸钠后要经常振摇比色管,使其充分反应甜蜜素。加入正己烷后振摇过程中要常打开盖子放气,以免振摇过程中液体漏出,影响结果的准确性。

本方法经过对样品处理和测定条件的改进,使检测的结果中只有一种产物环己醇亚硝酸酯,去除了副产物环己醇的产生,使结果数据处理更加简单,回收率高,使得结果更为准确,可满足同时大批量检测食品中的甜蜜素。在CNAS能力认证中使用该方法分析饮料中的环己基氨基磺酸钠取得满意的结果,证明该方法是可行的。

参考文献

[1]GB/T 5009.97-2003食品中环环己基氨基磺酸钠的测定.

[2]GB 2760-2011食品添加剂使用卫生标准.

[3]周正香.食品中甜蜜素气相色谱方法测定的研究.食品安全检测杂志.2012,37(4).

[4]周慧敏,赵彤.食品中甜蜜素检测方法的改进.食品研究开发.2012.11(33).

9.气相色谱 篇九

应用毛细管柱-气相色谱法测定汤料中氯丙醇类化合物.汤料试样中氯丙醇类化合物在索氏抽取器中用乙醚萃取,于萃取液中通入氮气吹干乙醚,残留物用每次1 mL甲醇萃取两次以净化氯丙醇类化合物.收集并合并甲醇萃取液,蒸发除去甲醇后用N,O-双(三甲基硅烷)-三氟乙酰胺进行衍生化,所得衍生物经毛细管色谱柱分离,用氢火焰离子化检测器(FID)检测,方法的检出限为0.01 mg・kg-1.对精密度及回收率作了试验,得到的回收率在95%~102%之间,RSD(n=5)值小于4.5%.

作 者:张明霞 陈雪桥 周建科 ZHANG Ming-xia CHEN Xue-qiao ZHOU Jian-ke 作者单位:张明霞,陈雪桥,ZHANG Ming-xia,CHEN Xue-qiao(河北工程大学,邯郸,056038)

周建科,ZHOU Jian-ke(河北大学,理化分析研究中心,保定,071002)

10.气相色谱 篇十

衍生气相色谱法快速测定食品包装材料中甲醛

本文建立了测定食品包装材料中甲醛的`衍生气相色谱法.方法的检出限达到0.01 ng/mL.本法在0~0.8 μg/mL范围内有较好的线性关系,相关系数R=0.9999,平均回收率为99.8%~100.2%.

作 者:张爱平王华 张文国 王红卫 王超颖 ZHANG Ai-ping WANG Hua ZHANG Wen-guo WANG Hong-wei WANG Chao-ying 作者单位:南通出入境检验检疫局,江苏,南通,226005刊 名:分析科学学报 ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF ANALYTICAL SCIENCE年,卷(期):200723(1)分类号:O657.7+1关键词:食品包装材料 2,4-二硝基苯肼(DNPH) 衍生物 气相色谱法

11.气相色谱 篇十一

白酒生产中产生的酸是形成酒中芳香组分的基础物质。不同的酸与醇在酶的作用下,生成不同的酯,酸本身在酒中还起重要的调味作用。目前能定量测定的白酒中的主要酸,含量较多的有乙酸,乳酸,已酸和丁酸。含量少的有甲酸,丙酸,异丁酸,戍酸,异戍酸,庚酸,辛酸等。用GC方法分析白酒中的羧酸,样品多先经衍生化处理。然而,经衍生化反应后造成的分析误差不可避免。而且衍生化的手续往往冗长费时,不利于快速分析。所以白酒中的羧酸直接进样的方法值得研究。

本方研究了毛细管气相色谱方法用白酒中羧酸直接进样分析的可能性;采用30M×Φ0.32mm、柱内涂2uM FFAP的弹性石英毛细管柱作为色谱床,并对载气线速,升温程序等色谱条件认真进行了优化选择,羧酸样品不经衍生化直接进样,成功地实现了C2~C20饱和及不饱和羧酸的分离。未发现样品中各饱和及不饱和羧酸明显分解。作为实例,分析黑龙江东北王有限公司白酒中的主要羧酸,采用内标法计算其含量。我们的工作表明,FFAP毛细管柱用于羧酸的直接进样分析是可行的。

1.实验部分

1.1仪器和试剂

仪器:岛津GC-14C气相色谱仪、FID检测器;浙江大学智能信息工程研究所N2000工作站;Φ0.32mm×30M弹性石英毛细管柱,柱内涂2uM FFAP。

色谱条件:载气:N2(99.99%)柱前压0.22MPa,柱内载气线速14cmS-1;燃气H2压力0.2MPa;助燃气:Air,压力0.1MPa;尾次N2;分流比60:1气化温度280℃,检测器温度:280℃;升温程序:初温90℃,恒温1min,以11℃·min的速率升温到235℃;恒温5min,色谱分析周期约17min。

试剂:C2-C20。羧酸标样;山梨酸(内标)标样;

CH2Cl2纯化处理至色谱进样无干扰峰;

CH3CH2OH纯化处理至色谱进样无干扰峰。

1.2样品制备

标样配制:经纯化的CH2Cl2中加入羧酸标样40mg(固体标样)或40ul(液体标样),定容至100ml,进样0.6ul。

酒样处理:先用液一液萃取法除去酒样中的醇、酯,以免其干扰测定.调节水相PH值以释放其中羧酸(PH=1),然后用100mlCH2CL2分次萃取,用KD浓缩器浓缩到2ml,进样1ul。

2.实验结果

定性结果:

3.结论

12.气相色谱法检测皮革中IPBC 篇十二

IPBC化学名称为碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯或丁氨基甲酸3-碘代-2-丙炔基酯, 是无色或微黄色油状液体, 它的的分子式是C8H12O2NI, 相对分子质量281.09, 不溶于水, 溶于乙醇、苯等多数有机溶剂。

IPBC为氨基酸类衍生物, 是一种较为新型的防腐剂, 广泛用于护发用品、防晒产品、婴儿用品、皮肤护理品等附留型和洗去型产品, 以及皮革、油漆和涂料等。美国FDA 1996年开始登记使用。我国1999年12月1日实施的《化妆品卫生规范》规定最大允许使用浓度为0.05%。它与重氮咪唑烷基脲复配成Gemall Plus, 与l, 3-二羟甲基-5, 5-二甲基乙内酰脲 (DMDMH) 复配成Glydant Plus, 增加防腐剂的有效性, 抑制微生物的生长。但是国外研究机构进行人体皮肤测试后发现, 它们有可能导致过敏性接触传染和接触性皮炎。因此, 检测皮革中IPBC含量十分有必要。

目前, 国内外主要采用液相色谱法、气相色谱法测定防腐剂IPBC, 用高效液相色谱/质谱检测器 (HPLC/MS) 定性检测化妆品中的防腐剂IPBC[1,2]。但是对于皮革中防腐剂IPBC的研究还比较少。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

2.1.1 仪器

带旋盖 (有聚四氟乙烯垫片) 的管状硬质玻璃提取器 (50m L) , 上海天波;可控温的超声波浴 (输出功率:420 W, 频率:40 k Hz) , KQ-500E, 昆山超声仪器公司;一次性注射器 (2 m L) , 江西三鑫;聚四氟乙烯薄膜过滤头 (0.45 m) , 上海兴业净化材料厂;气相色谱仪:配有ECD检测器, Agilent 6890, 美国安捷伦;分析天平:精确至0.001 g, BS221, 北京塞多利斯仪器系统股份公司;振荡器 (MS2) , 德国IKA公司。

2.1.2 试剂

石油醚40~60℃, 色谱纯, 美国M-TEDIA公司;碘代丙炔基氨基甲酸丁酯, 纯度97.0%, 德国Dr公司;标准储备液:称取适量的碘代丙炔基氨基甲酸丁酯, 用石油醚配成浓度100mg/L的标准储备液, 使用时, 用石油醚稀释成适当浓度的标准工作溶液。

2.2 仪器条件

a) 色谱柱:HP-5 (30 m×0.32 mm×0.25 mm, J&W) 。

b) 升温程序:80℃保持1min, 以10℃/min的速率升至, 110℃, 保持1 min, 以20℃/min的速率升至220℃, 保持1min, 后运行280℃, 保持5min。

c) 进样口温度:250℃。

d) 检测器温度:300℃。

e) 进样量:2μL。

f) 载气:氮气, 纯度≥99.999%, 恒定流量, 1.6m L/min。

2.3 试验方法

准确称取样品1.00 g, 置于管状硬质玻璃提取器中, 加入25 m L石油醚, 35℃超声提取30 min, 取样液过0.45μm有机滤膜, 上气相色谱进行测试, 按色谱峰的保留时间定性, 以峰面积外标法定量。

2.4 阳性样品的制备

由于无法获得含有碘代丙炔基氨基甲酸丁酯的皮革阳性样品, 所以本试验通过浸泡的方法制备阳性样品。阳性样品的制备过程如下:称取50 g的皮革, 加入30 m L质量浓度为100 mg/L的碘代丙炔基氨基甲酸丁酯标准溶液, 然后加入170m L的石油醚, 混合均匀, 浸泡72 h, 然后将皮革摊开晾干、待测。

3 结果和讨论

3.1 气相色谱升温程序的选择

升温程序首先参考《化妆品中防腐剂IPBC的测定》一文中的方法:80℃保持1 min, 以30℃/min的速率升至280℃, 保持3 min。经试验, 碘代丙炔基氨基甲酸丁酯标准溶液在5.36 min时出峰, 容易受溶剂峰的影响而且峰型较胖较宽, 因此考虑将升温速率降低。再次试验, 在80℃保持1 min, 以10℃/min的速率升至110℃, 保持1 min, 以20℃/min的速率升至220℃, 保持1 min, 后运行280℃, 保持5 min升温程序下, 碘代丙炔基氨基甲酸丁酯能得到较好响应时间 (8.53 min) , 峰型也比较好。碘代丙炔基氨基甲酸丁酯标准溶液的气相色谱图见图1。

3.2 提取溶剂的选择

碘代丙炔基氨基甲酸丁酯不溶于水, 溶于甲醇、苯等多数有机溶剂, 所以分别用二氯甲烷、甲醇、环己烷和石油醚对上述制备的阳性样品进行提取。不同溶剂的提取效率见表1。从表1结果来看, 甲醇、二氯甲烷和石油醚的提取效率比较高, 但甲醇和二氯甲烷提取液的峰型比较杂, 对待测物质的干扰比较严重。所以选用石油醚作为提取溶剂。

3.3 提取方式及时间、温度的选择

分别用振荡和超声波两种方法对阳性样品进行提取, 两种提取方法的效率见表2与表3。可以发现超声波提取的效率高于振荡提取的效率。在确定超声波提取方法之后, 分别在30、35、40、45、50℃超声波温度下试验提取效率, 其结果见表4, 可以确定35℃为最佳的超声提取温度。

3.4 线性关系

逐级稀释标准工作液, 得到质量浓度为0.5、1.0、2.0 mg/L的碘代丙炔基氨基甲酸丁酯标准工作液, 供气相色谱分析测定, 绘制标准工作曲线 (图2) 。由图2可见, 在0.5~2.0 mg/L的质量浓度范围内, 其线性回归方程为Y=526.66X-7.959, 线性相关系数为0.9998。

3.5 检出限和定量限

取0.5 mg/L的碘代丙炔基氨基甲酸丁酯标准溶液上机测定, 得到此质量浓度时的信噪比为60.8, 检测限浓度为信噪比3时对应的浓度即0.025mg/L, 定量限为信噪比10时对应的质量浓度即0.08 mg/L, 所以皮革样品中碘代丙炔基氨基甲酸丁酯含量的测定低限为1.0 mg/kg。

3.6 回收率

分别选用空白溶液以及空白皮革样品为基质, 加入质量浓度为5 mg/L的碘代丙炔基氨基甲酸丁酯标准溶液, 按所述方法进行试验。测得的平均回收率分别见表5与表6。可见, 测得的两种回收率均在85%以上, 回收率较高, 可以满足方法的要求。

3.7 精密度

3.7.1 仪器精密度

取质量浓度为5 mg/L的碘代丙炔基氨基甲酸丁酯标准溶液, 上机重复进样7次, 测得的精密度见表7。由表7可以看出, 相对标准偏差 (RSD) 均在5.0%以内。

3.7.2 实验方法的精密度

取质量浓度为5 mg/L的碘代丙炔基氨基甲酸丁酯标准溶液, 按照测试方法空白加标试验7次, 并检测7次的结果, 测量试验方法精密度, 结果见表8。由表8可知, 相对标准偏差 (RSD) 均在5.0%以内。

4 结论

本文建立的方法前处理简捷, 定性定量结果准确可靠, 可满足皮革样品中碘代丙炔基氨基甲酸丁酯的测试要求。

参考文献

[1]刘奋, 戴京晶, 聂绍发, 等.化妆品中防腐剂IPBC的测定[J].现代预防医学, 2006, 33 (5) :339-840.

13.气相色谱 篇十三

快速溶剂萃取法萃取包装材料中的全氟辛酸(PFOA)及其盐类, 萃取液与乙酰化试剂反应后, 以全氟癸酸甲酯为内标物, 用内标法进行定量测定. 气相色谱质谱条件为: HP-Innowax毛细柱;柱温: 50 ℃ (5 min)30 ℃/min→240 ℃ (5 min);不分流进样;接口温度: 280 ℃;载气: 氦气, 0.8 mL/min;进样量: 1 μL;负化学源;反应气: 甲烷, 20%;选择离子扫描方式. 方法的.线性范围1.0~105 μg/L, 线性相关系数r=0.999, 检出限0.1 μg/L, 不同浓度的PFOA的相对标准偏差分别为4.1%和3.2%, 回收率在87%~109%之间.

作 者:王利兵 吕刚 刘绍从 于艳军 WANG Li-Bing L(U) Gang LIU Shao-cong YU Yan-jun 作者单位:王利兵,WANG Li-Bing(江南大学机械工程学院,无锡,214122;天津出入境检验检疫局,天津,300042)

吕刚,刘绍从,于艳军,L(U) Gang,LIU Shao-cong,YU Yan-jun(天津出入境检验检疫局,天津,300042)

14.气相色谱 篇十四

前言

俗话说“民以食为天”,当前,随着人们生活水平的提高,人们对于食物的追求逐渐从“吃得饱”向“吃得好”过渡。面对食品添加剂、农药的大量滥用,以及食品流通中的管理不善等问题,加大对食品安全的检测具有非常重要的现实意义。由于食品安全问题具有复杂性和多样性,因此,食品安全检测离不开检测仪器设备的使用。目前,气相色谱仪作为一种精密的样品组分分离仪器,使用方便、灵敏度较高,广泛应用于食品工业的安全检验中。

气相色谱仪技术的应用原理

气相色谱法是色谱法的一种,也是当前应用比较广泛分离分析方法之一。

15.气相色谱的微型化研究进展 篇十五

随着国际国内恐怖威胁的持续增长,有毒有害气体可能造成的恐怖威胁正日益受到重视。有毒有害气体的现场快速检测,主要是依靠各类具有快速响应、高灵敏度的报警器材,现场快速分析验证还需要一定分离能力的仪器来解决。色谱突出的分离特点使分析的准确性大大增加。现场检测色谱具有微型化、重量轻、低功耗、快速响应等方面的很多优点。随着微加工技术的不断进步,现代技术正在逐渐将色谱不同程度实现微型化[1,2]。目前,许多现场分析仪器使用微型结合快速气相色谱分离技术,如GC-SAW[3]、GC-IMS等联用技术。微型色谱具有便携、快速分离的特点,对现场检测毒害气体等提供巨大的帮助。

1 微型化色谱的应用

基于声表面波(SAW)原理的检测器是有害气体现场检测的重要部分,国外已经将微型化的色谱与SAW结合形成分离检测手段,如美国桑地亚实验室采用微型快速色谱-声表面波联用来制备microChemLab传感器测定有害气体[4]。分析有害气体时间一般不超过1min(见图1)。使用预浓缩部分为2.2mm2,能在4ms时间内加热到200℃。使用的色谱柱为微加工技术制备的柱,能在1.44cm2面积内盘绕86cm柱长。理论塔板预测能达到900,实际获得的值为150~400。使用ST-剪切的石英晶体SAW检测器。能够分离GD和干扰物AFFF。美国difient公司的高速色谱已经能够微型化[5],大小为50×50×45 mm。重量仅为740g。分离DMMP、GD、GA、GF的时间不足1min。使用的色谱柱为1~3m长,通过LIGA技术微加工的微型色谱柱(见图1)。柱长为1m、内径250μm的微型色谱柱只有1角美元硬币大小,使用常压空气作为载气进行操作。

2009年美国山地亚国家实验室的Joshua J.Whiting等[6]报道采用微型的高速二维气相色谱检测有毒害气体,检测化学战剂模拟剂DMMP整个检测时间为:一维柱6s,二维柱0.3s。色谱柱采用DRIE微加工技术制备。柱长为一维柱90cm,二维柱30cm,深度为685μm,宽度为30μm。使用的检测器为SiN谐振型质量检测器,谐振频率为15.67MHz。一维柱的流速为290cm/s,当调制器打开后在二维柱的流速为700cm/s。使用的载气为H2,实现色谱峰的峰宽度为20ms。二维调制方式为阀式气动调制方法,从图中可看出DMMP和干扰物能够有效分离。

非对称场离子迁移检测器也是近年来发展的有害气体现场检测的重要部分,使用色谱分离的部件后进一步增加分析准确性[7]。如美国Sionex基于GC-DMS联用的MicroanalyzerTM。使用常压空气作为载气,尺寸248×134×97mm,色谱柱子长度为2m或10m,补偿电压-15~40V,方波非对称射频电压0~1500V,1.5MHz(+)0.1MHz(-)。可分析化学战剂、爆炸物、工业有毒害气体、除草剂和杀虫剂、中间体等,样品经过快速分离后进入DMS分析,分析时间从30s~5min不等。

基于火焰光度检测原理的有害气体检测器也是有害气体现场检测的重要部分,如国外已经装备的AP2C等。以色列的G.D frishman[8]采用快速GC分离PFPD检测器检测的方法测定有害气体,它可在30s时间内完成分离和测定覆盖有害气体挥发度全部范围内的5种有害气体,使用的是1.5m长的HP-1色谱柱,浓缩管部分使用2cm长涂层厚的毛细管,将快速色谱分离部分与检测器整体设计成一体。PFPD检测器足够分析峰宽为1s的色谱峰。检测有机磷化合物TEP的下限为20ng/m3。。整个装置可以直接无分离检测,其响应速度为2s;也可以进行高速分离后检测,时间为30s左右。载气为氢气,流速4~5 mL/min。重复测定的循环时间为1min。

美国桑地亚国家实验室的Ronald P.Mangine等[9]2011年报道将进样的预浓缩器、微型色谱柱、PPR微型检测器结合成整体在一个Si片上的一体化的微型装置。检测4种不同化学战剂毒害气体模拟剂可以在2min内完成。

在此类基础研究方面近年报道较多的有美国Michigan大学和Pennsylvania大学,美国桑地亚国家实验室等研究微型色谱分离系统用于现场检测。大连化学物理研究所关亚风研究员等也对微型化气相色谱中的关键技术进行过专述[10]和相关研究。

2 微型化色谱的进样技术

微型色谱的直接气体进样方法,使用较多是通过样气体捕获在预浓缩段,随后快速释放进入色谱柱进行分离。进样快慢影响着色谱峰的宽度,在适合浓度下进样越快,色谱峰越窄,单位时间能容纳的色谱峰就能更多。如difient公司的微型化色谱就采用预浓缩气体的方法(见图4)。类似的报道研究很多,如日本东京大学Shuji Takada报道使用碳纳米管的预浓缩器进样[11],以及zeller等许多[12,13,14,15,16]小组报道各类微加工的预浓缩器进样方法。

美国Michigan大学的Jung Hwan Seo等2011年报道[17]微加工的整体进样装置MISI(见图5)。通过DRIE蚀刻Si形成微型腔体,使用Carbopack X石墨碳作为吸附材料准确地布置在微型腔体槽道中。同时装置还结合一体的Ti/Pt加热装置和RTD温度传感器。装置能在230 ms的时间内从室温加热到250℃,功耗为1W。采样的速率为10.5 mL/min。主要原理是基于Fickian扩散,不采用泵的方式,将样品气体吸附在吸附材料内,释放进入色谱柱实现进样过程。

较早的报道主要是用这种方法——微型膜阀进样方法[18,19],微型膜阀的基本结构是在硅片上刻蚀微升级的样品定量管。微型阀的工作原理是,通过先导阀驱动微型阀。整个阀体包括先导腔和样品腔。样品能从进气口流入,由出气口排出。当需要切换时,通过外接的先导阀强行从上端充入驱动气流,在驱动力的作用下,橡胶垫发生机械变形,并向下鼓出,从而使得橡胶垫紧紧压在硅片的阀座上,使进气口和出气口彻底分离,最终关闭微型阀。优点是体积小,响应时间快(15ms),其缺点是进样体积是相对固定的,对于沸点较高的凝结性液体的蒸气进样就会受到限制。

3 微型化的色谱柱

关于微型化的色谱柱一般报道较多,微加工色谱柱主要加工方法是通过DRIE在硅片上蚀刻出需要的微型通道,再通过静电键合的技术与Pyrex玻璃等结合成一体的色谱柱单元,通过进出口的加工形成微加工色谱柱。

在设计上,有正方形剖面和圆剖面;形状上,有盘绕形状和蜿蜒形状。柱走向为直线并在末端采用直线连接后返回另一端,这样的设置称为盘绕形状,这种做法较常见,但是由于气流往复地折返在直角拐弯会引起峰的展宽。A.D.Radadia等研究表明蜿蜒形状的柱的确比盘绕形状的柱效要高。

荷兰Tjerkstra等[20]研究化学湿法蚀刻微加工的方法,使用HF,HNO3和H2O混合液蚀刻半圆型的微型通道,通道为盘绕型。2片半圆型的微型通道键合形成整体的色谱柱通道。Kolesar and Reston等报道[20]使用硅片微加工色谱柱,Hudson和Whiting等[22,23]也分别报道这样的做法。这些微型柱都是通过Bosch的DRIE方法制备,再键合Pyrex玻璃形成微型柱。法国的Jean-Baptiste Sanchez2010年[24]报道使用硅微加工柱,结合PDMS,PEG,F13-TEOS等固定相。使用金属氧化原理检测器(MOS)分离检测有机气体。中科院电子所李玉台等[25]也采用类似的方法制备Si-Pyrex玻璃色谱柱,防化研究院杨柳也研究制备Si-Pyrex玻璃微通道的色谱柱。

美国Illinois大学的A D Radadia1在2010年也报道[26]全硅片制备的微型色谱柱,表明硅片的热传导性能比Pyrex玻璃高2个数量级。更加有利于程序升温中温度的扩散。使用金扩散共熔键合的方法,将2片硅片键合成微型通道。在120℃/min的升温速率条件下,能在35s的时间内分离C6~C12的正构烷烃。

微加工的金属色谱柱,Louisiana大学Arun K Paga[27]研究制备高蚀刻比微加工的金属Ni气相色谱柱。Bhushan等[28,29]也报道类似的做法。金属柱具有高的热传导性,对于程序升高温度非常有利。Bhushan等也报道类似的制备高蚀刻比的金属Ni色谱柱方法。色谱柱:50μm宽,700~800μm深。柱的微加工方法通过LIGA技术,即X-射线光刻,甩PMMA光刻胶,电沉积Ni并抛光,蚀刻基质,加热去除PMMA。制备的色谱柱外观(见图6a)。美国difi ent公司的高速色谱,使用的微型色谱柱为1~3m长,通过LIGA技术微加工的微型色谱柱。

美国Georgia大学的Hong-seok Noha等研究制备聚对二甲苯“parylene”的微型色谱柱[30,31](见图6b),研究制备1m长的盘绕微型通道。先使用Si蚀刻形成模板,再进行加工,2片parylene通过190℃高温和24Mpa压力下的热键合方法形成微型腔体。

英国Alastair C.Lewis及Dolomite公司报道的使用全玻璃色谱柱,通过湿法各向同性蚀刻出半圆形的通道[32,33](见图6c),将2片玻璃片扩散键合形成整体的微型通道。扩散键合过程中玻璃会减小300μm厚度,使用PEEK流体管引进出口。制备内径为320μm,7.5m长的色谱柱。

Virginia大学的Syed Aftab Ali 2008年[34]报道研究微加工的半填充柱(见图7),目的是为提高样品容量,分析传统的填充柱由于涡流扩散等引起的色谱峰展宽现象。使用交联PDMS作为固定相,色谱柱上结合Pt/Ti加热器和温度传感器用于柱上快速升温。

2009年美国Virginia大学的Mohammad Amin Zare-ian-Jahromi研究制备[35]微加工的毛细管束MCC,研究2、4、8根的毛细管束。MCC优点是具有较大的柱容量。在微型柱的进气口部分,经过分流,形成2、4、8根毛细管束单独的色谱通道。柱的固定相采用电沉积单层金-表面自组装官能团来制备。毛细管束总宽度为250μm,柱子长度为25cm。使用外径167μm、内径100μm的石英毛细管与微加工柱连接。毛细管束通道也设计成蜿蜒的曲线形状,这样可以避免柱流向的变化引起峰的展宽,盘绕型的设计有利于获得更高的柱效。对于毛细管束来讲,保证每个通道流速均等是非常重要的,通过模拟最终采用分布分流的方法。

4 结论

本文章详细分析微型气相色谱技术的进展,介绍微型气相色谱在毒害气体分离中的应用、着重介绍直接进气体样品的进样部分、近年报道的各种微加工色谱柱等方面的情况,详细分析相关技术概况。微型化不仅仅是某个部分的微型设计加工,整体配合的集成系统同步微小型化将是需要重点考虑的。本文为开展此类研究工作提供基础。

摘要:由于气相色谱突出的分离特点,高速或快速气相色谱在现场快速分析检测中的应用已经屡见不鲜。本文综述近年来气相色谱微型化的研究进展,对微型气相色谱在毒害气体分离的应用、直接进气体样品的进样部分、微加工的色谱柱等方面研究进行讨论,详细分析相关技术发展。

16.气相色谱 篇十六

关键词:气相色谱内标法;乙酸乙酯;白酒;概况;方式;分析

中图分类号:TS262.3     文献标识码:A      文章编号:1006-8937(2014)35-0174-02

1  白酒乙酸乙酯的概况

世界六大蒸馏酒主要包括:威士忌、伏特加、白兰地、朗姆酒、金酒及白酒。白酒在我国具有悠久的历史,其香味成分种类有多种形式,主要有醇类、酯类、酸类等。在白酒中酯类化合物具有芳香,在各种香型白酒中具有重要意义,是酒体香气形成的主要原因,在白酒香味成分中主要包括乙酸乙酯等。

《白酒分析方法》是现阶段白酒乙酸乙酯测定其含量的国家检测标准,在检测过程中,酒内都包含乙缩醛,这两种成分的极性十分相似,致使具有一样的保留时间,在检测中往往会出现误认的情况,进而导致白酒中乙酸乙酯含量被假象扩大化,由此可见,目前我国白酒检测方式还存在一定的局限性。

对白酒内乙酸乙酯和乙缩醛进行有效的分离解决,对乙酸乙酯含量进行准确测定的检测方式,可以有效增长气相色谱柱。在分析过程中,酒样处理可以利用无机酸水解法进行,将乙缩醛的干扰屏蔽掉,乙酸乙酯形成孤峰,其分析方式应定量进行。但这些检测方式的应用都是建立在时间增加、成本增加的基础上。如选用适当毛细管色谱柱,从初始柱温、载气及程序升温等因素对分析过程中的色谱条件进行优化,白酒中乙酸乙酯要选用内标法进行分析,为白酒中乙酸乙酯的定性、定量检测提供可靠的依据。

2  气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量的检测   方式

2.1  材  料

白酒、乙醇、乙缩醛、乙酸乙酯、乙酸正戊酯及气相色谱仪等。

2.2  色谱分析条件

2.2.1  毛细管色谱柱1分析

选用白酒分析专用柱LZP-930。程序升温的选用,将其初始温度定为35 ℃,并进行3 min的保留,按照3 ℃/min的速度将其温度上升到124℃,随后再上升到180 ℃,将其加温速度控制在15 ℃/min,并进行保留3.6 min,将整个程序升温过程的时间控制在36 min。将220℃作为进样口的温度,选用分流的方式进行进样作业,分流比设定为30 ℃。将220 ℃作为检测器温度,将高纯氦气作为载气,其纯度控制在99.999%,将1.8 ml/min作为其流速。

2.2.2  毛细管色谱柱2分析

Agilent DB-WAX;程序升温的选用,将其初始温度定为30 ℃,并保留4min,按照速度由5 ℃/min上升到60 ℃/min,随后再上升到180℃/min,将其加温速度控制在8 ℃/min,保留时间为1min,将整个程序升温过程的时间控制在26 min。将220 ℃定为进样口温度,选用分流的方式进行进样作业,将35作为其分流比,220 ℃作为检测器的温度,选用高纯氦气作为载气,流速控制在1.54 ml/min。

2.3  配制标准溶液

选用乙醇(色谱纯)与水进行乙醇溶液的配制;乙酸乙酯溶液的配制要进行乙酸乙酯(色谱纯)2 ml地吸取,并选用乙醇溶液定溶到100 ml;乙酸正戊酯主要作用是内标,将乙酸正戊酯进行2 ml的地吸取,并选用乙醇溶液将其到100 ml进行定溶;标准工作液就是对乙酸乙酯溶液的0.5 ml、2 ml、4 ml及6 ml进行分别吸取,将向100 ml的容量瓶内移入,并将1 ml的内标溶液逐一加入,稀释要选用乙醇溶液进行直至刻度位置。由此得出,溶液内乙酸乙酯含量分别为0.09 g/L、0.18 g/L、0.36 g/L、0.72 g/L、1.08 g/L,内标物的浓度都是0.02%(体积分数)。

2.4  处理样品

将白酒样品中8 ml的液体吸取到10 ml的容量瓶内,并将0.1 ml的内标溶液加入到容量瓶中,定容时要采用白酒样品进行,待其均匀混合后进行检测。

3  气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量的分析

根据检测得出,在白酒分析专用柱LZP-930上乙酸乙酯和乙缩醛保留时间分别为5.527 min和5.697 min,在两个色谱峰中存在一定的重合部分;在Agilent DB-WAX上乙酸乙酯和乙缩醛保留的时间分别是4.695 min和4.820 min,在各个检测方式中存在良好的色谱峰分离状况。

3.1  选择色谱柱的方式

在《白酒分析方法》国家检测标准中选用白酒分析专用柱LZP-930或毛细管色谱柱FFAP作为测定乙酸乙酯的方式。但在实际操作中普遍还选用PEG柱等作为白酒乙酸乙酯含量地分析。这种方式并不能将白酒中的乙酸乙酯和乙缩醛进行有效分离,基于此,应选用白酒分析专用柱LZP-930和DB-WAX柱作为分离白酒中乙酸乙酯和乙缩醛的主要方式。

3.2  方法精密度的确定

在同一条件下,将浓度水平不同的3个白酒样品分别进行6次重复测定,对其相对标准偏差进行准确计算,其测定结果见表1。

由此可见,其结果相对标准偏差必须在2.18%以下,进而表明这种检测方式具有较高的精密度。

3.3  载气的选择

如选用氮气作为白酒中乙酸乙酯和乙缩醛分离的载气,则在白酒分析专用柱LZP-930中会出现色谱峰重合的情况,根本无法起到将两者有效分离的效果;即使在Agilent DB-WAX中选用氮气作为载气,也会存在两者之间部分重合的情况,其分离效果也不理想。因此,在白酒乙酸乙酯和乙缩醛分离检测中,应将氦气作为载气,这样就可以达到良好的分离效果。

3.4  方法的回收率

在白酒样品中加入一定量的乙酸乙酯标样,遵循以上方式进行样品前的处理,并进行GC-FID的分析,进而对添加回收率进行测定。经测定后,得出其添加回收率在97.7%~101.0%之间,由此可见,这种方式具有较高的准确性和可靠性。

4  结  语

综上所述,在白酒中乙酸乙酯含量检测中,选用气相色谱内标法进行测定,可以有效将白酒中的乙酸乙酯和乙缩醛进行分离。这种方式从检测的准确性、精密性等方面都可以充分满足白酒中乙酸乙酯的定性、定量检测条件。

参考文献:

[1] 胡坷平,程劲松,杨屹,等.快速毛细管气相色谱分析白酒中的香味成分[J].分析科学学报,2008,(3).

[2] 汤道文,王卫东,汤翠红,等.毛细管柱气相色谱法测定白酒中乙酸乙酯和乙缩醛[J].酿酒科技,2010,(4).

摘  要:气相色谱内标法就是进行一种毛细管气相色谱法的建立,进而对白酒中乙酸乙酯含量进行检测的一种方式。在检测白酒的过程中,因为乙酸乙酯和乙缩醛极性存在极大的相似性,在分离过程中难度较大。基于此,文章主要对白酒乙酸乙酯的概况、气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量的检测方式及检测分析进行了探究,以此为提高白酒中乙酸乙酯含量的准确度提供可靠的保障。

关键词:气相色谱内标法;乙酸乙酯;白酒;概况;方式;分析

中图分类号:TS262.3     文献标识码:A      文章编号:1006-8937(2014)35-0174-02

1  白酒乙酸乙酯的概况

世界六大蒸馏酒主要包括:威士忌、伏特加、白兰地、朗姆酒、金酒及白酒。白酒在我国具有悠久的历史,其香味成分种类有多种形式,主要有醇类、酯类、酸类等。在白酒中酯类化合物具有芳香,在各种香型白酒中具有重要意义,是酒体香气形成的主要原因,在白酒香味成分中主要包括乙酸乙酯等。

《白酒分析方法》是现阶段白酒乙酸乙酯测定其含量的国家检测标准,在检测过程中,酒内都包含乙缩醛,这两种成分的极性十分相似,致使具有一样的保留时间,在检测中往往会出现误认的情况,进而导致白酒中乙酸乙酯含量被假象扩大化,由此可见,目前我国白酒检测方式还存在一定的局限性。

对白酒内乙酸乙酯和乙缩醛进行有效的分离解决,对乙酸乙酯含量进行准确测定的检测方式,可以有效增长气相色谱柱。在分析过程中,酒样处理可以利用无机酸水解法进行,将乙缩醛的干扰屏蔽掉,乙酸乙酯形成孤峰,其分析方式应定量进行。但这些检测方式的应用都是建立在时间增加、成本增加的基础上。如选用适当毛细管色谱柱,从初始柱温、载气及程序升温等因素对分析过程中的色谱条件进行优化,白酒中乙酸乙酯要选用内标法进行分析,为白酒中乙酸乙酯的定性、定量检测提供可靠的依据。

2  气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量的检测   方式

2.1  材  料

白酒、乙醇、乙缩醛、乙酸乙酯、乙酸正戊酯及气相色谱仪等。

2.2  色谱分析条件

2.2.1  毛细管色谱柱1分析

选用白酒分析专用柱LZP-930。程序升温的选用,将其初始温度定为35 ℃,并进行3 min的保留,按照3 ℃/min的速度将其温度上升到124℃,随后再上升到180 ℃,将其加温速度控制在15 ℃/min,并进行保留3.6 min,将整个程序升温过程的时间控制在36 min。将220℃作为进样口的温度,选用分流的方式进行进样作业,分流比设定为30 ℃。将220 ℃作为检测器温度,将高纯氦气作为载气,其纯度控制在99.999%,将1.8 ml/min作为其流速。

2.2.2  毛细管色谱柱2分析

Agilent DB-WAX;程序升温的选用,将其初始温度定为30 ℃,并保留4min,按照速度由5 ℃/min上升到60 ℃/min,随后再上升到180℃/min,将其加温速度控制在8 ℃/min,保留时间为1min,将整个程序升温过程的时间控制在26 min。将220 ℃定为进样口温度,选用分流的方式进行进样作业,将35作为其分流比,220 ℃作为检测器的温度,选用高纯氦气作为载气,流速控制在1.54 ml/min。

2.3  配制标准溶液

选用乙醇(色谱纯)与水进行乙醇溶液的配制;乙酸乙酯溶液的配制要进行乙酸乙酯(色谱纯)2 ml地吸取,并选用乙醇溶液定溶到100 ml;乙酸正戊酯主要作用是内标,将乙酸正戊酯进行2 ml的地吸取,并选用乙醇溶液将其到100 ml进行定溶;标准工作液就是对乙酸乙酯溶液的0.5 ml、2 ml、4 ml及6 ml进行分别吸取,将向100 ml的容量瓶内移入,并将1 ml的内标溶液逐一加入,稀释要选用乙醇溶液进行直至刻度位置。由此得出,溶液内乙酸乙酯含量分别为0.09 g/L、0.18 g/L、0.36 g/L、0.72 g/L、1.08 g/L,内标物的浓度都是0.02%(体积分数)。

2.4  处理样品

将白酒样品中8 ml的液体吸取到10 ml的容量瓶内,并将0.1 ml的内标溶液加入到容量瓶中,定容时要采用白酒样品进行,待其均匀混合后进行检测。

3  气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量的分析

根据检测得出,在白酒分析专用柱LZP-930上乙酸乙酯和乙缩醛保留时间分别为5.527 min和5.697 min,在两个色谱峰中存在一定的重合部分;在Agilent DB-WAX上乙酸乙酯和乙缩醛保留的时间分别是4.695 min和4.820 min,在各个检测方式中存在良好的色谱峰分离状况。

3.1  选择色谱柱的方式

在《白酒分析方法》国家检测标准中选用白酒分析专用柱LZP-930或毛细管色谱柱FFAP作为测定乙酸乙酯的方式。但在实际操作中普遍还选用PEG柱等作为白酒乙酸乙酯含量地分析。这种方式并不能将白酒中的乙酸乙酯和乙缩醛进行有效分离,基于此,应选用白酒分析专用柱LZP-930和DB-WAX柱作为分离白酒中乙酸乙酯和乙缩醛的主要方式。

3.2  方法精密度的确定

在同一条件下,将浓度水平不同的3个白酒样品分别进行6次重复测定,对其相对标准偏差进行准确计算,其测定结果见表1。

由此可见,其结果相对标准偏差必须在2.18%以下,进而表明这种检测方式具有较高的精密度。

3.3  载气的选择

如选用氮气作为白酒中乙酸乙酯和乙缩醛分离的载气,则在白酒分析专用柱LZP-930中会出现色谱峰重合的情况,根本无法起到将两者有效分离的效果;即使在Agilent DB-WAX中选用氮气作为载气,也会存在两者之间部分重合的情况,其分离效果也不理想。因此,在白酒乙酸乙酯和乙缩醛分离检测中,应将氦气作为载气,这样就可以达到良好的分离效果。

3.4  方法的回收率

在白酒样品中加入一定量的乙酸乙酯标样,遵循以上方式进行样品前的处理,并进行GC-FID的分析,进而对添加回收率进行测定。经测定后,得出其添加回收率在97.7%~101.0%之间,由此可见,这种方式具有较高的准确性和可靠性。

4  结  语

综上所述,在白酒中乙酸乙酯含量检测中,选用气相色谱内标法进行测定,可以有效将白酒中的乙酸乙酯和乙缩醛进行分离。这种方式从检测的准确性、精密性等方面都可以充分满足白酒中乙酸乙酯的定性、定量检测条件。

参考文献:

[1] 胡坷平,程劲松,杨屹,等.快速毛细管气相色谱分析白酒中的香味成分[J].分析科学学报,2008,(3).

[2] 汤道文,王卫东,汤翠红,等.毛细管柱气相色谱法测定白酒中乙酸乙酯和乙缩醛[J].酿酒科技,2010,(4).

摘  要:气相色谱内标法就是进行一种毛细管气相色谱法的建立,进而对白酒中乙酸乙酯含量进行检测的一种方式。在检测白酒的过程中,因为乙酸乙酯和乙缩醛极性存在极大的相似性,在分离过程中难度较大。基于此,文章主要对白酒乙酸乙酯的概况、气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量的检测方式及检测分析进行了探究,以此为提高白酒中乙酸乙酯含量的准确度提供可靠的保障。

关键词:气相色谱内标法;乙酸乙酯;白酒;概况;方式;分析

中图分类号:TS262.3     文献标识码:A      文章编号:1006-8937(2014)35-0174-02

1  白酒乙酸乙酯的概况

世界六大蒸馏酒主要包括:威士忌、伏特加、白兰地、朗姆酒、金酒及白酒。白酒在我国具有悠久的历史,其香味成分种类有多种形式,主要有醇类、酯类、酸类等。在白酒中酯类化合物具有芳香,在各种香型白酒中具有重要意义,是酒体香气形成的主要原因,在白酒香味成分中主要包括乙酸乙酯等。

《白酒分析方法》是现阶段白酒乙酸乙酯测定其含量的国家检测标准,在检测过程中,酒内都包含乙缩醛,这两种成分的极性十分相似,致使具有一样的保留时间,在检测中往往会出现误认的情况,进而导致白酒中乙酸乙酯含量被假象扩大化,由此可见,目前我国白酒检测方式还存在一定的局限性。

对白酒内乙酸乙酯和乙缩醛进行有效的分离解决,对乙酸乙酯含量进行准确测定的检测方式,可以有效增长气相色谱柱。在分析过程中,酒样处理可以利用无机酸水解法进行,将乙缩醛的干扰屏蔽掉,乙酸乙酯形成孤峰,其分析方式应定量进行。但这些检测方式的应用都是建立在时间增加、成本增加的基础上。如选用适当毛细管色谱柱,从初始柱温、载气及程序升温等因素对分析过程中的色谱条件进行优化,白酒中乙酸乙酯要选用内标法进行分析,为白酒中乙酸乙酯的定性、定量检测提供可靠的依据。

2  气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量的检测   方式

2.1  材  料

白酒、乙醇、乙缩醛、乙酸乙酯、乙酸正戊酯及气相色谱仪等。

2.2  色谱分析条件

2.2.1  毛细管色谱柱1分析

选用白酒分析专用柱LZP-930。程序升温的选用,将其初始温度定为35 ℃,并进行3 min的保留,按照3 ℃/min的速度将其温度上升到124℃,随后再上升到180 ℃,将其加温速度控制在15 ℃/min,并进行保留3.6 min,将整个程序升温过程的时间控制在36 min。将220℃作为进样口的温度,选用分流的方式进行进样作业,分流比设定为30 ℃。将220 ℃作为检测器温度,将高纯氦气作为载气,其纯度控制在99.999%,将1.8 ml/min作为其流速。

2.2.2  毛细管色谱柱2分析

Agilent DB-WAX;程序升温的选用,将其初始温度定为30 ℃,并保留4min,按照速度由5 ℃/min上升到60 ℃/min,随后再上升到180℃/min,将其加温速度控制在8 ℃/min,保留时间为1min,将整个程序升温过程的时间控制在26 min。将220 ℃定为进样口温度,选用分流的方式进行进样作业,将35作为其分流比,220 ℃作为检测器的温度,选用高纯氦气作为载气,流速控制在1.54 ml/min。

2.3  配制标准溶液

选用乙醇(色谱纯)与水进行乙醇溶液的配制;乙酸乙酯溶液的配制要进行乙酸乙酯(色谱纯)2 ml地吸取,并选用乙醇溶液定溶到100 ml;乙酸正戊酯主要作用是内标,将乙酸正戊酯进行2 ml的地吸取,并选用乙醇溶液将其到100 ml进行定溶;标准工作液就是对乙酸乙酯溶液的0.5 ml、2 ml、4 ml及6 ml进行分别吸取,将向100 ml的容量瓶内移入,并将1 ml的内标溶液逐一加入,稀释要选用乙醇溶液进行直至刻度位置。由此得出,溶液内乙酸乙酯含量分别为0.09 g/L、0.18 g/L、0.36 g/L、0.72 g/L、1.08 g/L,内标物的浓度都是0.02%(体积分数)。

2.4  处理样品

将白酒样品中8 ml的液体吸取到10 ml的容量瓶内,并将0.1 ml的内标溶液加入到容量瓶中,定容时要采用白酒样品进行,待其均匀混合后进行检测。

3  气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量的分析

根据检测得出,在白酒分析专用柱LZP-930上乙酸乙酯和乙缩醛保留时间分别为5.527 min和5.697 min,在两个色谱峰中存在一定的重合部分;在Agilent DB-WAX上乙酸乙酯和乙缩醛保留的时间分别是4.695 min和4.820 min,在各个检测方式中存在良好的色谱峰分离状况。

3.1  选择色谱柱的方式

在《白酒分析方法》国家检测标准中选用白酒分析专用柱LZP-930或毛细管色谱柱FFAP作为测定乙酸乙酯的方式。但在实际操作中普遍还选用PEG柱等作为白酒乙酸乙酯含量地分析。这种方式并不能将白酒中的乙酸乙酯和乙缩醛进行有效分离,基于此,应选用白酒分析专用柱LZP-930和DB-WAX柱作为分离白酒中乙酸乙酯和乙缩醛的主要方式。

3.2  方法精密度的确定

在同一条件下,将浓度水平不同的3个白酒样品分别进行6次重复测定,对其相对标准偏差进行准确计算,其测定结果见表1。

由此可见,其结果相对标准偏差必须在2.18%以下,进而表明这种检测方式具有较高的精密度。

3.3  载气的选择

如选用氮气作为白酒中乙酸乙酯和乙缩醛分离的载气,则在白酒分析专用柱LZP-930中会出现色谱峰重合的情况,根本无法起到将两者有效分离的效果;即使在Agilent DB-WAX中选用氮气作为载气,也会存在两者之间部分重合的情况,其分离效果也不理想。因此,在白酒乙酸乙酯和乙缩醛分离检测中,应将氦气作为载气,这样就可以达到良好的分离效果。

3.4  方法的回收率

在白酒样品中加入一定量的乙酸乙酯标样,遵循以上方式进行样品前的处理,并进行GC-FID的分析,进而对添加回收率进行测定。经测定后,得出其添加回收率在97.7%~101.0%之间,由此可见,这种方式具有较高的准确性和可靠性。

4  结  语

综上所述,在白酒中乙酸乙酯含量检测中,选用气相色谱内标法进行测定,可以有效将白酒中的乙酸乙酯和乙缩醛进行分离。这种方式从检测的准确性、精密性等方面都可以充分满足白酒中乙酸乙酯的定性、定量检测条件。

参考文献:

[1] 胡坷平,程劲松,杨屹,等.快速毛细管气相色谱分析白酒中的香味成分[J].分析科学学报,2008,(3).

【气相色谱】推荐阅读:

上一篇:积极向上的职场励志名言下一篇:高二下语文学习方法谈(教师中心稿)

本站热搜

    相关推荐