非芳烃杂质

[align=center][b]流动相杂质捕集小柱(Ghost-Buster Column)在多环芳烃(PAHs)测定中的应用[/b][/align][align=left][b]摘要[/b]: 高效液相色谱法(HPLC)测定多环芳烃(PAHs)，连接月旭公司流动相杂质捕集小柱(Ghost-BusterColumn)后，空白溶剂(色谱纯乙腈)和PAHs标准品(10ppb)的进样色谱图相比较没有添加时，流动相梯度基线漂移明显改善，基线更平滑，鬼峰（Ghostpeak）明显减少，更利于多环芳烃(PAHs)的定性定量。[/align][align=left][b]Abstract: [/b]In thedetermination of PAHs with HPLC, after adding GhostBuster Column, it is shownthrough chromatogram of blank solvent and PAHs standard that the baseline driftis improved and Ghost peak reduce compared with no adding, which is more conduciveto qualitative and quantitative of PAHs.[/align][align=left][b]关键词: [/b]高效液相色谱法；多环芳烃；流动相杂质捕集小柱，鬼峰[/align][align=left][b]Key words: [/b]HPLC；PAHs；Ghost-BusterColumn；Ghostpeak[/align][align=left][b]0 引言[/b][/align][align=left] 多环芳烃（Polycyclic AromaticHydrocarbons, PAHs）是指分子结构中含有两个或两个以上并环苯环的烃类化合物，广泛存在于人类生活的自然环境如大气、水体、土壤中，同时存在于作物和食品中。迄今已发现200多种PAHs,其中有相当部分具有致癌性，因而其检测备受关注。多环芳烃(PAHs)的检测方法随科技发展在不断进步，从开始的柱层析、纸色谱、薄层色谱（TLC）和凝胶渗透色谱（GPC）发展到如今的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]（GC）、高效液相色谱（HPLC），还有紫外吸收光谱（UV）、发射光谱(包括荧光、磷光和低温发光等)、质谱分析、核磁共振和红外光谱，以及各种分析方法之间的联用技术等。目前较为常用的是高效液相色谱法(HPLC)[sup][/sup]。 液相色谱法测定18种多环芳烃的过程中，特别是在梯度洗脱过程中容易产生时有时无的色谱峰，我们俗称鬼峰（Ghostpeak）。荧光检测器灵敏度高，检测过程中鬼峰严重干扰目标峰，影响PAHs定量，月旭公司流动相杂质捕集小柱(Ghost-BusterColumn)能有效解决这一问题，未来或将成为液相色谱运行梯度分析时的标配。[/align][align=left][b]1 实验部分[/b][/align][align=left][b]1.1 实验材料和仪器[/b][/align][align=left] 仪器和耗材包括：高效液相色谱仪LC-20AD(带荧光检测器RF-20A)，日本岛津仪器公司；Ultimate[sup][/sup]PAH(5 um, 4.6×250 mm)，月旭科技有限公司；Buster-GhostColumn流动相杂质捕集小柱(4.6×50mm)，月旭科技有限公司；超纯水机，成都优普公司；色谱试剂，美国斯百全公司；PAHs标准品(18种)，国家标准物质中心。[/align][align=left][b]1.2 色谱条件[/b][/align][align=left] 流动相： 流动相A：水 流动相B：乙腈 流速1.5mL/min，[/align][align=left] 柱温35℃，[/align][align=left] 进样量20μL 表1列出了溶剂洗脱程序(梯度洗脱程序的条件应根据选用的仪器进行调整)。[/align][align=center]表1流动相梯度洗脱程序[/align] [table][tr][td][align=center] [/align][align=center]时间（min）[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]流动相A（%）[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]流动相B（%）[/align][align=center] [/align][/td][/tr][tr][td][align=center] [/align][align=center]0[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]50[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]50[/align][align=center] [/align][/td][/tr][tr][td][align=center] [/align][align=center]30[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]10[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]90[/align][align=center] [/align][/td][/tr][tr][td][align=center] [/align][align=center]40[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]10[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]90[/align][align=center] [/align][/td][/tr][tr][td][align=center] [/align][align=center]45[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]50[/align][align=center] [/align][/td][td][align=center] [/align][align=center]50[/align][align=center] [/align][/td][/tr][/table] 18种PAHs中，苊烯无荧光吸收，而剩余的17种有不同的最大激发和发射波长[sup][/sup]，综合考虑后选取了3个，在保证定性定量的前提下简化测试过程。因仪器及实验条件不同，所以检测波长时间段可以根据实际出峰情况进行设置，以保证17种PAHs完全出峰。表2列出了三个时间段内的荧光检测波长及所测物质。[align=center]表2荧光检测波长随梯度变化的检测方案[/align] [table][tr][td] [align=center]时间（min）[/align] [/td][td] [align=center]检测波长[/align] [/td][td] [align=center]所测物质[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]0-19[/align] [/td][td] [align=center]Ex=270nm，Em=324nm[/align] [/td][td] [align=center]萘、苊烯(无荧光吸收)、1-甲基萘、2-甲基萘、苊、芴[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]19-41.05[/align] [/td][td] [align=center]Ex=245nm，Em=425nm[/align] [/td][td] [align=center]菲、蒽、荧蒽、芘、苯并（a）蒽、屈、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽、苯并（a）芘、二苯并（a,h）蒽、苯并（g,h,i）苝[/align] [/td][/tr][tr][td] [align=center]41.05-45[/align] [/td][td] [align=center]Ex=274nm，Em=507nm[/align] [/td][td] [align=center]茚并（1,2,3-cd）芘[/align] [/td][/tr][/table][b]2 结果与讨论[/b][align=left][b]2.1加和不加补集柱时进样空白溶剂时图谱(进样20μL色谱纯乙腈)[/b] [/align][align=left]加和不加补集柱时进样空白溶剂时测试结果，图1a为不加捕集柱进样20 μL色谱纯乙腈时的色谱图，图1b为加捕集柱进样20 μL色谱纯乙腈时的色谱图，图2为加和不加捕集柱进样20 μL色谱纯乙腈时的叠加对比图。[/align][align=center][img=,610,273]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708240928_01_2451449_3.png[/img][/align][align=left][/align][align=center][img=,607,274]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708240928_02_2451449_3.png[/img][/align][align=center]图1进样20 μL色谱纯乙腈时的色谱图[/align][align=center](a 不加捕集柱的测试结果b. 加捕集柱的测试结果)[/align][align=center][img=,609,194]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708240929_01_2451449_3.png[/img][/align][align=center]图2 加和不加捕集柱进样20 μL色谱纯乙腈时的叠加对比图[/align][align=left] 黑色图谱代表不加捕集柱，红色谱图代表加捕集柱。由图2可知，加捕集柱能明显消除鬼峰，基线相比不加捕集柱时更平滑，基线漂移得到明显改善。[/align][align=left][/align][align=left][b]2.2 加和不加捕集柱时进样PAHs时图谱(进样体积20 μL，浓度10 ppb)[/b][/align][align=left] 图3a为不加捕集柱PAHs进样色谱图(进样体积20 μL，浓度10 ppb)，图3b为加捕集柱PAHs进样色谱图(进样体积20 μL，浓度10 ppb)，图4为加和不加捕集柱PAHs标样叠加对比图。[/align][align=center][img=,618,273]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708240931_01_2451449_3.png[/img][/align][align=center][img=,619,268]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708240932_01_2451449_3.png[/img][/align][align=center]图3进样20 μL浓度10ppb PAHs时的色谱图[/align][align=center](a 不加捕集柱的测试结果b. 加捕集柱的测试结果)[/align][align=center][img=,594,267]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708240933_01_2451449_3.png[/img][/align][align=center]图4为加和不加捕集柱PAHs标样叠加对比图[/align][align=left] 红色图谱代表不加捕集柱，黑色谱图代表加捕集柱。图4可知，加捕集柱能明显消除鬼峰，基线相比不加捕集柱的图也更平滑，更利于PAHs的定性定量。同时，加捕集柱后保留时间有微小位移，原因是捕集柱的加入增加了一段小的管路体积，但不影响最终定量分析。[/align][align=left][b][/b][/align][align=left][b]3.结论[/b][/align][align=left][/align][align=left] 因为18种PAHs中苊烯没有荧光吸收，所以实际测得17种；加和不加补集柱，测得的17种多环芳烃分离度均达到要求；月旭杂质捕集小柱(Ghost-BusterColumn)添加后能有效去除鬼峰对目标物的干扰，运行梯度时基线漂移明显改善，更利于PAHs定性定量分析，未来或将成为液相色谱运行梯度分析时的标配。[/align][align=left][b][/b][/align][align=left][b]4 参考文献[/b][/align][align=left][b][/b][/align][align=left]美国国家环保局. US EPA Method 610[/align][align=left]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB/T24893-2010/ISO 15753:2006[/align]

[b] 以多环芳烃为船，来固相萃取的世界遨游一番前言[/b]固相萃取（Solid Phase Extraction, SPE）是一种基于色谱分离的样品前处理方法。越来越多地应用在环境、医药、化工等领域。我们先看一下固相萃取柱的结构示意图。[img=,690,582]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152046051298_8342_3247983_3.png!w690x582.jpg[/img]特点：A柱管有1ml, 6ml等不同大小的规格，C吸附剂是固相萃取核心，不同的目标化合物，用途不同，填料种类不同，质量也不同，比较常见的有100mg，500mg和1g。颗粒大小为40-50μm，填料规格是不规则的，与液相色谱相比分离效率低。多环芳烃是环境领域重要的污染物，水质中多环芳烃的萃取，土壤中多环芳烃的净化都要用到固相萃取。[b]1、反相色谱柱特征和原理[/b]水质中多环芳烃萃取用的是反相固相萃取柱，多用C18柱，它的特点是固定相极性流动相极性（水溶液）。[img=,690,633]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152048268798_241_3247983_3.png!w690x633.jpg[/img]从微观图看出，填料呈不规则排布，原子结构，无定型的多孔基质，硅原子与氧原子相结合形成“硅氧键”即(Si - O - Si)[color=#323232][b]2、[/b][/color][b]什么是固相萃取柱封端？封端的意义是什么？[/b]以下是封端示意图[img=,690,582]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152049320138_8208_3247983_3.png!w690x582.jpg[/img]硅胶表面的硅羟基(Si-OH) 由于空间位阻的存在，硅羟基与化合物的极性基团存在极性相互作用和离子交换作用，在化合物的保留时增加了其它不需要的作用力，用短链氯硅烷（如三甲基氯硅烷）键合活性的硅羟基，种操作被称为封端。封端:简单说就是消除不需要的极性基团间的作用力，在萃取时得到更好的效果。[b]3、水质中多环芳烃固相萃取两个重要步骤[/b]3.1大体积进样，多环芳烃中的碳氢键同硅胶表面的官能团，非极性相互作用，吸附在Si - O - Si键上，因此多环芳烃保留在CI8柱上。保留示意图如下：[img=,690,582]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152051164078_1766_3247983_3.png!w690x582.jpg[/img]3.2洗脱，用极性溶剂将多环芳烃从Si - O - Si键上分离开，多环芳烃的洗脱一般选用二氯甲烷用为洗脱剂，它的极性指数是3.4。它的吸附作用大于吸附剂与多环芳烃的作用力（范德华力）。有同学可能会问，为什么不用极性更强的如丙酮（极性指数5.4）、甲醇（极性指数6.6）进行洗脱，根据相似相溶原理，二氯甲烷对16种多环芳烃溶解性更好，特别是高环的多环芳烃。[img=,690,582]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152052403598_4124_3247983_3.png!w690x582.jpg[/img][b]4、反相固相萃取注意事项[img=,690,582]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907160922441125_4546_3247983_3.png!w690x582.jpg[/img][img=,690,582]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152054197588_8894_3247983_3.png!w690x582.jpg[/img][img=,690,538]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152058168985_7176_3247983_3.png!w690x538.jpg[/img]5、正相色谱柱特征和原理[/b]5.1土壤中多环芳烃净化用的是正相固相萃取柱，以吸附型填料Florisil为代表[img=,690,582]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152059060415_5326_3247983_3.png!w690x582.jpg[/img][color=#333333]结构示意图中，石墨中的碳原子呈六元环状的平面层状结构，这样的结构优点是：吸附非极性和弱极性的化合物又可以吸附极性化合物，对化合物表现出很广的吸附谱。[/color]用在土壤净化中，土壤中的杂质以腐质物质为主，它的作用是吸附大量的腐质物质等，达到去除基质（杂质）干扰的效果。[img=,690,560]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152059526188_4940_3247983_3.png!w690x560.jpg[/img]土壤样品用正相固相萃取柱净化后，一是背景值低，定性和定量更准确，二是减少对仪器的污染，特别是进样口和离子源（[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质联用[/color][/url]分析时）。5.2净化步骤主要分为三步。[img=,690,582]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/07/201907152100391005_7636_3247983_3.png!w690x582.jpg[/img]活化时与反相固相萃取柱同样溶剂不能流干，否则易形成沟流，降低除杂能力。5.3正相固相萃取与反相固相萃取区别与反相固相萃取不同的是，萃取柱上留住的是杂质，收集多环芳烃的淋洗液。上样的体积控制在2-5ml左右，上样体积过大，杂质容易被有机溶剂冲下来。淋洗时，用V正己烷（极性指数0.06）：V丙酮（极性指数5.4）=9:1（体积比）,通过公式P’=ΦaPa+ ΦbPb可以算出混合溶剂极性指数约为0.6，既可以把多环芳烃淋洗下来，又不至于极性过强，把杂质大量带下来。[b]小结：[/b]1、固相萃取是用途广泛的萃取方法，在建立新方法时，首先要考虑基底特性，是水、油，还是其它介质，查询相关的文献可以获得。2、判断分离机制，是极性还是非极性。即选择对目标有明显较强保留的SPE柱。3、淋洗时，考虑淋洗液的极性，可以通过查表（溶剂极性表），混合溶剂通过公式计算出它的极性，获得较为满意的淋洗和洗脱效果。 不妥之处，望各位老师批评指正！