确保从进样到检测的整个流路的惰性至关重要 如今可轻松实现 检测牛奶 牛奶制品和鸡蛋中的三聚氰胺及其他有害物质 痕量分析环境基质中的活性分析物 检测饮用水中危害公众健康的半挥发性污染物 检测生物体液中的滥用药物

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2 确保从进样到检测的整个流路的惰性至关重要 如今可轻松实现 检测牛奶 牛奶制品和鸡蛋中的三聚氰胺及其他有害物质 痕量分析环境基质中的活性分析物 检测饮用水中危害公众健康的半挥发性污染物 检测生物体液中的滥用药物

3 目 录 安捷伦超高惰性流路解决方案 应用文集食品安全 使用 Agilent 超高惰性衬管分析蔬菜中痕量有机磷农药 使用安捷伦 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱分析猪肉中的氯丙嗪 使用 Agilent 超高惰性色谱柱和超高惰性衬管分析极性有机磷农药 安捷伦 DB-5MS UI 毛细柱在气相色谱质谱联用法测定三聚氰胺中的应用 使用 Agilent J&W DB-624 UI 分析包材溶剂残留 凝胶渗透色谱净化 气相色谱法测定奶油中有机氯农药残留 使用安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性气相色谱柱进行具有挑战性的农药分析 使用带玻璃毛超高惰性衬管进行食品中农药的 GC/MS/MS 分析 应用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性 GC 柱对苹果中有机磷农药的 GC/MS/FPD 分析 GC/MS/MS 法定量和重复性分析种植作物中的痕量农残 使用 Agilent J&W DB-35MS 超高惰性 GC 色谱柱分析主流香烟烟雾中烟草特有的亚硝胺类致癌物质 使用安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性色谱柱和超高惰性玻璃棉衬管在使用 / 不使用分析保护剂两种情况下测定有机磷农药 安捷伦 J&W DB-624 超高惰性毛细管色谱柱 GC/MS 静态顶空法筛查精馏酒 使用 Agilent 7000 三重四极杆气相色谱 / 质谱系统测定海洋贝类中的化学污染物 环境领域使用 Agilent J&W DB-5ms UI 定性分析孕激素代谢产物 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性毛细管气相色谱柱分析 2- 苯氧基乙醇和 2,6- 二叔丁基对甲酚 采用 DB-35MSUI 色谱柱分析纺织品中禁用芳香胺化合物 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性毛细管气相色谱柱和超高惰性衬管分析邻苯二甲酸酯类增塑剂 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱分析胺类染发剂中间体 使用安捷伦 J&W HP-5ms 超高惰性毛细管 GC 柱分析半挥发性有机物 Agilent J&W DB-624 UI 超高惰性色谱柱对挥发性有机酸的痕量分析 使用带玻璃毛超高惰性进样口衬管和 GC/FID 进行半挥发性物质的分析 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱对多溴联苯醚 (PBDE) 进行分析 使用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性色谱柱和 DB-XLB 色谱柱在 GC/μECD 上进行水中卤乙酸的测定 使用 Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱分析 EPA 方法 8270D 中的半挥发物 使用安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性色谱柱和 DB-XLB 色谱柱对水中低于 μg/l 级的有机氯农药和除草剂进行 GC/μECD 法分析...187

4 目 录 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性 GC 柱分析多溴联苯醚 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性 GC 柱分析 PAH 使用安捷伦特殊设计的 J&W DB-UI 8270D 色谱柱分析半挥发性组分 医药领域超高惰性毛细管气相色谱柱分析奥美拉唑中的残留溶剂 超高惰性毛细管气相色谱柱分析地塞米松磷酸钠中的残留溶剂 超高惰性毛细管气相色谱柱分析螺内酯中的残留溶剂 使用安捷伦特殊设计和测试的针对 USP<467> 的 J&W DB-Select 624UI 色谱柱进行溶剂残留分析 法医与滥用药物 CrossLab 超高惰性衬管在冰毒特征分析中的应用 超高惰性色谱柱在气质联用法分析血液中常见毒 ( 药 ) 物的应用 采用 Agilent 快速毒物分析仪和 Agilent J&W DB-35ms UI 超高惰性气相毛细管色谱柱分离氧吗啡酮和氧可酮的羟基 - 亚胺基三甲基硅烷衍生物 采用三重四极杆气相质谱对尿中违禁药物进行快速全面筛查 使用三重串联四极杆 GC/MS 对香薰草本混合物中的合成大麻素进行鉴定和定量 安捷伦惰性流路性能的增强改善了滥用药物的测试 使用带玻璃毛超高惰性进样口衬管和 GC/MS 进行滥用药物的分析 技术综述解决气相柱 QC 测试中所关注的问题 用活泼的碱性化合物对 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱进行有竞争力的柱惰性分析 采用气相色谱和活性化合物评估超高惰性衬管去活技术...293

5 一个综合的惰性化方案 安捷伦优势 内容 构建您的惰性流路所需的一切 流路惰性对您的分析至关重要 同时也是气相色 谱领域的尖端科技 解决方案 作为全球气相色谱行业领先的测量仪器公司 安 捷伦独创性确保气相色谱流路中与样品接触的每 一个关键部件的惰性 因此可以实现当前分析所需 的 ppb 级或 ppt 级检测限 耗材与服务 2008 年 安捷伦推出了 Agilent J&W 超高惰性 色谱柱 首款被证实具有一致性的色谱柱惰性 和超低柱流失性能的气相色谱柱 为惰性的流路 设计奠定了基础 目前为止 我们一直 在引领超 高惰性衬管的开发 最近还推出了惰性接头 惰 性密封垫以及用于进样口和检测器的惰性耗材 订购信息 安捷伦惰性流路解决方案能够显著降低气相色谱 和气质联用系统流路各个环节的活性 从而提高 系统性能 确保获得更优异的结果 并使用户可 以处理更多的样品而避免计划外维护和重新校准 x10 4 采用未经处理的可塑金属密封垫圈的 CFT 标样浓度 500 ppb 3 2 应用 内吸磷 氧乐果 乙酰甲胺磷 1 食品安全 0 x10 4 采用 UltiMetal Plus 经过处理的可塑金属密封垫圈的 CFT 标样浓度 500 ppb 3 内吸磷 氧乐果 2 环境领域 乙酰甲胺磷 响应与采集时间 分钟 医药领域 法医与滥用药物 技术综述 安捷伦惰性流路解决方案 1 均可保障可靠的惰性气相色谱流路 从而 实现更高的灵敏度 准确度和重现性 尤其适用于痕量级应用 A g ile n t C o n fid e n tia l January 4, 2013 如需了解安捷伦惰性流路解决方案如何为您提供最高可信度结果 请访问 5

6 解决方案 耗材与服务 订购 应用 拥有安捷伦惰性流路解决方案 您将不会错过气相色谱 和气质联用系统分析的任何一个细节 1 超高惰性衬管 2 惰性流路分流 / 不分流进样口 3 超高惰性分流平板 5 惰性微板流路控制 技术装置 包括 UltiMetal Plus 三路分流器 6 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈 7 Agilent J&W 超高 惰性气相色谱柱 8 4 惰性质谱离子源 6 气体净化器

7 解决方案 耗材与服务 订购 应用 1 超高惰性衬管 7 无论带或不带去活玻璃毛 经过认证的安捷伦超高惰性 衬管都能够提供低的表面活性和高重现性的样品汽化 以保证最佳的活性物质分析 2 每根色谱柱均经过严格测试 确保其具有出众的低流失和 一致的高惰性 可使活性分析物最有效地迁移至气相色谱 或质谱检测器 提供多种固定相 适合环境 食品安全 和毒理学应用 惰性流路分流/不分流进样口 8 每个焊件的热金属表面均经过处理 可防止发生吸附和 超高惰性分流平板 只有安捷伦实现了最佳机械密封与惰性表面的结合 超 高惰性分流平板与传统机械密封垫不同 它采用金属注 模工艺制造并经过镀金 可确保表面平滑 一致 然后 我们将自身的超高惰性化学工艺应用于镀金层上 从而 请访问 获取与净 化气体相关的更多策略 获得可减少活性分析物吸附的无泄漏密封垫 4 气体净化器 氧气 水分和烃类等污染物会增加色谱柱损坏 灵敏度损 失和仪器停机的风险 在载气管线中安装安捷伦气体净化 器能够除去这些污染物 有助于保持流路的惰性 确保获 得最高质量的载气 并保持气体管线的纯净和无泄漏 灵 敏的指示器有助于保护您的仪器和气相色谱柱 而快速稳 定的功能还可以提高工作效率并减少氦气消耗量 降解 3 Agilent J&W 超高惰性气相色谱柱 惰性质谱离子源 精密设计 材料选择 表面去活化以及严格的测试可 确保离子源对到达质谱仪的分析物具有无可比拟的灵 敏度 5 惰性微板流路控制技术装置 包括 UltiMetal Plus 三路 分流器 惰性微板流路控制技术工具拥有高惰性表面 能够改善 流路 从而避免样品损失的风险 提高您的气相色谱性 能 我们的吹扫接头使您可以对重基质样品中的高沸点 化合物进行反吹 延长色谱柱使用寿命并提高系统工作 效率 6 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈 安捷伦的新型 UltiMetal Plus 可塑密封垫圈经过专利表面 去活化处理 是唯一一种 不会将活性位点引入流路的密封 垫圈 与石墨/Vespel 密封垫不同 我们的惰性可塑金 属密封垫圈无需 重新拧紧 其可塑金属构造还解决了标准 金属密封垫圈所面临的色谱柱断裂 或泄漏 的问题 可兼容微板流路控制技术 (CFT) 和进样口/检测器接头 注 密封垫之间颜色的差异是 UltiMetal 涂层引起的正常 结果 如需了解安捷伦惰性流路组件如何相互配合以提高工作效率和性能 请访问 7

8 解决方案 耗材与服务 订购 应用 确保获得可靠的惰性流路 提高活性分析物的响应 无论是分析复杂的活性环境样品还是筛查滥用药物, 安捷伦惰性流路解决方案都可以 保障惰性的气相色谱流路, 从而实现更高的灵敏度 精确度 线性和重现性, 尤其 适用于痕量级分析 它们还可以最大限度地减少经常性进样口维护和系统重新校准的 必要 安捷伦超高惰性衬管 顶尖的去活性能可轻松实现痕量分析 惰性对于需要加热的进样口至关重要, 因为不稳定的分析物在 其中容易发生吸附或降解 安捷伦专利制造工艺所生产出的超 高惰性衬管具有卓越的去活涂层, 能够确保样品在转移到气相 色谱柱时获得更高的重现性 可靠性和准确度 高度惰性的玻璃毛能够兼容含有活性化合物的样品 含有惰性玻璃毛的衬管能够将非挥发性化合物保留在进样口内, 从而延长色谱柱使用寿命并增加离子源的维护间隔 更高的灵敏度可以使用户运行更多样品, 从而提高工作效率 请记住, 安捷伦 CrossLab 超高惰性气相色谱衬管能够使您实验室的所有仪器都获得完美的性能 无论其制造商或型号 惰性流路部件防止活性位点破坏分析效果 所有的流路表面都可能造成样品损失或降解, 这也是安捷伦如今将其专利的化学工艺应用于所有样品流路表面的原因所在 : 超高惰性分流平板能够提供最佳的进样口密封表面, 且具有无可比拟的惰性 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈能够防止样品损失, 同时可以采用惰性微板流路控制技术装置, 例如反吹或 Ultimate 接头 这些密封垫的新型设计能够实现可靠的无泄漏密封和稳定的色谱柱连接, 即使在高温下也能长期保持 UltiMetal Plus 处理进样口焊件能够进一步降低分析物与进样口活性位点发生相互作用的几率 使用超高惰性进样口分流平板改善有机磷农药色谱峰的 峰形和响应值 标准分流平板与超高惰性分流平板的归一化平均响应因子的比较 标准分流平板 新型超高惰性分流平板 归一化平均响应系数 有机磷农药 林丹 乙酰甲胺磷虫螨畏氧乐果乙丁烯氟灵硫特普內吸磷西玛津百菌清甲基毒死蜱杀螟松艾氏剂二甲戊乐灵甲苯氟磺胺灭菌丹 狄氏剂 乙嘧酚磺酸酯 三唑磷克螨特异菌脲苯硫膦 伏杀硫磷 灭蚁灵蝇毒磷 超高惰性分流平板比普通分流平板带来更高的响应值和更准确的分析结果 溴氰菊酯 百克敏 8

9 解决方案 耗材与服务 订购 应用 安捷伦独有的非接触式包装能够减小污染的可能性 安捷伦超高惰性衬管包装中带有一个预安装的 O 形圈 该 O 形圈已经经过清洗 老化 和不粘连等离子体的处理 这一独特的非接触式包装可以使用户轻松安装新衬管 无需找寻和安装 O 形圈 从而节省时间并降低接触引起污染的风险 在取下塑料管时紧紧地抓住 1 帽两边以握住衬管 性能认证 每个超高惰性衬管去活批次均采用 柱上痕量 (2 ng) 的酸性和碱性测试 混合标样进行认证 以确保其高效 一致的惰性 此外 每支衬管的包 装中都包括性能证书 您可以将其 取下并粘贴到您的实验室记录本上 以供快速进行合规参考 将衬管对准进样口 3 使用帽边沿将衬管 2 并轻轻松开 插到底 如需查看非接触式包装视频演示 请访问 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈采用便利包装 您可以将色谱柱插入密封垫圈 从包 装中取出密封垫圈 从而避免了拿取或掉落的风险 1 旋转上盖 易于追溯 去活批号直接打印在性能证书上 衬管批 号及部件号则永久刻在玻璃上 2 取出密封垫 插入色谱柱并 请查看第 24 页了解订购信息 安捷伦专利的表面处理技术能够 进一步提高惰性流路的超高惰性 我们根据数十年的气相色谱经验 采用严格的质量控制对超高惰性 和 UltiMetal Plus 表面的惰性进行测 试 在样品流路中避免被测物接触活性位点发生流失 请访问 9

10 解决方案 耗材与服务 订购 应用 安捷伦 J&W 超高惰性气相色谱柱 以充足的信心进行痕量分析 安捷伦 J&W 超高惰性气相色谱柱系列在一致的色谱柱惰性和极低的柱流失方面提升了行业标准, 因而对难分离的化合物可获得更低的检测限和更准确的分析数据 每支超高惰性气相色谱柱均采用业界最严格的超高惰性测试混合标样进行测试, 并随柱附带性能测试清单 可靠地分析活性化合物 痕量样品及未知样品, 选择性不变 安捷伦公司领先的制造工艺, 集中了我们优化的固定相及先进的生产设备, 在保持了非超高惰性同类色谱柱产品选择性的同时, 提高了我们超高惰性色谱柱的惰性 此外, 每支安捷伦 J&W 超高惰性气相色谱柱均经过不同化学特性混合标样的测试, 以避免对少量聚合物的选择性存在波动 如下图所示, 这可确保安捷伦的 J&W 超高惰性气相色谱柱与安捷伦 MS 色谱柱具有相同的选择性, 无需进行方法的重新验证 低柱活性适用于您的高灵敏度 痕量分析应用 高柱惰性的益处 峰信号增强使峰定性更准确 活性分析物的峰拖尾最小 仪器在无需维护的条件下所能正常运行的时间更长 最低的组分流失和降解, 实现更准确的定量 pa 35 DB-35ms 超高惰性色谱柱 ( 部件号 UI) 十一醇的保留因子 pa min DB-35ms 色谱柱 ( 部件号 ) 联苯的保留因子 min 使用安捷伦 J&W 超高惰性气相色谱柱, 您将能够放心地将其整合到现有方法中, 此时的选择性仍相同 10

11 解决方案 耗材与服务 订购 应用 业界最严格的测试混合标样确保一致的柱惰性和分析结果 功能强大的测试混合标样可揭露色谱柱活性的缺陷, 而功能相对较弱的混合标样实际上会掩盖此类缺陷 安捷伦超高惰性色谱柱的测试混合标样具有低分子量 低沸点和无空间位阻活性基团的特点 这些特点使得测试分子中的检测点渗透并完全结合到固定相和色谱柱表面 常用的要求不高的测试混合标样 辛醇 2. 正十一烷 3. 2,6- 二甲苯酚 4. 2,6- 二甲苯胺 5. 正十二烷 6. 萘 7. 正癸醇 8. 正十三烷 9. 癸酸甲酯 安捷伦更严格的超高惰性测试混合标样 超高惰性 5ms 色谱柱 超高惰性 1ms 色谱柱 超高惰性 35ms 色谱柱 洗脱顺序 测试混合标样 功能测试 1 1- 丙酸 碱性 2 1- 辛烯 极性 3 正辛烷 烃标记物 4 4- 甲基吡啶 酸性 5 正壬烷 烃标记物 6 磷酸三甲酯 酸性 7 1,2- 戊二醇 硅醇 8 正丙苯 烃标记物 9 1- 庚醇 硅醇 辛酮 极性 11 正癸烷 柱效 洗脱顺序 测试混合标样 功能测试 1 1- 丙酸 碱性 2 1- 辛烯 极性 3 正辛烷 烃标记物 4 1,2- 丁二醇 硅醇 5 4- 甲基吡啶 酸性 6 磷酸三甲酯 酸性 7 正丙苯 烃标记物 8 1- 庚醇 硅醇 9 3- 辛酮 极性 10 叔丁基苯 烃标记物 11 正癸烷 柱效 洗脱顺序 测试混合标样 功能测试 1 1- 辛烯 极性 2 1- 丁酸 碱性 3 正壬烷 烃标记物 4 4- 甲基吡啶 酸性 5 正丙苯 极性 6 1- 庚醇 硅醇, 极性 7 1,2- 戊二醇 硅醇 8 3- 辛酮 极性 9 磷酸三甲酯 酸性 10 正十一烷 烃标记物 11 叔丁基苯 柱效 超高惰性 DB-624 色谱柱 洗脱顺序 测试混合标样 功能测试 1 乙醇 活性 2 二氯甲烷 极性 3 1- 丙醇 活性 4 乙酸 碱性 5 呲啶 酸性 6 辛烷 烃标记物 7 1- 戊醇 极性 8 1,2- 丙二醇 硅醇 9 酪酸 碱性 10 间 - 二甲苯 极性 / 柱效 甲基吡啶 酸性 12 溴仿 极性 13 二甲基 - 甲基膦酸酯 酸性 14 癸烷 烃标记物 超高惰性 DB-8270D 色谱柱 洗脱顺序 测试混合标样 功能测试 1 丙酸 碱性 2 呲啶 酸性 3 1- 戊醇 硅醇 4 1- 辛烯 极性 5 正辛烷 烃标记物 6 1,2- 丁二醇 硅醇 7 1- 氯 -2- 氟苯 极性 8 间 - 二甲苯 极性 9 对 - 二甲苯 柱效 庚酮 极性 11 正壬烷 烃标记物 12 异丙基苯 柱效 如需查看超高惰性 DB-8270D 测试 色谱图, 请访问 并搜索 CHCN 11 如需了解更多关于超高惰性流路的信息 请访问

12 解决方案 耗材与服务 订购 应用 安捷伦耗材与服务确保仪器在整个生命周期内具有出色的性能和最高的效率 作为全球色谱行业的领导者, 安捷伦独特定位于倾力为您提供行业领先的气相色谱耗材和样品制备产品 所有耗材都经过我们具有丰富设计经验团队的工程设计或选择, 都严格按照我们的性能指标进行生产, 并通过一系列严格条件的测试 惰性流路附件包 该附件包包含将现有分流 / 不分流进样口升级为惰性流路分流 / 不分流进样口所需要的组件 包括进样口焊件 外层焊件 超高惰性分流平板和超高惰性不分流衬管 优级不粘连隔垫 其他的供应商在隔垫上涂渍粉末, 用以避免粘连 但是这种涂渍物会聚集到分流放空管线中, 影响活性化合物的分析 与此相反, 安捷伦不粘连隔垫采用等离子涂渍, 避免了化学流失和外来物质的污染 因此您的气相色谱系统将保持其完整性, 清洁度更高, 维护频率更低 ( 一定要记住经常更换隔垫以防止泄漏 ) 经过质谱检测的样品瓶套装能够防止未知色谱峰影响您的分析结果 安捷伦样品瓶套装消除了样品瓶成为污染源的可能性, 使您对分析结果更有信心, 无需因为出现意外峰形而进行预测试或者重新测试 整个套装包括一个分析证书, 详细说明了关键的物理尺寸, 以及特定批号和完全可追溯的 LC/MS 和 GC/MS 信号轨迹 蓝色系列自动进样器进样针 安捷伦蓝色系列进样针可支持具有更高工作效率的 7693 自动进样器, 提供多种体积和配置, 与您的应用相匹配 12

13 解决方案 耗材与服务 订购 应用 大包装的气相色谱耗材 我们的大包装耗材采用方便和经济的包装, 为安捷伦气相色谱耗材提供了高质量和一致的性能, 是高使用率实验室的理想选择 : 100 件装的超高惰性衬管 10 件装和 50 件装的超高惰性分流平板 备件 服务 400 件装的不粘连隔垫 样品前处理很少需要重复分析样品, 获得可靠而准确的结果 只有安捷伦为整个仪器系统, 包括所有型号的气相色谱和气质联用仪器提供全套样品前处理产品 安捷伦样品前处理产品可帮助用户轻松获得准确的样品分析结果 : 使用 Captiva 过滤产品可提高仪器性能 使用 Bond Elut QuEChERS 试剂盒可降低成本并节省时间 使用 Bond Elut 硅胶和聚合 SPE 产品实现更低的检测限如需了解关于安捷伦样品前处理解决方案的更多信息, 请访问 安捷伦在 65 个国家 / 地区设有服务中心, 且拥有全球调度 系统以及随时准备为您的安捷伦仪器和其他领先制造商仪 器提供协助的电话支持中心, 为您提供定制的服务支持, 使您获得更高的效率 更高的生产力和更大的信心 凭借 安捷伦优势服务合同, 您可以获得业界领先的保障 : 如果 您的安捷伦仪器在服务合同期内出现故障, 我们将承诺为 您维修甚至免费更换仪器 对于您实验室中的其他仪器, 安捷伦 CrossLab 服务合同能够确保提供安捷伦高品质服务 ( 涵盖所有仪器品牌 ) 作为定期预防性维护补充的年度安捷伦预防性维护服务, 有助于保护您的仪器性能 与其他预防性维护服务相比, 此项服务已被证实能够延长仪器正常运行时间 减少维修 次数, 并降低维修成本 如需了解更多信息, 请访问 利用安捷伦 CrossLab 耗材使得实验室工作流程 耗材订购 和生产效率得到同步改进 致电安捷伦即可随时获得来自 您信任品牌的领先制造商所提供的日益增多的高质量气相 色谱耗材 提供全面选择的超高惰性衬管 衬管 O 形圈 进样口隔垫 色谱柱密封垫 色谱柱螺母和自动进样器进 样针经设计可无缝兼容布鲁克 珀金埃尔默 岛津和赛默 飞提供的各种气相色谱 我们的技术专家可以帮助您选择正 确的产品, 同时我们遍布全球的物流网络也能保证及时交 付您所需的耗材 且它们享有无风险的保证 如需了解更多信息, 请访问 crosslab-cn.chem.agilent.com 现在就开始订购, 确保您拥有最佳的惰性流路, 请访问 13

14 解决方案 耗材与服务 订购 应用 安捷伦超高惰性衬管和非接触式包装 : 触手可及的高惰性 高灵敏度和高重现性 说明 容量 (µl) 内径 (mm) 1/ 包 5/ 包 25/ 包 散装 100/ 包 * 不分流进样口衬管单细径锥, 超高惰性衬管 单细径锥, 超高惰性带玻璃毛衬管 双细径锥, 超高惰性衬管 mm 内径的浅凹坑衬管,200 µl 分流进样口衬管直型, 超高惰性带玻璃毛衬管 低压降, 超高惰性带玻璃毛衬管 SPME, 顶空进样直型 0.75 mm 内径 直型 1 mm 内径 每个衬管随附一个预安装的不粘连 O 形圈 * 100 个 / 包的批量包装并非采用非接触式包装 安捷伦超高惰性分流平板和垫圈 : 适合活性分析物的平滑 无泄漏表面 说明 1 个 / 包 10 个 / 包 50 个 / 包 惰性分流平板和垫圈 * * * 将于 2013 年 3 月推出 安捷伦 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈 : 色谱柱不会断裂 不泄漏 无活性 说明 0.4 mm 内径的 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈, 适用于 µm 内径的熔融石英管,10 个 / 包 0.5 mm 内径的 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈, 适用于 0.32 µm 内径的熔融石英管,10 个 / 包 0.8 mm 内径的 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈, 适用于 µm 内径的熔融石英管 不带可插入微板流路技术接头的孔位的 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈 配合 0.25 mm 和 0.32 mm UltiMetal 色谱柱管路使用的 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈 配合 0.53 mm UltiMetal 色谱柱管路使用的 UltiMetal Plus 可塑金属密封垫圈 部件号 G G G G G G

15 解决方案 耗材与服务 订购 应用 安捷伦惰性流路升级部件包 : 所需要的部件集于一体 说明 部件号 完整的惰性流路升级部件包 * 经 UltiMetal Plus 处理的毛细管进样口外层焊接组件 G 经过 UltiMetal Plus 处理的插件焊件 G 超高惰性分流平板 带玻璃毛的超高惰性单细径锥不分流衬管 用于 0.25 mm 内径熔融石英色谱柱的 UltiMetal 密封垫 G * 将于 2013 年 3 月推出 轻松创建惰性流路的四条途径 : 1. 当您购买新型 Agilent 7890B 气相色谱系统时, 请索取选件 使用我们的新型分流 / 不分流进样口附件进行升级 : 部件号 G3453B 3. 订购我们的新型惰性流路附件包 ( 部件号 G3970A), 其中包含基本的焊接部件和耗材 4. 根据需要单独购买惰性流路组件 其他的流路耗材 : 让您的惰性流路完整 说明 经吹扫的惰性 Ultimate 接头组件 带尾吹气的惰性三路分流器 部件号 G3186B G3183B 经 UltiMetal Plus 去活处理的 Ultimate 接头套装 G 经 UltiMetal Plus 去活处理的一体式 Deans Switch 多管组件 带尾吹气的惰性一体式分流器 G2855B G3180B 了解如何优化流路的惰性从而达到当前严格的分析所要求的超低检测限 立即订阅免费海报, 请访问 15

16 解决方案 耗材与服务 订购 应用 安捷伦 J&W 超高惰性气相色谱柱专为低柱流失 高热稳定性和优良的惰性而精心打造 超高惰性 5ms 毛细管气相色谱柱 内径 (mm) 长度 (m) 膜厚 (µm) 部件号 DB-5ms 超高惰性色谱柱 UI 超高惰性 DB-624 毛细管气相色谱柱 UI UI UI UI UI UI UI UI UI UI UI HP-5ms 超高惰性色谱柱 UI UI UI S-577UI S-431UI S-433UI S-133UI S-233UI S-436UI S-413UI S-213UI 内径 (mm) 长度 (m) 膜厚 (µm) 部件号 DB-624 超高惰性色谱柱 UI UI UI UI UI UI UI 用于 <467> 法的超高惰性 DB-Select 624 毛细管气相色谱柱 UI UI UI UI UI 超高惰性 1ms 毛细管气相色谱柱 内径 (mm) 长度 (m) 膜厚 (µm) 部件号 DB-1ms 超高惰性色谱柱 UI UI 超高惰性 35ms 毛细管气相色谱柱 超高惰性 DB-UI 8270D 毛细管气相色谱柱 * 仅在美国地区销售 UI UI UI HP-1ms 超高惰性色谱柱 UI S-677UI S-931UI S-933UI S-633UI S-733UI S-911UI S-612UI S-913UI 19091S-713UI 内径 (mm) 长度 (m) 膜厚 (µm) 部件号 DB-35ms 超高惰性色谱柱 UI UI UI UI UI 内径 (mm) 长度 (m) 膜厚 (µm) 部件号 DB-UI 8270D 超高惰性色谱柱 经济装 6 件 / 包 *

17 解决方案 耗材与服务 订购 应用 您实验室其他厂商的仪器需要超高惰性衬管吗? 使用安捷伦 CrossLab 衬管, 这将不是问题 安捷伦 CrossLab 衬管顺利实现与您实验室大多数品牌分析仪器的无缝对接, 而无需 考虑制造商或型号 以下是 CrossLab 超高惰性衬管针对特定品牌仪器的部件号 如需获得完整的清单, 请参见安捷伦 CrossLab GC 备件选择指南 ( 出版号 CHCN) 或者访问 crosslab-cn.chem.agilent.com 适用于布鲁克 * 系统的安捷伦 CrossLab 衬管用于 1177 分流 / 不分流进样口的衬管衬管 分流衬管 带滤芯, 鹅颈管 * 前瓦里安气相色谱仪, 现属于布鲁克的产品 适用于珀金埃尔默系统的安捷伦 CrossLab 衬管用于 AutoSystem AutoSystem XL Clarus 系统的衬管 不分流衬管 分流衬管 说明内径 (mm) 外径 (mm) 长度 (mm) 容积 (µl) 单位安捷伦超高惰性去活衬管对应 OEM 部件号 直通 个 / 包 说明内径 (mm) 外径 (mm) 长度 (mm) 容积 (µl) 单位安捷伦超高惰性去活衬管对应 OEM 部件号 直型 个 / 包 N 直通 个 / 包 RT SG 个 / 包 RT 适用于岛津系统的安捷伦 CrossLab 衬管用于 2014 系统的衬管 不分流衬管 分流衬管 说明内径 (mm) 外径 (mm) 长度 (mm) 容积 (µl) 单位安捷伦超高惰性去活衬管对应 OEM 部件号 直通 个 / 包 直通 个 / 包 适用于赛默飞世尔科技系统的安捷伦 CrossLab 衬管用于 Trace Focus 系统的衬管 不分流衬管 分流衬管 说明内径 (mm) 外径 (mm) 长度 (mm) 容积 (µl) 单位安捷伦超高惰性去活衬管对应 OEM 部件号 单细径锥 个 / 包 直型 个 / 包 这里列出了安捷伦 CrossLab 产品与原始设备制造商 (OEM) 产品部件号的对比参考, 表明安捷伦 CrossLab 产品是 OEM 产品的可行替代品 CrossLab 产品与相应的 OEM 仪器兼容, 虽然与 OEM 产品相比, 某些 CrossLab 产品的设计会有细微差别 17

18

19 食品安全

20 使用 Agilent 超高惰性衬管分析蔬菜中痕量有机磷农药 关键词 有机磷农药 作者 张卫锋 广州市农产品质量安全监督所 摘要 对痕量及超痕量农药的检测分析是食品安全分析面临的重要任务, 但痕量农药的检测受基质效应影响比较大, 难以准确定量, 其中有机磷农药定量的基质效应更为明显 基质效应指样品中除待测物以外的其他基质成分对待测物测定值的影响 [1], 其对农药残留定量分析影响可以分为基质增强效应和减弱效应 Emey 等 [2] 在 1993 年就报道了农药残留检测过程中基质引起的响应值增强效应 Hajslova 等 [3] Gonzalez 等 [1] 也报道了有机磷类 氨基甲酸酯类 拟除虫菊酯类等农药在分析过程中的基质增强效应, 用纯溶剂标准溶液计算, 有些农药的空白基质加标回收率可能比理论值高几倍, 如乙酰甲胺磷和氧乐果农药的回收率高的值都接近 300% 因为有机磷农药的分析对气相色谱整个系统的惰性要求更高, 尤其是进样口衬管和气相色谱柱的惰性高, 可提供更好的峰形, 实现更高的检测灵敏度 本采用安捷伦超高惰性衬管及 DB-1701P 色谱柱检测痕量的有机磷农药, 纯溶剂配制的标准溶液与样品空白基质配制的标准溶液响应信号相接近, 消除了大部分基质效应的干扰 20

21 材料与方法 不含农药残留的蔬菜 : 生菜试剂 : 丙酮 (HPLC) 乙腈(HPLC) 氯化钠(AR) 色谱条件 : 仪器 : Agilent 6890N GC 进样器 : Agilent 7683B 自动进样器自动进样,2.0μL 不分流进样, 进样口温度 250,0.75 min 后分流衬管 : 安捷伦超高惰性不分流衬管 ( 部件号 : ) ; 安捷伦脱活不分流衬管 ( 部件号 : ) 样品 : 丙酮配制的浓度为 10 ~ 20 μg/l 的有机磷混合农药 ; 生菜空白待测液配制的 10 ~ 20 μg/l 的有机磷混合农药 ( 按照 NY/T 方法处理 ) 载气 : 高纯氮气, 纯度 > %;20 psi, 恒压模式色谱柱 : Agilent J&W DB-1701P 30 m 0.25 mm 0.25μm ( 部件号 : ) 柱温 : 初温 60, 保持 1min, 以 /min 升至 180, 保持 0 min; 以 20 /min 升至 270, 保持 10 min 检测器 : FPD, 检测器温度 250 结果与讨论 仪器进样口分别安装单细径锥带玻璃毛脱活不分流衬管 ( 部件号 : , 批号 :J06-B3076) 和超高惰性带玻璃毛脱活不分流衬管 ( 部件 : , 批号 :B43019), 对溶剂配制的标准溶液和空白基质配制的标准溶液分别进样 6 次, 使用相同色谱柱及仪器条件, 对各组分响应值 ( 峰面积 ) 进行比较 结果显示, 衬管分析溶剂配制的标准溶液甲胺磷 乙酰甲胺磷 氧乐果等组分响应值显著低于样品空白基质配制标准溶液的相应组分, 基质效应明显 ; 而超高惰性 衬管分析的纯溶剂配制标准溶液与基质配制标准溶液相应组分响应值差异不大, 基质效应较小 谱图 衬管分析纯溶剂配制标样谱图 各组分名称 :1. 敌敌畏 2. 甲胺磷 3. 乙酰甲胺磷 4. 灭线磷 5. 甲拌磷 6. 二嗪磷 7. 氧乐果 8. 久效磷 9. 乐果 10. 毒死蜱 11. 马拉硫磷 12. 杀螟硫磷 13. 甲基异柳磷 14. 水胺硫磷 15. 丙溴磷 16. 三唑磷 注 : 乙酰甲胺磷 氧乐果 久效磷为 20 μg/l, 其他为 10 μg/l; 谱图 2 谱图 3 谱图 4 分析色谱条件 各组分名称及浓度与谱图 1 相同 21

22 谱图 2: 衬管分析空白基质配制标样谱图 谱图 衬管分析纯溶剂配制标样谱图 谱图 4: 衬管分析空白基质配制标样谱图 22

23 表 1 两种不同衬管分析相同浓度标准溶液但不同溶剂基质响应值 (n=6) 衬管 ( 批号 :J06-B3076) 衬管 ( 批号 :B43019) 农药名称 浓度 (mg/l) 丙酮溶剂配制标准生菜空白基质配制标准丙酮溶剂配制标准生菜空白基质配制标准 峰面积 RSD% 峰面积 RSD% 峰面积 RSD% 峰面积 RSD% 平均值平均值平均值平均值 敌敌畏 甲胺磷 乙酰甲胺磷 灭线磷 甲拌磷 二嗪磷 氧乐果 久效磷 乐果 毒死蜱 马拉硫磷 杀螟硫磷 甲基异柳磷 水胺硫磷 丙溴磷 三唑磷

24 图 脱活衬管分析相同浓度标准溶液但不同溶剂基质响应值比较图 衬管分析结果比较图 峰面积 纯溶剂配制标准空白基质配制标准 50 0 农药名称 敌敌畏 甲胺磷 乙酰甲胺磷 灭线磷 甲拌磷 二嗪磷 氧乐果 久效磷 乐果 毒死蜱 马拉硫磷 杀螟硫磷 甲基异柳磷 水胺硫磷 丙溴磷 三唑磷 图 超高惰性衬管分析相同浓度标准溶液但不同溶剂基质响应值比较图 衬管分析结果比较图 衬管分析结果比较图 峰面积 敌敌畏 甲胺磷 乙酰甲胺磷 灭线磷 甲拌磷 二嗪磷 氧乐果 久效磷 乐果 毒死蜱 马拉硫磷 纯溶剂配制标准空白基质配制标准 杀螟硫磷 甲基异柳磷 水胺硫磷 丙溴磷 三唑磷 农药名称 24

25 结论 分析结果显示, 使用安捷伦超高惰性带玻璃毛脱活不分流衬管分析蔬菜中有机磷农药, 纯溶剂配制标准与空白基质配制标准溶液响应值比较接近, 可显著降低进样口衬管带来的分析基质效应, 保证痕量分析的准确定量, 实际分析样品时不必再使用空白基质溶液来配制标准溶液 超高惰性衬管无论分析纯溶剂标准溶液或是空白基质标准溶液, 也比使用单细径锥形带玻璃毛脱活不分流衬管分析空白基质标准溶液的响应信号大, 可提高检测的灵敏度, 降低检测限, 利于痕量分析检测 参考文献 1. Egea Gonzalez F.J, Hernandez Torres M.E,Almansa Lopez E, Cuadros-Rodriguez L, Martinez Vidal J.L. Matrix-effects of vegetable commodities in electron capture detection applied to pesticide multiresidue analysis[j]. Journal of Chromatography A,2002,966(1) : Erney D R, Gillespie A M, Gilvydis D M, Poole C F. Explanation of the matrix-induced chromatographic response enhancement of organophosphorus pesticides during open tubular column gas chromatography with splitless or hot on-column injection and flame photometric detection[j]. Journal of Chromatography A,1993,638(1) : Hajslova J, Holadova K, Kocourek V, Poustka J, Godula M, Petr Cuhra, Milan Kempny. Matrix-induced effects: a critical point in the gas chromatographic analysis of pesticide residues [J]. Journal of Chromatography A,1998,800(2):

26 使用安捷伦 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱分析猪肉中的氯丙嗪 关键词氯丙嗪 GC-QQQ 超高惰性毛细管色谱柱 作者 罗兰深圳南山区疾病预防控制中心四川省疾病预防控制中心 摘要 氯丙嗪 (Chlorpromazine) 是一种中枢多巴胺受体阻断剂, 因具有镇静 抗精神病等作用, 被广泛地应用于精神疾病的治疗中 但一些不法商家利用氯丙嗪的镇静 催眠的作用, 在猪饲料中添加氯丙嗪, 达到间接催肥的作用 由于氯丙嗪活性较高, 用普通的衬管和毛细管气相色谱柱不能得到很好的检测结果, 重复性差, 进溶剂都会有很高的目标物峰, 出现假阳性 采用安捷伦 J&W DB-5ms UI 超高惰性气相色谱柱检测猪肉中的氯丙嗪可以克服普通衬管和毛细管气相色谱柱的不足之处, 分析了四川 4 个地市州的猪肉样品, 得到较为满意的检测结果 26

27 材料与方法色谱条件 仪器 : Agilent 7890/7000B GC-QQQ 进样器 : Agilent 7683B 自动进样器进样,1.0uL 脉冲不分流进样, 250, 0.75 min 后 40 psi, 吹扫流量 50 ml/min at 1.0 min 衬管 : 安捷伦超高惰性衬管 ( 部件号 : ) 样品 : 对照品盐酸氯丙嗪 (Chlorpromazine hydrochloride) 购于德国 Dr. Ehrenstorfer 公司 气体 : 载气为高纯氦气, 恒压模式 ; 碰撞气为高纯氮气 色谱柱 : Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert, 30 m 0.25 mm 0.25 μm ( 部件号 : UI) 柱温 : 70 保持 1 分钟, 后以 15 /min 升至 270, 保持 5 分钟 检测器 : MSD 离子源温度 230, 四极杆温度 150, 传输线温度 280, EI 模式 结果与讨论 对方法的线性 准确度 精密度 灵敏度等进行了考察 分别配制 5ng/mL,10ng/mL,20ng/mL 和 100ng/mL 的标准溶液, 绘制标准曲线, 线性方程为 Y= X , 相关系数为 ; 连续五次进样,RSD 为 6.1%,100 ng/ml,20 ng/ml,5 ng/ml 高中低三个浓度的加标回收率分别为 86%, 85% 和 70%; 方法检出限为 2µg/kg(S/N>3) 得到较为满意的实验结果, 相关图谱如下 标准品谱图 (MRM 扫描模式 100ng/mL) 27

28 样品谱图 28

29 29

30 标准曲线 30

31 结论 通过实验发现, 使用安捷伦超高惰性衬管及超高惰性毛细管色谱柱分析猪肉中的氯丙嗪, 与普通去活衬管和 5MS 色谱柱相比, 能够得到更好的重复性和线性, 未出现假阳性 安捷伦 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱及超高惰性进样口衬管更适合分析活性较大的氯丙嗪 参考文献 1. 许世福, 猪肉中氯丙嗪 GC/MS 残留检测方法的研究 [D]. 安徽 : 安徽农业大学, 范盛先, 黄玲利, 袁宗辉, 猪肾脏中氯丙嗪和异氯丙嗪残留检测方法的建立 3. 中国兽医学报, (4): 猪肝中氯丙嗪残留检测气相色谱 - 质谱法 [S]. 农业部 1163 号公告

32 使用 Agilent 超高惰性色谱柱和超高惰性衬管分析枸杞中的极性有机磷农药 关键词氯丙嗪 GC-QQQ 超高惰性毛细管色谱柱 作者 姜瑞农业部枸杞产品质量监督检验测试中心 摘要 极性有机磷农药残留检测一直是残留检测工作的一个难点, 高惰性进样和分离系统对残留分析结果的准确性和稳定性起着至关重要的作用 超高惰性色谱柱和超高惰性衬管使色谱峰形更加对称, 灵敏度更高 通过对枸杞样品中甲胺磷等四种农药进行回收率实验, 结果线性曲线相关系数在 之间, 枸杞样品添加回收在 % 之间,RSD 在 % 之间, 标准品 5 次进样峰面积 RSD 在 % 之间 32

33 材料与方法 50mL 离心管 Carbon/NH2 柱 刻度吸管 IKA T18 分散机 Buchi 旋转蒸发仪 低速离心机 梅特勒万分之一电子天平 表二 : 精密度评价表 农药名称 甲胺磷 久效磷 氧化乐果 乐果 峰面积 RSD/% 色谱条件 仪器 : THERMO TSQ QUANTUM GC 进样器 : AS3000 自动进样器进样,1.0uL 脉冲不分流进样,250, 脉冲压力 173KPa 1.5min 后转为恒流 衬管 : 安捷伦 CrossLab 超高惰性衬管 ( 部件号 : ) 样品 : 供试枸杞为宁杞 1 号, 相关标准品为农业部环保所提供 载气 : 氦气 1.2mL/min, 恒流模式 色谱柱 : Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert 30m 0.25mm 0.25μm ( 部件号 : UI) 柱温 : 60, 保持 1 分钟, 后以 25 /min 升至 160, 然后以 10 /min 升至 1280, 保持 7 分钟 检测器 : MSD, EI 源 扫描方式 SRM(EZ method) 离子源温度 230 灯丝电流 30μA 进样 5min 后打开灯丝 扫描时间 5-24min 碰撞气压力 1.5mTorr 谱图 1:30μg/L 甲胺磷 结果与讨论 配制 10μg/L 50μg/L 100μg/L 200μg/L 500μg/L 1000μg/ L 标准曲线, 线性如图 1~4, 标准品峰形如谱图 1~4 根据 GB/T [1] 称取 5.000g 枸杞 [2] 粉末加入 7.5mL 蒸馏水 [3] 复水 30min, 加入 25mL 乙腈匀浆 2min, 加入 3g NaCl, 充分振摇后离心取上清液, 浓缩近干后过 Carbo/NH2 柱净化 净化后浓缩至近干, 定容至 2.00 ml 上机测试 实验对枸杞样品进行了 3 个浓度 5 个平行的添加回收, 实验结果如表一 其中氧化乐果添加浓度为 20μg/kg 40μg/kg 和 200μg/kg 标准液 5 次平行进样进行精密度评价, 结果见表二 谱图 2:30μg /L 久效磷 谱图 3:20μg /L 氧化乐果 表一 : 枸杞添加农药相对回收率 添加浓度 (μg/kg) 农药名称 30μg/kg 60μg/kg 300μg/kg 回收率 /% RSD/% 回收率 /% RSD/% 回收率 /% RSD/% 甲胺磷 久效磷 氧化乐果 乐果 谱图 4: 30μg /L 乐果 33

34 结论 1. 超高惰性气相色谱柱及衬管可明显改善极性有机磷农药拖尾现象, 使峰形对称, 响应值明显增高 2. 使用超高惰性衬管和色谱柱, 活性样品分析过程中响应比较稳定, 多次进样响应下降不明显 3. 通过对四种有机磷农药回收率实验, 线性曲线相关系数在 图 1: 甲胺磷工作曲线 之间, 枸杞样品添加回收在 % 之间, RSD 在 % 之间, 结果理想 4. 标准品 5 次进样进行精密度实验, 结果峰面积 RSD 在 % 之间, 比较理想 参考文献 1. 庞国芳, 刘永明, 范春林等. GB/T 水果和蔬菜中 500 种农药残留及相关化学品的测定气相色谱 - 质谱法. 图 2 久效磷工作曲线 2. 程淑华, 张艳, 伊倩如等. GB/T 枸杞 ( 枸杞子 ). 3. 庞国芳, 范春林, 梁萍等. GB/T 桑枝 金银花 枸杞子和荷叶中 413 种农药残留及相关化学品残留量的测定液相色谱 - 串联质谱法. 图 3: 氧化乐果工作曲线 图 4: 乐果工作曲线 34

35 安捷伦 DB-5MS UI 毛细柱在气相色谱质谱联用法测定三聚氰胺中的应用 关键词 DB-5MS UI 色谱柱气质联用三聚氰胺 作者 陈亮 河北三元食品有限公司 摘要 试样经超声提取 固相萃取净化后, 进行硅烷化衍生, 安捷伦 DB-5MS UI 毛细柱作为分析柱, 采用气相色谱分离, 衍生产物采用选择离子监测质谱扫描模式 (SIM), 用化合物的保留时间和质谱碎片的丰度比定性, 外标法定量, 确认了乳制品中三聚氰胺气相色谱 - 质谱联用分析方法 方法的线形曲线范围 0.05~2.0ug/ml, 曲线相关系数为 0.998, 定量检出限 0.05mg/kg 不同基底样品高低添加浓度的加标回收率为 75.0 ~90.0%, 相对偏差均小于 10% 2008 年, 三聚氰胺事件给本就在与国外品牌竞争中处于劣势的国内乳品行业以沉重打击, 同时也引发了人们对食品安全的更加广泛的关注, 三聚氰胺的检测方法对提高乳制品质量 保护公众健康安全意义重大 为提高检测质量, 本文通过应用安捷伦 DB-5MS UI 毛细柱分离, 质谱法定性定量, 进一步就检测方法参数进行了调整 确认 经检测实验, 证实该法准确 简便 实用 35

36 1 材料与方法 1 实验部分 1.1 仪器与试剂岛津 GC/MS GC-2010/GCMS-QP2010 气相色谱 - 质谱联用仪, 配有电子轰击电离离子源 (EI) 甲醇 : 色谱纯 ; 吡啶 : 优级纯 ; 衍生化试剂 : N, O- 双三甲基硅基三氟乙酰胺 (BSTFA)+ 三甲基氯硅烷 (TMCS)(99 + 1), 色谱纯 ; 乙酸铅 ; 除非另有说明, 所有试剂均为分析纯, 水为 GB/T 6682 规定的一级水 ; 氨水 : 含量为 25% ~ 28%; 三氯乙酸 ; 三氯乙酸水溶液 (1%); 氨化甲醇溶液 (5%), 量取 5mL 氨水和 95mL 甲醇, 混匀 ; 三聚氰胺标准品 :CAS , 纯度大于 99.0%; 乙酸铅水溶液 (22g/L); 三聚氰胺标准储备液 : 准确称取 100 mg( 精确到 0.1 mg) 三聚氰胺标准品于 100 ml 容量瓶中, 用甲醇水溶液 (1:1) 溶解并定容至刻度, 配制成浓度为 1 mg/ml 的标准储备液, 于 4 避光保存 ; 三聚氰胺标准溶液 : 准确吸取三聚氰胺标准储备液 1mL 于 100mL 容量瓶中, 用甲醇定容至刻度, 此标准溶液 1 ml 相当于 10μg 三聚氰胺标准品, 于 4 冰箱内储存, 有效期 3 个月 混合型阳离子交换固相萃取柱 (90mg/6mL); 氮气 : 纯度大于等于 %; 氦气 : 纯度大于等于 % 1.2 分析条件 气相色谱条件色谱柱安捷伦 DB-5MS UI 毛细柱,30m 0.25mm 0.25μm( 部件号 : UI); 柱温升温程序 : 起始温度 70, 保持 1 min, 以 10 /min 的速率升温至 200, 保持 10 min, 后运行 : 以 40 /min 的速率升温至 240, 保持 2 min; 进样口温度 : 250 ; 载气 : 高纯氦气, 流量 1ml/min; 不分流进样 质谱条件离子源 : 电子轰击 (EI) 离子源, 电离能量 :70 ev; 离子源温度 :230 ; 传输线温度 :280 ; 全谱扫描, 质量扫面范围 m/ z25 ~ 800; 溶剂延迟 10min 1.3 样品前处理 液态奶 奶粉 酸奶和奶糖等称取 5g( 精确至 0.01 g) 样品于 50mL 具塞比色管, 加入 25mL 三氯乙酸溶液 (1%), 涡漩振荡 30s, 再加入 15mL 三氯乙酸溶液, 超声提取 15min, 加入 2 ml 乙酸铅溶液 (22 g/l), 用三氯乙酸溶液定容至刻度 充分混匀后, 转移上层提取液约 30mL 至 50mL 离心试管, 以不低于 4000 r/min 离心 10min 上清液待净化 奶酪 奶油和巧克力等称取 5g( 精确至 0.01g) 样品于 50mL 具塞比色管中, 用 5mL 热水溶解 ( 必要时可适当加热 ), 再加入 20mL 三氯乙酸溶液 (1%), 涡漩振荡 30s, 再加入 15mL 三氯乙酸溶液超声提取及以下操作同 若样品中脂肪含量较高, 可以先用乙醚脱脂后再用三氯乙酸溶液提取 样品净化依次用 3 ml 甲醇 5 ml 水活化阳离子交换固相萃取柱 (90mg/6mL) 准确移取 5mL 的待净化滤液至固相萃取柱中 再用 3 ml 水 3 ml 甲醇淋洗, 弃淋洗液, 抽近干后用 3mL 氨化甲醇溶液 (5%) 洗脱, 收集洗脱液,50 下氮气吹干 样品衍生化将 制备的氮气吹干残留物中分别加入 600μL 吡啶 ( 优级纯 ) 和 200μL 衍生化试剂 (BSTFA)+(TMCS)(99 + 1), 震荡混合均匀, 在 70 烘箱中衍生 30min 后,GC-MS 法定量确认检测 2 结果与讨论 2.1 样品提取乳制品中三聚氰胺的提取一般采用酸性溶液提取 [1], 在此条件下另外再加入乙酸铅溶液, 沉淀样品中的蛋白和脂肪, 经充分混合 超声提取, 样液过滤后, 更加利于净化过程中滤液经固相萃取柱净化 36

37 2.2 样品净化三聚氰胺的净化采用阳离子交换柱, 同时以 5% 氨水 / 甲醇体系洗脱, 洗脱效果比较干净, 杂质少, 比较容易吹干, 回收率较高, 有良好的净化效果 2.3 仪器条件的优化试验了 DM-5MS DB-5MS UI 色谱柱, 发现三聚氰胺在该两种柱中出峰时间都比较快, 基本没有显著差异 采用 DB-5MS UI 色谱柱, 后运行所需时间更短, 也不需要过多升温, 平衡更快, 色谱峰峰形基本无拖尾现象, 因此选择了 DB-5MS UI 色谱柱 采用不同分流比和不分流模式对低浓度加标样品进行测定, 发现当进样体积为 1μL 时, 目标峰面积很小, 因此为了进一步提高分析方法的灵敏度, 选择不分流模式进样 待测样品中 4 个离子 (m/z 和 342) 的丰度比与标准品的相同离子丰度比相差不大于 20% 以离子 m/z 327 定量 2.5 线性范围及检出限在上述条件下, 以外标法定量, 测定工作曲线 线性方程为 Y = X , 相关系数 r 2 = 定量限为 0.05mg/ kg 2.6 方法的回收率 准确度与重现性分别取一定质量的奶粉 牛奶 奶酪样品, 分别测定高低浓度的加标回收率为 75.0 ~ 90.0% 平行测定 6 份样品, 考察方法的精密度 三聚氰胺含量的相对标准偏差均小于 10%, 符合方法的要求 2.4 定性 定量 以标准样品的保留时间和监测离子 (m/z 和 342) 定性, 表 1 三聚氰胺的回收率及测定精密度 (n = 6) 样品空白样 /(mg/kg) 添加量 /(mg/kg) 回收量 /(mg/kg) 回收率 /% RSD/% 奶粉 牛奶 奶酪 实际样品的测定应用上述方法, 对市售婴幼儿乳粉及液体奶进行了抽样检测, 检测结果均是未检出 这一结果也说明经过国家食品安全部门的严格监管, 各乳品生产企业的高度重视和积极管控, 当前乳制品的质量已经有了极大改善, 已能够满足公众对放心奶的需求 37

38 图 1 三聚氰胺标准品总离子流图 % 图 2 三聚氰胺标准品质谱图 参考文献 : 1. GB/T

39 使用 Agilent J&W DB-624 UI 分析包材溶剂残留 关键词 包材 溶剂残留 作者 王翁彦 美赞臣营养品 ( 中国 ) 有限公司 摘要 对微量的有机溶剂残留的检测分析在食品包装材料中非常重要 溶剂的分析对气相色谱整个系统的惰性要求更高, 尤其是色谱柱的惰性, 可提供更好的峰形, 实现更低的检测灵敏度 在该应用中, 采用安捷伦 J&W DB-624 UI 超高惰性气相色谱柱检测出微量的残留溶剂, 方法线性卓越, 相关系数值高 39

40 3 级标样谱图乙苯酯40 材料与方法 载气 : 氮气 5mL/min, 恒流模式 色谱柱 : Agilent J&W DB-624 UI,30 m 0.53mm 3μm 色谱条件仪器 : GC Agilent 6890N/FID ( 部件号 : UI) 柱温 : 初温 :45, 保持 6 分钟, 后以 8 /min 升至 110, 保持 4 分钟, 然后以 25 /min 升至 220, 保持 3 分钟 进样器 : Agilent 7694E 顶空进样器自动进样, 定量环 1.0mL, 样品平衡温度 80, 30min 定量环温度 90, 传输线 100 检测器 : FID 温度 220, N2:H2: 空气 =30:30:350 进样口 : 200 样品 : 校正标样 ( 用微量进样针吸取标准品, 二甲基甲酰胺做稀释溶剂 ) 结果与讨论 名称 1 级标准 2 级标准 3 级标准 4 级标准 5 级标准 浓度 甲醇 ug 异丙醇 ug 乙酸乙酯 ug 苯 ug 甲苯 ug 乙酸丁酯 ug FID1 A, ( 溶剂残留 \ RC \SIG D) 图 1. pa 甲醇 异丙醇 酸乙酯 乙酸乙酯 苯 甲苯 min 乙酸丁甲苯异丙醇甲醇 乙酸丁酯

41 图 2: 包材样品谱图 FID1 A, ( 溶剂残留 \ RC \SIG D) pa 乙酸乙酯 乙酸乙酯 甲醇 甲醇 甲苯 甲苯 乙酸丁酯甲醇 乙酸丁酯 min 工作曲线 : Area 甲醇, FID1 A Area = *Amt +0 Rel. Res%(1): 相关系 R数 2 : Amount[ug] 41

42 Area 异异丙醇丙醇, FID1 A Area = *Amt +0 Rel. Res%(4): R 2 相关系数 : Amount[ug] Area 2000 乙乙酸乙酯酸乙酯, FID1 A Area = *Amt +0 Rel. Res%(1): R 2 相关系数 : Amount[ug] Area 苯, FID1 A Area = *Amt +0 Rel. Res%(1): R 2 相关系数 : Amount[ug] 42

43 Area 甲甲苯苯, FID1 A Area = *Amt +0 Rel. Res%(5): e R 2 相关系数 : Amount[ug] Area 60 乙乙酸丁酯酸丁酯, FID1 A Area = *Amt +0 Rel. Res%(1): R 2 相关系数 : Amount[ug] 结论 : 采用超高惰性 DB-624UI 色谱柱分析六种溶剂残留的线性良好, 相关 系数满足要求, 仪器的检出限较低, 满足包材微量溶剂残留检测要求 参考文献 GB/T 方法检出限如下 甲醇 mg/m 2 异丙醇 mg/m 2 乙酸乙酯 mg/m 2 苯 mg/m 2 甲苯 mg/m 2 乙酸丁酯 mg/m 2 43

44 凝胶渗透色谱净化 气相色谱法测定奶油中有机氯农药残留 关键词 GPC 奶油有机氯农残超高惰性 作者 常硕北京奶牛中心乳品站吴华安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司 摘要 本文采用凝胶渗透色谱 (GPC) 对奶油中八种有机氯农药进行样品前处理, 气相色谱 - 电子捕获检测器进行测定, 以保留时间定性, 峰面积定量 在 10ppb~800ppb 浓度范围内, 八种有机氯农药的曲线线性良好, 相关系数在 ~0.9996, 回收率在 92.4% ~ 117.0%,RSD 在 1.83% ~ 7.92%, 方法检出限为 0.65μg/kg ~2.33μg/kg, 满足奶油中有机氯农药残留检测要求 有机氯农药是我国最早在农业生产中大规模使用的农药, 由于其对人体健康和生态环境的危害大, 因此我国于 1983 年开始禁止生产和使用 666 DDT 等有机氯农药 但有机氯农药的性质非常稳定, 不易降解且具有很高的脂溶解性, 直到现在仍然可能在农产品中检测出 因此有必要建立有效的净化分离和检测方法, 以长期有效地监控农产品中 666 DDT 的残留 奶油是一种从牛奶或羊奶中提取的黄色或白色脂肪性半固体食品, 油脂含量较高, 如不注意样品净化容易导致基体干扰, 而且会污染系统 由于奶油中绝大多数的油脂分子量比有机氯农药要大, 因此可利用 GPC 将油脂与残留农药分离 目前国内外利用 GPC 分离油脂中残留农药的论文很多 [1]~[6], 但应用于奶油中的分离研究不多 本文采用 GPC 系统, 将奶油中的农药残留与油脂基体分离, 实现了 8 种有机氯农残的有效净化, 方法简单准确, 满足奶油中有机氯农药残留检测要求 44

45 1 材料与方法 1.1 仪器与试剂 Agilent GC 7890A 配 μecd; 色谱柱 DB-35ms Ultra Inert 30 m 320 μm 0.25 μm( 部件号 UI);GPC 凝胶渗透样品前处理系统由安捷伦 1100 液相及安捷伦 EcoSpheres 凝胶色谱柱组成 凝胶色谱柱初次使用通过手动填装, 将 EcoSpheres 干凝胶 ( 部件号 PL1460-4M03) 以有机溶剂过夜浸泡, 湿法填入 mm 玻璃空管柱 ( 部件号 PL ) 待 GPC 处理的样品通过 5mL 大体积定量环手动进样,VWD 紫外检测器在线检测, 手动收集 旋转蒸发仪和离心机分别为上海亚荣生化仪器厂生产的 RE-52AA 和北京时代北利公司的 GT10-1 乙酸乙酯和环己烷 ( 色谱级,Fisher 公司 )1:1 混合作为 GPC 流动相 ; α-666 β-666 γ-666 δ-666 p,p -DDE p,p -DDD o, p -DDT p,p -DDT 农药混标购于中国计量科学研究院, 浓度 50ppm;1000ppb 混合储备液和标准工作溶液由环己烷逐级稀释获得 1.2 实验方法 样品前处理称取 2g 奶油样品 ( 精确到 g), 用环己烷溶解并定容至 5mL 离心管中,4000r/min 离心 15 分钟, 用 5mL 注射器吸取 2mL 上清液注入 GPC, 以乙酸乙酯 - 环己烷 (1:1) 为流动相,4mL/min 流速洗脱, 收集 min 洗脱液, 收集液在 0.05 MPa 真空压力 40 水浴温度下旋转蒸至近干, 用环己烷定容至 1mL, 上机待测 气相色谱条件 进样器 : Agilent 7693 自动进样器,1μL 脉冲不分流进样 进样口 : 汽化温度 250,0.75 min 后 40 psi,0.5 min 吹扫流量 20 ml/min 衬管 : 安捷伦带玻璃绵不分流超高惰性衬管 ( 部件号 ) 载气 : 氮气 ml/min, 恒流模式 色谱柱 : Agilent J&W DB-35ms Ultra Inert 30m 320 μm 0.25 μm ( 部件号 UI) 程序升温 : 初始温度 75, 保持 0.5 分钟, 以 8 /min 升至 300, 保持 2 分钟 检测器 : μecd 350, 恒定柱流量 + 尾吹气流量 30mL/min 2 结果与讨论 2.1 色谱参数和毛细柱的选择 参照国标 GB/T 及安捷伦相关应用文献, 优化出八种有机氯农药快速检测的色谱条件 过去使用 5% 苯基聚甲基硅氧烷色谱柱,β-666 与 -666 o,p -DDT 与 p,p -DDD 将将达到基线分离 实验发现中等极性的 DB-35ms UI 分离的选择性更好, 八种有机氯农药在 20 min 内均达到很好分离 ( 如图 1), 且在实际样品分析过程中柱效和分离度始终保持良好 DB-35ms UI 固定相具有超高惰性, 八种有机氯农药峰形尖锐, 信号响应高 本实验还使用了超高惰性进样口衬管, 这种带玻璃棉的不分流衬管能够很好地保护分析柱, 且耐用性好, 累计进样 300 针实际样品后, 样品信号稳定, 标样峰高精密度仍在 8% 以内 45

46 图 1. 八种有机氯农药混合标样在 DB-35ms UI 柱上的分离谱图 1. α-666 ; 2. β-666 ; 3. γ-666 ;4. δ-666 ; 5. p,p' -DDE ; 6. p,p' -DDD ; 7. o,p' -DDT ; 8. p,p' -DDT( 浓度各 16.7ppb) 2.2 GPC 洗脱条件的确定 按照 GB/T 的方法搭建了手动 GPC 样品净化系统 VWD 波长设为 254 nm 玻璃柱的最高耐压为 15 Mpa, 在泵速为 4 ml/min 时, 系统压力为 14 MPa, 因此选择流速为 4 ml/ min 在此条件下注入 2mL 10PPb 的有机氯农药混标, 制作 GPC 流出曲线, 在 0 min~80 min 时间段内每 10 min 收集一份 将每 份收集液在 40 下减压旋转蒸发至近干, 最后用氮气吹干,1mL 环己烷定容, 上 GC 检测, 八种农药的流出曲线如图 2 图 2. 8 种有机氯农药的 GPC 流出曲线图 46

47 实验发现, 农药组分在 20~60 min 都有流出, 其中 20~30 min, 40~50 min 及 50~60 min 有少量流出,30~40min 有显著流出 在旋转蒸干步骤可以观察到, 奶油中的脂类基质主要在 20~30 min 时间流出, 本着尽量除油和节省时间的原则, 实验最终选择 min 作为农残收集段 2.3 校准曲线 回收率 精密度及方法检出限将 1000 ppb 的混合农药储备液逐级稀释成 ppb 的标准系列 在优化好的 GC 条件下测定, 以保留时间定性, 峰面积定量, 拟合出峰面积与浓度 (ppb) 的校准曲线 结果表明, 在 10~800ppb 浓度范围内, 八条曲线具有良好的线性, 线性相关系数在 ~ 之间 在 2g 奶油中分别加入 1mL 和 2mL50ppb 混合标液, 按照 方法处理, 重复测定 6 次, 计算出回收率及 RSD, 回收率在 92.4% ~ 117.0%,RSD 在 1.83% ~ 7.92% 同样的前处理方法处理阴性样品, 测出空白奶油基质的基线噪声, 按信噪比 (S/N) 为 3( 即 3 倍的基线噪声 ) 所对应的浓度作为检出限 (LOD), 10 倍基线噪声所对应的浓度为定量限 (LOQ), 得到八种有机氯农药的检出限为 0.65 μg/kg ~2.33 μg/kg, 定量限为 1.96μg/kg ~7.67μg/kg( 如表 1) 表 1. 8 种农药的回收率 精密度 检出限及定量限 (n=6) 农药名称 添加浓度 回收率 RSD LOD LOQ mg/kg % % μg/kg μg/kg α β γ δ p. p' -DDE p. p' -DDD o. p' -DDT p. p' -DDT 样品测定对 5 个市售奶油样品中的农药残留进行了测定, 其中只有一稀奶油样品检出了 0.007mg/kg γ-666( 林丹 ), 其余样品均未检出农药 ( 样品谱图如图 3) 图 3. 稀奶油样品谱图 47

48 3 结论 采用 EcoSpheres 凝胶渗透色谱柱进行奶油中的有机氯农药样品前处理, 分析高油脂样品时省去了繁琐的液液萃取步骤, 回收率和重现性理想 本实验同时选用了新型超高惰性的 DB-35ms UI 毛细管柱及超高惰性进样口衬管, 提升了检测灵敏度和稳定性, 满足奶油中有机氯农药残留检测要求 参考文献 1. PAGLIUCA G, GAZZOTTI T, ZIRONI E, et al. Residue Analysis of Organophosphorus Pesticides in Animal Matrices by Dual Column Capillary Gas Chromatography with Nitrogen-phosphorus Detection[J]. Journal of Chromatography A, 2005, 1071(1/2): LEHOTAY S, De KOKA, H IEMSTRAM, et al. Validation of a fast and easymethod for the determination of 229 pesticide residues in fruits and vegetables using gas and liquid chromatography and mass spectrometric detection [ J ]. J Assoc Off Anal Chem Int, 2005, 88: JONES F W. Multiresidue analysis of pesticides in wool, wax and lanolinusing gel permeation and gas chromatography [J]. J Agric Food Chem, 1996, 44: 李樱, 储晓刚, 仲维科, 等. 凝胶渗透色谱 - 气相色谱同时测定糙米中拟除虫菊酯 有机氯农药和多氯联苯的残留量 [J]. 色谱, 2004, 22 (5) : 张伟国, 储晓刚, 李重九. 凝胶渗透色谱技术用于检测大米中拟除虫菊酯类农药的残留量 [J] 农药, 2005, 44( 8) : GB / T 食品中六六六 滴滴涕残留量的测定 [S]. 48

49 使用安捷伦 J&W DB-35ms 使用安捷伦超高惰性气相色谱柱进行具有挑战性的 J&W DB-35ms 农药分析相色谱柱进行具有挑战性的农药分析 关键词 食品分析 环境分析 应用简报 食品分析和环境分析 作者 Ken Lynam 和 Doris Smith 安捷伦科技有限公司 2850 Centerville Road Wilmington,DE USA 摘要 随着世界人口的增长, 越来越多的农药用于保护农作物以提高其产量 食品供应中已出现这些农药的踪迹, 而目前尚未充分了解长期接触这些物质可能造成的影响 随着农药用量的增加以及高灵敏度分析仪器的问世, 人们开始日益关注土壤 水以及食品基质中农药水平的监测 本应用简报介绍了如何使用安捷伦 J&W DB-35ms UI 20 m 0.18 mm,0.18 µm 色谱柱 ( 安捷伦部件号 UI) 对有机氯和有机磷农药进行快速高效的分离 已知在 5% 苯基固定相色谱柱上共流出的化合物在安捷伦 J&W DB-35ms UI 色谱柱上得到了基线分离, 加标至复杂的鱼肉组织样品后, 农残的峰形优异且持久 49

50 前言 随着世界人口的增长, 越来越多的农药用于保护农作物以提高其产量 [1] 食品供应中已出现这些农药的踪迹, 而目前尚未充分了解长期接触这些物质所能造成的影响 [2] 随着农药用量的增加以及高灵敏度分析仪器的问世, 人们开始日益关注土壤 水以及食品基质中农药水平的监测 气相色谱系统中的进样口衬管 系统流路的金属表面或 GC 色谱柱都可能存在活性位点 [3] 样品在色谱柱内的驻留时间和接触面积使色谱柱的惰性成为能否成功分析活性分析物 ( 例如农药 ) 的关键因素 包括 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性 (UI) 色谱柱在内的超高惰性系列的色谱柱, 将色谱柱的活性降至最低, 因而能够分析痕量水平的活性分析物 农药是活性化合物, 因而分析痕量水平的农药极具挑战性, 尤其是在包含复杂样品基质的情况下 有机磷农药是一种常用的活性农药, 在活性色谱分析系统中易出现峰拖尾 虽然合同实验室项目 (CLP) 的农药现在已不常用, 但是以往使用的农药残留物仍存在于环境中 CLP 农药, 尤其是异狄氏剂和 DDT, 易在色谱系统中的活性位点上分解 因而异狄氏剂和 DDT 的分解谱图可以用来评价系统的惰性 很少或几乎不分解则意味着系统的惰性好 本简报通过对有机磷和 CLP 农药的分析来阐述 Agilent J&W DB- 35ms UI 色谱柱的惰性性能 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱可以为这些复杂分子痕量水平的分析提供所需要的一致的惰性 与非极性的 DB-5ms UI 固定相相比, 中等极性的 Agilent J&W DB-35ms UI 固定相具有更高的选择性, 可以对复杂分析物进行分离 选择性的提高有利于分离潜在的共流出化合物 ( 例如 5% 苯基色谱柱中的甲基对硫磷和甲基毒死蜱 ) 或使目标峰不受基质干扰 [4] 为了缩短分析时间, 本简报中的实验所使用的色谱柱为 Agilent J&W DB-35ms UI 20 m 0.18 mm,0.18 µm 高效快速气相 (HEGC) 色谱柱 这类色谱柱通常可以使分析速度提高 30%, 而且不会损失分离度 [5] 方法转换软件能够轻松将在 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱上建立的方法转换至 20 m 0.18 mm,0.18 um 色谱柱上 [6] 实验部分 本系列实验使用 Agilent 7890 GC, 配备有 Agilent 5975B 质谱检测 (MSD) 器 多模式进样口 (MMI) 以及 Agilent 7693 自动进样器 同时, 该 GC 还安装有柱后压力控制三通装置 (PCT), 以实现自动反吹 柱后 PCT 反吹模式的使用, 可以省去进样间的烘烤步骤, 从而缩短样品分析周期 表 1A 和 1B 列出了这些分析所使用的色谱条件 表 2 列出了这些实验所使用的样品流路消耗品 表 1A GC/MSD: 进样器 : 有机氯和有机磷农药混合标准品的色谱分析条件 Agilent 7890 GC 系统 /Agilent 5975B MSD 系统 Agilent 7693B 自动进样器,5.0 µl 进样针 ( 安捷伦部件号 ) 吹扫 Ultimate 接头 ( 安捷伦部件号 G ) PCT 装置 : 色谱柱 : Agilent J&W DB-35ms UI 20 m 0.18 mm,0.18 µm ( 安捷伦部件号 UI) 载气 : 氦气, 恒流,1.3 ml/min 限流器 : 电子压力控制模块 (PCM)1: MMI: 柱温箱 : 后运行反吹 : MSD: 0.7 m 0.15 mm 内径的去活石英管 ( 安捷伦部件号 ) 3.8 psi 恒压 1 µl, 不分流 ;50 C, 保持 0.02 min, 以 400 C/min 升至 250 C 吹扫气流 50 ml/min, 保持 1.5 min, 载气节省 30 ml/min, 保持 2.25 min 50 C, 保持 1.3 min, 以 50 C/min 升至 135 C, 以 15 C/min 升至 200 C, 以 20 C/min 升至 310 C, 保持 2.5 min 310 C, 保持 5 min, 反吹压力 70 psi, 进样口压力 2 psi 传输线 320 C, 离子源 320 C, 四极杆 150 C, 扫描模式 表 1B. CLP 农药标准品色谱分析条件 GC/MSD: Agilent 7890 GC 系统 /Agilent 5975B MSD 系统 进样器 : Agilent 7693B 自动液体进样器,5.0 µl 注射器 ( 安捷伦部件号 ) PCT 装置 : 吹扫 Ultimate 接头 ( 安捷伦部件号 G ) 色谱柱 : Agilent J&W DB-35ms UI 20 m 0.18 mm,0.18 µm ( 安捷伦部件号 UI) 载气 : 氦气, 恒流,1.3 ml/min 限流器 : 0.7 m 0.15 mm 内径的去活石英管 ( 安捷伦部件号 ) 电子压力控制 模块 (PCM)1: 3.8 psi 恒压 MMI: 0.5 µl, 不分流 ;50 C, 保持 0.02 min, 以 400 C/min 升至 250 C 吹扫气流 50 ml/min, 保持 1.25 min, 载气节省 30 ml/min, 保持 2 min 柱温箱 : 50 C, 保持 0.85 min, 以 50 C/min 升至 135 C, 以 15 C/min 升至 310 C, 保持 1 min 后运行反吹 : 310 C, 保持 5 min, 反吹压力 70 psi, 进样口压力 2 psi MSD: 传输线 320 C, 离子源 320 C, 四极杆 150 C, 扫描模式 50

51 表 2 溶液和标准品 用丙酮将 10 µg/ml 含 20 种组分的农残分析仪校验溶液 ( 安捷伦 部件号 ) 稀释至 1 和 10 µg/ml 的标准溶液 用丙酮将从 Ultra Scientific 购得的 10 µg/ml 含 26 种组份的混标和 1000 µg/ml 含 11 种组份的混标稀释至最终浓度 第四种标准溶液含有 CLP 农 药, 从 Supelco (Bellefonte, PA) 购得, 其标称浓度为 2000 µg/ml, 用丙酮将其稀释至 1 和 10 µg/ml 的标准溶液 所使用的丙酮为 JT Baker Ultra Resi 级别, 从 VWR International(West Chester, PA) 购得 样品流路消耗品 样品瓶 : 棕色钳口盖玻璃样品瓶 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶盖 : 钳口瓶盖 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶内插管 : 100 µl 玻璃 / 聚合物支脚 ( 安捷伦部件号 ) 进样针 : 5 µl( 安捷伦部件号 ) 隔垫 : 高级绿色隔垫 ( 安捷伦部件号 ) 进样口衬管 : 2 mm 带凹坑去活衬管 ( 安捷伦部件号 ) 密封垫 : 0.4 mm 内径, 短 ;85/15 Vespel/ 石墨 ( 安捷伦部件号 ) PCT 配件 : 内部螺母 ( 安捷伦部件号 G ) PCT 密封垫 : SilTite 密封垫,0.25 mm 内径 ( 安捷伦部件号 ) 加标样品的制备红鲷鱼样品从当地鱼市购得 将鱼切成小块, 80 C 冷冻过夜 然后将其彻底切碎, 制得均匀样品 先后使用 QuEChERS 和分散固相萃取 (dspe) 方法对样品进行提取和净化 [7] 然后农药标准品溶液加至空白鱼肉提取物中, 制得浓度为 250 ng/ml 或 500 ng/ml 的加标样品 结果与讨论农残分析仪校验溶液 ( 安捷伦部件号 ) 可以代表多种农药, 其中包括有机磷和有机氯农药, 众所周知, 这类农药会在 GC 样品流路 ( 包括进样口衬管和色谱柱 ) 的活性位点上分解或吸附 图 1 中没有峰拖尾的迹象 这表明, 该系统工作正常, 而且色谱柱和进样口的活性极低 Agilent J&W DB-35ms UI Trifluralin p,p - (DDE) Hexazinone 图 1. 本 GC/MS 总离子色谱图 (TIC) 给出了 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱 ( 安捷伦部件号 U) 对含有 20 种组份的农药分析仪校验溶液 ( 安捷伦部件号 ) 的分离结果 该混合物包括已知易分解或易拖尾的农药, 气相色谱 / 质谱诠扫描谱图中没有这些现象, 这表明该体统具有出色的惰性 51

52 图 2 为含有 11 种组份的农药混合物的色谱图, 混合物中的有机磷农药具有很好的峰形, 而且没有异狄氏剂或 DDT 降解产物的迹象 这说明配备中性 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱的系统具有出色的性能 以前, 我们也用 Agilent J&W DB-5ms UI 色谱柱对相同的混合物进行了分析 [8] Agilent J&W DB-35ms UI 的选择性可以改变这些分析物的保留时间, 从而使目标化合物的峰不受潜在的样品基质干扰 Agilent J&W DB-35ms UI , p,p -DDT 图 2. 本 GC/MS TIC 给出了 Agilent J&W DB-35ms UI( 安捷伦部件号 UI) 对含有 11 种组分的农药的分离结果, 该农药混合物包含异狄氏剂和 DDT, 它们会因进样口或色谱柱的活性而产生明显的分解 本图中没有异狄氏剂和 DDT 的分解产物, 这表明该系统具有较高的惰性 52

53 图 3 所示的分离在选择性方面更具挑战性 有报道指出, 甲基毒死蜱和甲基对硫磷在 5% 苯基色谱柱上是一对共流出峰 [4] 这里, 具有更高选择性的 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱使它们在 15-min 内达到了基线分离, 并具有尖锐的峰形 Agilent J&W DB-35ms UI 相对这些分析物更高的选择性也有利于克螨特 氯氰菊酯 氟胺氰菊酯和氰戊菊酯农药位置异构体的分离 Agilent J&W DB-35ms UI β- (BHC) p,p -DDE 图 3. 本 GC/MS TIC 突出了 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱 ( 安捷伦部件号 UI) 对在 5% 苯基色谱柱上共流出化合物的选择性 本图中的甲基毒死蜱和甲基对硫磷得到了基线分离 53

54 图 4 显示了 500 ng/ml 浓度有机氯和有机磷农药鱼肉样品基质加标的分离谱图 该基质先后经过 QuEChERS 和 dspe 方法制得 空白基质的 GC/MS 谱图位于分析物谱图的下方以表明基质对目标分析物的潜在干扰水平 有图可见, 基质对目标分析物的潜在干扰极小 有机氯和有机磷农药的峰形仍然很尖锐, 而且得到了很好的分离, 这表明了 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱分离极具挑战性的鱼肉基质样品的出色性能 26 GC/MS β-bhc p,p -DDE 图 4. 本 GC/MS TIC 将空白的鱼肉取物 ( 底部 ) 与含有 26 种组分的农药混标的相同提取物的谱图进行对照, 其中, 鱼肉提取物经过 QuEChERS 和 dspe 制得 如图所示的加标农药的上样量为 0.5 ng/ 组分 在该复杂基质中, 混合物得以分离并保持了出色的峰形 54

55 图 5 为 250 ng/ml 有机氯或合同实验室项目 (CLP) 农药红鲷鱼基质加标的分离谱图 该基质先后经过 QuEChERS 和 dspe 样品制备方法进行样品前处理 空白基质的 GC/MS 谱图位于分析物谱图的下方, 以显示基质对目标分析物的潜在干扰水平 在这种情况下, 基质对目标分析物的潜在干扰极小 有机氯农药的峰形仍然很尖锐, 而且得到了很好的分离, 这说明了 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱分离挑战性的鱼肉基质样品的出色性能 CLP GC/MS SS 2. α-bhc 3. γ-bhc 3. β-bhc δ-bhc γ- 10. α- 11. I p,p -DDE p,p -DDT 16. II 17. p,p -DDT SS 图 5. 本 GC/MS TIC 将空白的鱼肉提取物 ( 底部 ) 与含有 CLP 农药混标的相同提取物的谱图进行了对照, 其中, 鱼肉提取物经过 QuEChERS 和 dspe 处理 加标农药的上样量为 0.25 ng/ 组分 在该复杂基质中, 混合物得以分离并保持了出色的峰形 55

56 结论 本简报论述了 Agilent J&W DB-35ms UI 20 m x 0.18 mm,0.18 µm 色谱柱 ( 安捷伦部件号 UI) 对有机氯和有机磷农药的有 效分离 加标至复杂的鱼肉组织基质中, 依然能保持一致出色的 峰形 谱图中没有 DDT 或异狄氏剂的分解图谱, 说明该系统和色 谱柱具有出色的惰性 这些实验所使用的 0.18 mm 内径的高效 (HEGC) 气相色谱柱可以在 15 min 内对多种农药进行有效分离 与常用于食品应用领域农药分析的 30 m x 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱相比, 这类 GC 色谱柱的分离速度更快, 而且不会损失分离度 极其惰性的中等极性 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱分离活性化合物, 例如农药具有更高的选择性, 可以实现原来在 5% 苯基色谱柱上共流出的甲基毒死蜱和甲基对硫磷的基线分离 这种高选择性还可以使目标化合物的峰不受潜在的基质干扰, 峰峰, 因而成, 成为有效方法开发强有力的工具 参考文献 1. David Tilman, Joseph Fargoine, Brian Wolff, Carla D Antonio, Andrew Dobson, Robert Howarth, David Schindler, William H. Schlesinger, Daniel Simberloff, and Deborah Swackhamer, Forecasting Agriculturally Driven Global Environmental Change, Science Vol. 292, number 5515, pp , April Kyle Steenland, Chronic Neurological Effects of Organophosphate Pesticides British Medical Journal, Vol. 312, number 7042 BJ 1996:312:1312, May Michelangelo Anastassiades, Katerina Mastovska, and Steven J. Lehotay, Evaluation of Analyte Protectants to Improve Gas Chromatographic Analysis of Pesticides, Journal of Chromatography A, 1015 (2003) Hans Ragnar Norli, Agnethe Christiansen, and Borge Holen, Independent Evaluation of a Commercial Deconvolution Reporting Software for Gas Chromatography Mass Spectrometry Analysis of Pesticide Residues in Fruits and Vegetables, Journal of Chromatography A, 1217 (2010) Ken Lynam 和 Mike Szelewski Analysis of Semivolatiles Using High Efficiency Capillary GC Columns( 使用高效毛细管气相色谱柱分析半挥发物 ), 安捷伦科技出版物 CHCN(2007) 6. 免费的方法转换软件下载链接如下 : US/Support/Downloads/ Utilities/Pages/GcMethodTran slation.aspx 7. AOAC 方法 Doris Smith 和 Ken Lynam Organophosphorus Pesticides Analysis Using an Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert Capillary GC Column( 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性毛细管气相色谱柱分析有机磷农药 ), 安捷伦科技出版物 CHCH(2010) 更多信息 有关我们产品和服务的更多信息, 欢迎访问我们的网站 :

57 使用带玻璃毛超高惰性衬管进行食品中农药的使用带玻璃毛超惰性衬管的 GC/MS/MS 分析 GC/MS/MS 进行食品中农药的分析 关键词 食品 农药 应用报告 食品 作者 Limian Zhao 安捷伦科技公司 2850 Centerville Road Wilmington, DE 美国 David Mao 安捷伦科技公司 91 Blue Ravine Road Folsom, CA 美国 摘要 由于具有高效去活的玻璃毛, 超高惰性带玻璃毛衬管能为 GC/MS/MS 分析食品中的农药提供了卓越的惰性 均匀的样品混合和汽化及最大化的色谱柱和检测器保护 前言 GC 进样口衬管是进样口系统的核心部件, 样品在其中汽化, 与载气混合并且进入毛细管色谱柱 由于带玻璃毛进样口衬管具有众多优点而被广泛的使用 玻璃毛促进了样品均匀混合及更好的定量 它提供了较大的表面积有助于液体样品的汽化 它也能捕集不挥发残留物, 保护 GC 色谱柱不受样品基质的负面影响 玻璃毛衬管也防止样品在汽化前触及进样口底部 然而, 由于玻璃毛表面上的硅醇基 (-SiOH) 很难去活而产生的高活性, 因此玻璃毛的大表面积限制了玻璃毛衬管的实际应用 这些活性位点会影响许多种类样品的精确定量, 尤其对如农药 活泼的酸性和碱性化合物等不稳定分析物就更是如此 传统的去活技术通常不能使玻璃毛表面积有效去活 留在玻璃毛上的活性位点可导致敏感化合物到达色谱柱前发生降解或吸附 这将使定量复杂化, 导致峰拖尾或分裂, 或者对于一些特别敏感的分析组分, 会造成灵敏度损失 因此, 带玻璃毛的进样口衬管通常不推荐用于如农药等活性化合物的分析 食品中农药的测定在世界范围内获得了越来越多的关注 在水果 蔬菜和其他食品中的农药多残留分析始终是样品制备和仪器检测的一项挑战 2003 年,QuEChERS 样品制备方法被 USDA 科学家引入食品的农药分析中 [1] 由于其具有快速 简便 廉价 高效 耐用和安全等特点, 这种方法已经被全世界范围所接受用于农药的多残留分析 在一个宽广 57

58 的浓度范围内同时使用 LC 和 GC/MS 对 QuEChERS 提取物进行农药残留测定 然而, 即使使用 QuEChERS 方法处理, 食品萃取物仍然包括如高沸点固有化合物等的复杂杂质 当使用 GC/MS 或 GC/MS/MS 时,QuEChERS 萃取物可以引起分析柱和 MS 源的污染以及性能下降, 导致较差的峰形以及活性物的相应损失 也会导致分析柱使用寿命的缩短及频繁的 MS 系统维护 因此, 如需获得可靠的结果并在最大程度上保护分析柱和 MS 源, 使用适当的技术和备件是非常必要的 色谱柱反吹对于食品中提取物的分析是大有好处的, 因为它大大减少了分析时间, 并且如果操作适当, 能够减少色谱柱头修剪和 MSD 源清洗的频率 [2] 安捷伦的微管流路控制技术 (CFT) 使色谱柱反吹常规化, 当一个分析柱连接到微管流路控制装置时, 用一个短的限流器使微管流路控制装置与质谱仪连接 [3,4] 带玻璃毛的进样口衬管通过捕集不挥发化合物在分析复杂基质样品时能够提供最大化的保护 带玻璃毛的衬管被限制用于农药的分析 通常, 农药化合物包括活性官能团如羟基 (-OH) 和氨基 (R-NH-) 咪唑类和苯并咪唑类化合物 (-N=), 氨基甲酸酯 (-O-CO-NH-), 尿素衍生物 (-NH-CO-NH-) 和有机磷 (-P=O) 基团, 这些类型的分子易与硅醇基, 也很可能与玻璃或玻璃毛表面的金属离子发生相互作用, 导致化合物的吸附和降解 其他配置衬管早已经被用于食品中农药的分析, 如 Cyclosplitter 衬管 单细径锥或双细径锥衬管等 安捷伦的超高惰性衬管去活技术极大的提高了玻璃毛去活的效率和耐用性 玻璃毛的大表面积完全去活 超高惰性去活带玻璃毛衬管可以用于食品中农药的分析 选择 33 种有代表性的农药用于衬管的评估 将农药标准品加入到由 QuEChERS AOAC 方法提取的水果和蔬菜基质空白样品中 [1, 5] 然后在多反应监控模式 (MRM) 下使用 GC/MS/MS 分析 使用浓度范围 纳克 / 毫升的校准曲线用于线性评估,50 纳克 / 毫升的样品用于重现性测试 衬管间重复性由三个批次的七根衬管来进行评估 此外, 使用广泛用于食品中农药分析的 Siltek Cyclosplitter 不分流衬管和鹅颈不分流衬管进行同样的测试, 以用于比较 实验部分化学品和试剂 所有的试剂和溶剂均为 HPLC 级或分析纯, 乙腈 (AcN) 购自 Honeywell B&J 公司 (Muskegon, MI, USA); 超低残留分级纯丙酮购自 J.T.Baker 公司 (Phillipsburg, NJ, USA); 醋酸购自 Sigma - Aldrich 公司 (St Louis, MO, USA) 农药标准品和内标物( 磷酸三苯酯,TPP) 购自 Sigma- Aldrich 公司 (St Louis, MO, USA), Chem Service 公司 (West Chester, PA, USA), 或 Ultra Scientific 公司 (North Kingstown, RI, USA). 溶液和标准品在 100 毫升丙烯腈中加入 1 毫升冰醋酸制成 1% 的乙酸的丙烯腈溶液, 作为空白试剂 上述溶液也作为 QuEChERS 方法的萃取溶剂以及制备纯农药标准品的空白溶剂使用 标准品和内标 (IS) 储备液 (2 毫克 / 毫升 ) 使用丙酮制备, 并储存在 20 C 的环境中 从储备液中取出适量标准品经丙酮稀释制备成 20 微克 / 毫升混合标准品 (33 种农药 ) 使用 20 微克 / 毫升磷酸三苯酯 (TPP) 的丙烯腈溶液作为内标 在水果和蔬菜基质空白中加入适量 20 微克 / 毫升的混合标样溶液制备成浓度为 和 500 纳克 / 毫升的六种标准溶液并以 50 纳克 / 毫升浓度作为 QC 溶液 然后在样品中加入一定量的 IS 使内标浓度为 500 纳克 / 毫升 基质空白制备选择五种水果和蔬菜制备基质空白样品, 包括白色花 香蕉 草莓 梨以及莴苣 萃取过程在以前的文章中已经详细的介绍过 [5] 水果和蔬菜经过冷冻 切碎然后彻底的均质化 均质化的样品使用安捷伦 BondElut QuEChERS AOAC 萃取试剂盒 ( 部件号 ) 以及用于一般水果和蔬菜的分散 SPE 试剂盒, 按照 QuEChERS AOAC 方法步骤进行萃取 简单地说, 使用 15 毫升 1% 醋酸的乙腈萃取 15 克的均质样品, 通过加入 BondElut QuEChERS AOAC 萃取盐包与水相分离 对于花卉样品, 取 5 克均质样品与 10 毫升水混合并浸 58

59 表 1. GC 自动进样器 载气 用于农药测试的安捷伦 GC/MS 系统的仪器条件 安捷伦 7890A 系列 安捷伦 7693 自动进样器和样品盘,5 微升注射器 ( 部件号 ),1 微升进样量 进样后溶剂 A ( 丙酮 ) 清洗 :3, 样品抽取 :3 进样后溶剂 B ( 乙腈 ) 清洗 :3 氦气, 恒压 进样口 MMI 进样口, 脉冲不分流模式 :280 C 进样脉冲压力 分流出口的吹扫流量 进样口压力 保留时间锁定 柱温箱升温程序 后运行 微板流路控制技术 保持 36 psi 1 分钟 在 1 分钟时开启, 流量 50 毫升 / 分钟 运行时 psi( 保留时间锁定 ), 反吹时 1.0 psi 分钟的甲基毒死蜱 100 C 保持 2 分钟, 然后以 50 C/ 分钟升温至 150 C, 后以 6 C/ 分钟升温至 200 C, 再以 16 C/ 分钟升温至 280 C 并保持 6 分钟 ( 样品运行 ); 100 C 保持 1 分钟, 然后以 100 C/ 分钟升温至 280 C, 保持 5.2 分钟 ( 基质空白运行 ) 280 C 保持 2 分钟 吹扫 Ultimate 两通接头 ( 部件号 G )- 用于反吹分析柱和进样口辅助 EPC 气体 : 氦气连接至吹扫 Ultimate 两通接头 流失线 英寸外径 英寸内径 100 厘米,316 SS 管, 柱温箱顶部 辅助压力 分析柱 运行时 4 psi, 反吹时 75 psi HP-5MSUI, 15 米 0.25 毫米, 0.25 微米 ( 部件号 UI) 连接 进样口和吹扫 Ultimate 两通接头之间 ( 部件号 G ) 限流器 连接 质谱检测器 真空泵 模式 调谐文件 惰性熔融石英毛细管,0.65 米 0.15 毫米 ( 部件号 ) 吹扫 Ultimate 两通接头和 MSD 之间 带高性能电路的安捷伦 7000 惰性三重四级杆 高性能涡轮泵 MRM Atune.u 传输管线温度 280 C 离子源温度 300 C 四级杆温度 Q1 和 Q2 = 150 C 溶剂延迟 碰撞气流量 MS 保留 2.3 分钟 氦气淬灭气流量 2.35 毫升 / 分, 氮气碰撞气流量 1.5 毫升 / 分 MS1 和 MS2 = 1.2 u 泡过夜 然后按照 QuEChERS 程序进行萃取, 离心后, 取上层清 液并用一般的分散 SPE 试剂盒进行提纯 混合样品离心后取上层 清液 然后合并五个不同的基质萃取物, 作为线性评估测试的基 质空白使用 仪器 所有测试均使用配有 7693B 自动进样器和 7000 系列 Triple Quad MSD 系统的安捷伦 7890 GC 进行 使用安捷伦超高惰性 GC 色谱 柱,HP-5MSUI 作为进入检测器前的高惰性流路 表 1 列出了仪 器条件 表 2 列出了流路耗材, 表 3 列出了分析 33 种目标物的 MRM 检测器条件 表 2. 流路配件 样品瓶琥珀色螺纹口瓶 ( 部件号 ) 样品瓶盖蓝色螺纹口瓶盖 ( 部件号 ) 样品瓶内插管 150 微升玻璃带聚合物支脚 ( 部件号 ) 隔垫高级绿色不粘连 11 毫米 ( 部件号 ) 垫圈 0.4 毫米内径,85/15 聚酰亚胺 / 石墨 ( 部件号 ) O 形圈不粘连衬管 O 形圈 ( 部件号 ) 微板流路控制技术 吹扫 Ultimate 两通接头 ( 部件号 G ) 内螺母 ( 部件号 G )SilTite 金属垫圈, 毫米内径 ( 部件号 ) 进样口密封垫带垫片的进样口分流平板密封垫 ( 部件号 ) 进样口衬管 安捷伦超高惰性去活单细径锥不分流带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 59

60 表 种农药的定量和定性 MRM 转换 分析物 ( 色谱图上峰号 ) 定量 MRM (CE) 定性 MRM (CE) RT( 分 ) 甲胺磷 (1) (6) (13) 2.5 敌敌畏 (2) (15) (5) 2.7 乙酰甲胺磷 (3) (6) (14) 3.9 速灭磷 (4) (10) (10) 3.9 σ- 苯基苯酚 (5) (30) (15) 4.5 氧乐果 (6) (15) (20) 5.2 乐果 (7) (15) (10) 6.6 阿特拉津 (8) (11) (20) 6.9 林丹 (9) (12) (20) 7.0 二嗪农 (10) (15) (28) 7.6 百菌清 (11) (53) (28) 7.7 毒死蜱甲基 (12)* (16) (26) 8.6 乙烯菌核利 (13) (15) (15) 8.7 西维因 (14) (15) (50) 8.8 甲基立枯磷 (15) (15) (50) 8.8 抑菌灵 (16) (8) (45) 9.6 奥尔德林 (17) (30) (30) 9.6 马拉硫磷 (18) (15) (5) 9.8 二氯二苯甲酮 (19) (5) (15) 10.0 乙基嘧啶 (20) (12) (5) 10.7 对甲抑菌灵 (21) (15) (50) 11.0 速克灵 (22) (10) (40) 11.4 异狄氏剂 (23) (35) (35) 12.8 乙硫磷 (24) (25) (35) 13.4 硫丹硫酸盐 (25) (20) (5) 13.8 滴滴涕 (26) (20) (5) 13.9 磷酸三苯酯 ( 内标 ) (30) (27) 14.3 异狄氏剂酮 (27) (20) (20) 14.5 扑海因 (28) (20) (25) 14.6 亚胺硫磷 (29) (30) (20) 14.7 伏杀磷 (30) (5) (5) 15.3 氯菊酯 (31) (15) (15) 16.1 和 16.2 蝇毒磷 (32) (15) (35) 16.3 溴氰菊酯 (33) (26) (20) 18.2 和 18.5 * 将甲基毒死蜱作为保留时间锁定 使用反吹系统, 因为它能明显的缩短含有高沸点基质干扰物的样品分析时间, 并正像前面所提到的, 减少系统维护 [2, 4] 仪器配置非常接近以前文献设置图 1B 中的配置 [4], 除了没有保留间隙 保留时间锁定用于消除各个保留时间和诸如 MRM 基团 [6] 的定时事件再校正 加入标准品的样品运行总时间为 23 分钟, 反吹时间 2 分钟 对于在这中间运行的基质空白, 使用一个总时间 8 分钟, 反吹时间 2 分钟的快速柱温箱升温梯度以节约时间 结果和讨论 测试的目的是评估用于 GC/MS/MS 分析水果和蔬菜样品中农药的超高惰性去活带玻璃毛衬管性能 带玻璃毛惰性衬管有利于复杂基质中样品的分析 使用高效去活玻璃毛, 带玻璃毛的超高惰性衬管在食品的农药分析中提供了优异的性能 通过色谱评估 灵敏度和线性 衬管之间重复性 样品进样衬管的去活稳定性以及对色谱柱和 MS 源提供的保护性, 说明使用带玻璃毛超高惰性不分流衬管的可行性 由于 Restek Siltek Cyclosplitter 双细径锥不分流衬管和 Siltek 单细径锥不分流不带玻璃毛衬管普遍用于农药的分析中, 因此选择它们进行比较 60

61 选择 33 种有代表性和复杂农药化合物用于评估 ( 表 3) 这些化合物具有不同的官能团, 如有机磷农药 (OPs) 有机氯农药 (OCs) 氨基甲酸酯和酚类 也包括许多难分析的活性农药如甲胺磷 乙酰甲胺磷 氧化乐果 乐果 西维因 异狄氏剂 对甲抑菌灵 百菌清, 滴滴涕, 亚胺硫磷和异菌脲 对衬管的评估和比较主要集中在分析上述化合物的衬管性能上 色谱性能农药的吸附或分解可能会导致一些色谱问题, 包括峰展宽, 峰变形, 峰拖尾, 峰强度损失等 较早洗脱农药如甲胺磷, 乙酰甲胺磷在活性位点存在时通常出现峰拖尾现象 氧化乐果也是一种敏感的化合物, 在含量较低 流路非惰性时可能完全消失 随着衬管的连续使用, 脏样品的不挥发性残留物在惰性衬管和色谱柱上逐渐累积, 进样口衬管去活性降低, 吸附或降解会逐渐增加 因此, 进样的样品越复杂, 峰形和峰强度就恶化的越快 由于 MRM 模式下的 GC/MS/MS 具有优秀的选择性, 当分析复杂基质中的样品时, 很容易获得具有更少干扰峰的 干净的 色谱图 图 1 所示的是加入 10 纳克 / 毫升农药标准品的水果和蔬菜样品混合物的 GC/MS/MS 色谱 (MRM) 图 如图 1 所示, 色谱图显示出在目标物周围相对干净的背景 但仍然有一些特定农药 MRM 通道的干扰峰出现 这些干扰峰或者与真正的农药峰完全分开, 或者与实际峰相比具有明显低的强度 ; 因此这些干扰峰的存在不会影响目标分析物的积分和定量 除了甲胺磷和乙酰甲胺磷之外所有分析物都表现出了优异的 尖锐和对称的峰形 甲胺磷和乙酰甲胺磷的极性更强, 具有负 Log P 值 ( 甲胺磷 :-0.79, 与乙酰甲胺磷 :-0.89), 进行气相色谱分析相对困难 在 10 ppb 水平时, 这两种化合物仍获得了带轻微拖尾的可接受峰形 氧化乐果是另一种难分析的农药, 当含量较低且流路中存在活性点时将不出峰 如图 1 所示, 氧化乐果峰 ( 峰号 6) 在 10 ppb 时表现出了优异的峰形和强度, 其 S/N 比为 图 ppb 添加 QuEChERS 样品, 使用超高惰性带玻璃毛衬管分析的 GC/MS/MS 色谱图 (MRM) ( 部件号 ) 谱峰识别 :1. 甲胺磷,2. 敌敌畏,3. 速灭磷,4. 乙酰甲胺磷,5. σ- 苯基苯酚,6. 氧化乐果,7. 乐果,8. 阿特拉津,9. 林丹,10. 二嗪农,11. 百菌清,12. 甲基毒死蜱, 13. 乙烯菌核利,14. 甲萘威,15. 甲基立枯磷,16. 抑菌灵,17. 奥尔德林,18. 马拉硫磷,19. 二氯二苯甲酮,20. 乙基嘧啶磷,21. 对甲抑菌灵,22. 腐霉利,23. 异狄氏剂,24. 乙硫磷,25. 硫丹硫酸,26. 滴滴涕,27. 异狄氏剂酮,28. 扑海因,29. 亚胺硫磷,30. 伏杀磷,31. 氯菊酯异构体,32. 蝇毒磷,33. 溴氰菊酯异构体 61

62 灵敏度和线性使用 QuEChERS 萃取法和 GC/MS/MS 能很轻易地获得所有农药的 5 纳克 / 毫升定量限 (LOQ) 这一指标远远低于这些农药的最高残留限 (MRL) 使用 纳克 / 毫升的校准曲线覆盖广泛的直接定量范围 ; 将标准品加入空白基质形成 和 500 纳克 / 毫升的曲线 与 1/x 2 拟合线性回归用于校准曲线回归 所有分析物的校准曲线的相关系数 (r 2 ) 均超过 0.99, 显示出出色的线性 为了证明复杂化合物的线性, 对每个校准水平的响应因子 (RF) 和整个校准范围的 RSD 值进行了计算 在整个校准范围 RSD 越低, 校准曲线的线性越好, 因为 RSD 较低表明校准标样的 RF 值一致程度较高 表 4 的结果显示,18 种选定农药在 纳克 / 毫升的范围内校准标样 RSD 值均小于 13%, 显示了这些复杂农药的出色线性 衬管间的重现性为了定量的评估衬管间的重现性, 测试了三个不同批次中的 7 根超高惰性衬管 选择一组含有 18 种复杂的活性农药用于评估 计算了每个校准水平的响应因子 (RFs), 并使用平均 RFs 值作为测试的评估标准 结果列于表 5 由于标样加入到 QuEChERS 萃取物中, 这项重现性测试包括了基质变化 结果表明衬管间良好的性能重现性, 对复杂活性农药的 RSD 小于 16% 表 4. 使用带玻璃毛超高惰性衬管的 GC/MS/MS, 对选定活性农药进行分析, 得到校准曲线的 (5-500 纳克 / 毫升在 QuEChERS 萃取物中 ) 平均 RFs 和 RSD 值 农药平均 RFs RSD 农药平均 RFs RSD 甲胺磷 对甲抑菌灵 乙酰甲胺磷 腐霉利 σ- 苯基苯酚 异狄氏剂 氧化乐果 硫丹硫酸盐 乐果 滴滴涕 林丹 异狄氏剂酮 百菌清 扑海因 西维因 亚胺硫磷 抑菌灵 蝇毒磷 表 5. 衬管间重复性 :18 种复杂的活性农药使用 7 根超高惰性去活带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 在校准范围内重复评估的 (5-500 纳克 / 毫升 ) 平均 RF 值和 RSD 化合物 超惰性衬管 1 超惰性衬管 2 超惰性衬管 3 超惰性衬管 4 超惰性衬管 5 超惰性衬管 6 超惰性衬管 7 ( 峰号 ) ( 批次 1) ( 批次 1) ( 批次 1) ( 批次 2) ( 批次 2) ( 批次 3) ( 批次 3) RSD 甲胺磷 (1) 乙酰甲胺磷 (4) σ- 苯基苯酚 (5) 氧化乐果 (6) 乐果 (7) 林丹 (9) 百菌清 (11) 西维因 (14) 抑菌灵 (16) 对甲抑菌灵 (21) 速克灵 (22) 异狄氏剂 (23) 硫丹硫酸盐 (25) 滴滴涕 (26) 异狄氏剂酮 (27) 扑海因 (28) 亚胺硫磷 (29) 蝇毒磷 (32)

63 进样重现性和性能稳定性通过运行 100 个纯标样或基质样品测试进样重现性和衬管性能稳定性 每 10 次进样运行一次 50 纳克 / 毫升的溶剂或样本 QC, 溶剂空白或基质空白在中间运行 校准曲线通常在第一个 10 次进样间运行取得, 用于定量 QC 样品与在同一序列的校准曲线进行反推计算, 计算出的浓度用于 RSD 计算 表 6 的结果显示了 18 种复杂农药进行 100 次纯标样进样和基质样品的 RSD 值 对于基质样品的重现性,50 次进样的 RSD 值也包括在内 如表 6 所示, 当使用超高惰性带玻璃毛衬管时, 没有基质的样品重现性显示出了优秀的一致性, 其 100 次进样的 RSD < 12% 由于基质效应以其对衬管和色谱柱的负面影响, 随着系统运行的样品基质越多, 活性农药响应的降低就越多 这种降低对某些活性极高的农药如乙酰甲胺磷 氧化乐果 滴滴涕和亚胺硫磷更为明显, 结果导致在样品运行时具有较高的 RSD 该系统性能的降低不仅表现为活性分析物响应的损失, 对某些活性农药而言也表现为峰形积分的损失 图 2.( 与超高惰性带玻璃毛衬管一同使用的色谱柱 ) 表明几种关键活性化合物在使用超高惰性带玻璃毛衬管 50 纳克 / 毫升农药加入基质样品中的 100 次进样的开始和结束的峰形区别 如图 6 所示, 在基质样品 100 次进样后, 甲胺磷的峰形变差具有轻微的拖尾, 而其它三种关键化合物基本保持较好的峰形 表 6. 进样重复性和性能稳定性 : 使用超高惰性带玻璃毛衬管 50 纳克 / 毫升标 准品在纯溶剂和 QuEChERS 空白萃取物中的 100 次进样重现性 (%RSD) 纯标准品重现性 基质样品重现性 ( 衬管的数量 = 5) ( 衬管的数量 = 7) 农药 ( 峰号 ) 100 次进样 50 次进样 100 次进样 甲胺磷 (1) 乙酰甲胺磷 (4) σ- 苯基苯酚 (5) 氧化乐果 (6) 乐果 (7) 林丹 (9) 百菌清 (11) 西维因 (14) 抑菌灵 (16) 对甲抑菌灵 (21) 速克灵 (22) 异狄氏剂 (23) 硫丹硫酸盐 (25) 滴滴涕 (26) 异狄氏剂酮 (27) 扑海因 (28) 亚胺硫磷 (29) 蝇毒磷 (32)

64 Siltek Cyclosplitter Siltek 图 使用超高惰性单细径锥不分流带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) Restek Siltek Cyclosplitter 双细径锥不分流衬管和 Restek Siltek 鹅颈不带玻璃毛不分流衬管对 QuEChERS 萃取物样品进行分析, 关键的活性化合物峰形比较色谱图 样品运行的是 50 纳克 / 毫升农药加入 QuEChERS 水果和蔬菜基质空白中 对分析柱和 MS 源的保护超高惰性带玻璃毛衬管对分析柱和 MSD 源提供了更好的保护 衬管捕集和过滤掉了更多的基质干扰物, 尤其是高沸点固有化合物 这种保护大大的延长了分析柱的使用寿命, 降低了 MS 源清洁与维护的频率 一根新的超高惰性色谱柱在 300 多次基质样品分析之内能保持令人接受的性能 当某些关键农药是目标分析物时, 在 次样品运行后就需要更换一个新的超高惰性衬管 必要时重新安装一个新的超高惰性衬管并修剪色谱柱头 (< 10 厘米 ), 系统性能就可以得到恢复 对 MS 源的长期保护没有进行完全评估, 但是我们进行了 3000 多次进样, 包括 2000 多次基质样品和大约 1000 次纯样品, 在我们的 GC/MS 三重四级杆仪器上使用了 3 个多月且没有进行源清洁 然后,MS 谐调程序仍然是可接受的 超高惰性带玻璃毛衬管与脉冲不分流进样兼容性更强 脉冲不分流进样能够良好的降低停留时间, 将溶剂扩张体积降至最低, 但是这种方法会强制不挥发基质样品更多的进入色谱柱, 这是我们不希望看到的 带玻璃毛衬管的使用能够帮助捕集和过滤不挥发杂质, 使脉冲不分流进样更好的工作 64

65 与其它在农药分析中常用衬管的比较 Siltek 去活衬管被广泛应用于农药分析 选择 Siltek Cyclosplitter 双细径锥不分流衬管和 Siltek 单细径锥不带玻璃毛不分流衬管与超高惰性带玻璃毛衬管进行性能比较 在 Siltek Cyclosplitter 和单细径锥带玻璃毛衬管上重复 3 次相同的测试 由于性能迅速下降及较差的色谱柱保护, 这些衬管上仅做了 50 次基质样品测试而不是 100 次 50 次基质样品进样平均 RSD 值与超高惰性带玻璃毛衬管平均 RSD 值的比较结果见表 7 从表 7 中可以看出, 三种衬管对大部分活性农药的 RSD 值相近 然而, 当使用超高惰性带玻璃毛衬管分析某些关键物质如甲胺磷 乙酰甲胺磷 氧化乐果和异菌脲时, 获得了较低的 RSD 值 这表明超高惰性衬管即使带有玻璃毛也能提供较好的惰性 两种 Siltek 衬管对滴滴涕产生了稍好的 RSD 值并通过 20% 的规定 流路活性位点可能包括 DDT 以及其分解物 DDE 和 DDD 然而, 这一降解一般通过无基质效应的低分解而被较好控制 [7] 当基质进样时, DDT 的重复性看起来也受到了基质效应的影响 DDT 的峰强在基质样品运行中是不稳定的, 而不是像观察到的其他农药如乙酰甲胺磷和氧化乐果出现连续的降低 为了更好的分析 DDT 在 GC/MS 分析时样本中的稳定性, 则需要做更多的调查实验 超高惰性带玻璃毛衬管能比 Siltek Cyclosplitter 衬管和单细径锥不分流不带玻璃毛衬管提供给分析柱更好的保护 这种保护使得在分析复杂样品时色谱柱的修剪较短 更容易恢复系统性能以及更长的色谱柱使用寿命 使用 Siltek 衬管, 基质干扰物可以轻易的进入分析柱, 尤其是单细径锥不分流不带玻璃毛衬管 这些干扰物, 尤其是高沸点杂质聚集在色谱柱中将导致色谱性能更迅速的降低, 需要从色谱柱前端更长的修剪才能恢复可接受的性能 这种恶化不仅表现在活性农药响应的损失, 也表现为仅 50 次基质样品运行 ( 图 2) 后的较差的峰形 通常, 当使用 Siltek 衬管时, 一根新的色谱柱不能运行超过 150 次基质样品 对关键活性农药的分析, 一根新的 Siltek 不带玻璃毛衬管不能运行超过 50 次进样 ( 见表 7 和图 2 的数据 ) 50 次进样后, 需要一根新的 Siltek 衬管和相应的色谱柱头修剪 (30-50 厘米 ) 以获得可接受的 ( 但是不如新色谱柱的原始性能 一样好 ) 峰形和强度 即使更换衬管, 色谱柱性能仍然持续恶化 在 次基质进样后色谱柱可能 死去 相反的, 当使用超高惰性带玻璃毛衬管时, 一根新的色谱柱可以 支持同一样品超过 300 次的进样 一根新的超高惰性带玻璃毛衬 管可以支持 个基质样品的分析, 并且系统性能通过更换一 个新的衬管和 / 或一次短的色谱柱修剪即可轻松恢复 比较结果证明超高惰性带玻璃毛衬管比 Siltek Cyclosplitter 衬管和 单细径锥不分流不带玻璃毛衬管在对水果和蔬菜基质中活性农药 的分析实例中提供了同等或者更高的惰性 超高惰性带玻璃毛衬 管比不带玻璃毛 Siltek 衬管提供了对整个系统更好的保护, 因此 延长了色谱柱寿命并减少了 MS 源维护的频率 表 7. 超高惰性带玻璃毛衬管 Restek Siltek 双细径锥 Cyclosplitter 不分流衬管 和单细径锥不分流不带玻璃毛衬管之间的进样重现性和性能稳定性比较 50 个基质样品运行的进样重现性和性能稳定性 (%RSD) Siltek 超高惰性单 Siltek 双细 单细径锥不 细径锥不分 径锥 分流不带玻 流带玻璃毛 Cyclosplitter 璃毛衬管 农药 ( 峰号 ) 衬管 (n = 7) 衬管 (n = 3) (n = 3) 甲胺磷 (1) 乙酰甲胺磷 (4) σ- 苯基苯酚 (5) 氧化乐果 (6) 乐果 (7) 林丹 (9) 百菌清 (11) 西维因 (14) 抑菌灵 (16) 对甲抑菌灵 (21) 速克灵 (22) 异狄氏剂 (23) 硫丹硫酸盐 (25) 滴滴涕 (26) 异狄氏剂酮 (27) 扑海因 (28) 亚胺硫磷 (29) 蝇毒磷 (32)

66 结论 安捷伦超高惰性不分流带玻璃毛衬管表明对水果和蔬菜基质中活性和复杂农药的精确定量分析具有卓越的惰性 评估结果表明超高惰性不分流带玻璃毛衬管能提供出色的低浓度色谱分析 优异的灵敏度 (LOQ 5 纳克 / 毫升 ) 和线性 (R2 > 0.99) 一致的衬管间重现性 在样品实例进样中可接受的重现性和性能稳定性 超高惰性带玻璃毛衬管的使用也更好的保护了整个系统, 延长了色谱柱使用寿命, 并减少了 MS 源的维护频率 当与广泛使用于农药分析的其它衬管相比较时, 超高惰性带玻璃毛衬管的性能优于 Restek Siltek Cyclosplitter 衬管和不分流不带玻璃毛衬管 超高惰性带玻璃毛衬管是精确分析水果和蔬菜中活性和复杂农药的最佳选择, 因此将被更多的用于农药分析中 7. L. Zhao, A. D. Broske, D. Mao, A. Vickers, 用于 GC 活性化合物分析的安捷伦超高惰性去活性能的评估, 安捷伦科技出版, EN 更多信息 如需获得更多产品和服务, 请访问网站 感谢 作者要感谢 Dr. Phil Wiley,Dr. Qing-Kai Meng 在仪器设置 MRM 条件建立和故障排除上的大力帮助 参考文献 : 1. M. Anastassiades,S. J. Lehotay, 使用乙腈萃取 / 分离和分散固相萃取的快速便捷的多残留方法用于产品中农药残留的测定,J. AOAC Int., 2003, 86, M. J. Szelewski, B. Quimby, 复杂基质样品中快速检测农药的新手段, 安捷伦科技出版号 CHCN 3. C-K. Meng, 用反吹技术提高柱效和延长柱寿命, 安捷伦科技出版号 CHCN 4. P. L. Wylie, C-K. Meng, 安捷伦三重四级杆 GC/MS/MS 分析 175 种农药残留, 安捷伦科技出版号 CHCN 5. L. Zhao, D. Schultz, J. Stevens, 使用安捷伦 SampliQ QuEChERS AOAC 试剂盒测定苹果中农药残留的 LC/MS/MS 分析, 安捷伦科技出版号 CHCN 6. V. Giarrocco, B. Quimby, 保留时间锁定 : 概念和应用, 安捷伦科技出版, CHCN 安捷伦对本资料中可能出现的错误, 或由于提供 展示或使用本资料所造成的直接或间接的损失不承担任何责任 本文涉及的信息 说明和指标如有变更, 恕不另行通知 安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司, 年 3 月 25 日中国印刷 CHCN 66

67 应用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性应用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性 GC 柱对苹果中有机磷农药的 GC 柱对苹果中有机磷农药的 GC/MS/ GC/MS/FPD 分析 FPD 分析 关键词环境食品安全有机磷农药作者 Doris Smith 和 Ken Lynam 安捷伦科技公司 2850 Centerville Road Wilmington, DE 美国 应用报告 环境与食品安全摘要 应用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性 (UI) 20 m 0.18 mm 0.18 µm 柱可对目标物进行高效分析分离, 提供优异的峰形, 即使是分析复杂的的有机磷 (OP) 农药也是如此 大部分农药的检测限为 ng/ml 回收率试验是向苹果基质中添加一定量的标准溶液,GC/MS/ SIM 模式下为 ng/ml,fpd 的磷模式下为 ng/ml 结果显示, 大部分农药采用 GC/MS/SIM 分析时回收率大于 77%, 采用 GC/FPD 分析时回收率大于 75% 本文详细论述了一种检测苹果提取物中低至 ppm 及痕量级有机磷农药残留的快速 高效的定量分析方法 柱后安装了拥有微板流路控制技术 (CFT) 的设备, 可在 MSD 和 FPD 检测器之间起到分流作用, 并可实现自动反吹, 以减少残留样品的交叉污染并缩短仪器循环使用周期 这种多信号检测配置只通过一次进样即可实现全扫描 选择性离子监测 (SIM) 及火焰光度检测 使用简单的 QuEChERS( 快速 简便 经济 高效 耐用和安全 ) 方法可保证在进行低浓度检测时, 实现样品基质的充分净化 67

68 前言 有机磷 (OP) 农药广泛应用于农业生产领域, 用于农作物保护 这类农药对人类的毒害, 可表现为急性中毒和慢性中毒 OP 农药通过抑制在调节神经冲动方面有重要作用的乙酰胆碱酯酶, 来影响昆虫和哺乳动物的神经系统 [1] 相对于成年人, 儿童更易发生有机磷中毒, 因为儿童的每公斤体重能承受的农药量更大 [2] 而且儿童体内降解 OP 农药的解毒酶浓度较低, 导致他们更易受到农药伤害 [3, 4] 近期研究表明, 接触 OP 农药的儿童会增大患注意力缺陷多动症 (ADHD) 和其它神经发育缺陷疾病的风险, 两者具有相关性 [3, 5, 6, 7] 由于儿童接触 OP 农药主要是通过摄取含 OP 农药残留的食物 [2, 8], 因此, 建立测定食品中残留 OP 农药的分析方法至关重要 水果和蔬菜中农药多残留分析通常采用从植物基质中对农药进行有机溶剂提取的方法, 然后通过净化过程除去共提物及其它干扰物 Anastassiades 等 [9] 开发了一种 QuEChERS 样品前处理方法分析农药残留 该方法简化了传统的 费事的样品提取和净化过程, 是一种快速 耐用 节约成本的残留农药提取方法 色谱活性化合物如有机磷农药, 能吸附于样品流路中的活性位点上, 尤其在痕量分析时会影响分析物的响应 在色谱系统中, 这些农药往往会与活性位点相互作用, 出现峰拖尾现象 这使得分析工作极具挑战性, 尤其对于复杂基质样品更是如此 为确保定量准确, 减小气相色谱柱活性是必不可少的 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性 (UI) 色谱柱最大限度地减小了柱活性, 使其能够进行痕量水平复杂 活性化合物的一致分析 使用中等极性的 DB-35ms UI 固定相比非极性相拥有更大的选择性, 它可帮助分离潜在的共同洗脱峰, 或将目标峰与基质干扰峰分离 使用能够实现多信号检测的气相色谱系统, 可以在一次进样中就提供目标物鉴别 确认和定量的补充数据 本方法通过在 MSD 和 FPD 间分流柱流出物, 实现有机磷农药的 GC/MS/SIM 和 FPD( 磷检测模式 ) 同时检测 本文方法使用 GC/MSD/FPD 系 统鉴别 确定目标峰的洗脱顺序 一旦洗脱顺序确定, 色谱参数即可轻松地转移到 GC/FPD 系统使用 使用不分流的 FPD 检测可使灵敏度增加三倍, 进一步降低了低浓度样品的检测限 GC/MS 系统也配备了反吹功能, 可通过进样口清洗阀反吹掉后洗脱的基质组分, 缩短仪器循环分析使用时间 采用这一技术可避免进样之间的长时间烘烤 同时反吹通过有效清除系统中的有害基质组分来延长离子源清洗时间间隔 [10] 实验部分 本系列实验采用 Agilent 7890 GC 仪, 配备 Agilent 5975C MSD 和火焰光度检测器, 以及 Agilent 7683B 自动液体进样器 采用两路微板流路控制技术 (CFT) 装置对流出气按 3:1 的比例分流给 MSD 和 FPD 同时 CFT 装置可实现柱后反吹 表 1 列出了该分析的色谱条件, 表 2 为本实验使用的流路耗材 备件 表 1. 色谱条件 GC/MSD Agilent 7890 GC/Agilent 5975C 系列 GC/MSD 进样器 Agilent 7683B 自动液体进样器,5.0 µl 进样针 ( 安捷伦部件号 ) CFT 装置 两路分流器 ( 安捷伦部件号 G3180B),MSD:FPD 分流比为 3:1 MSD 限流器 1.2 m 0.15 mm 内径, 脱活熔融石英毛细管 FPD 限流器 1.4 m 0.15 mm 内径, 脱活熔融石英毛细管 PCM 1 恒压 3.8 psi 进样口 1 µl 不分流 ;250 ;0.25 min 时开始吹扫, 流量 60 ml/min; 省气流速 20 ml/min,2 min 时开启 色谱柱 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性柱 20 m 0.18 mm 0.18 µm ( 安捷伦部件号 UI) 载气 氦气, 恒压模式 43.5 psi,95 柱温箱 95 保持 1.3 min, 以 15 /min 的速度升温至 125, 后以 5 /min 升温至 165, 后以 2.5 /min 升温至 195, 最后以 20 /min 升温至 280, 保持 3.75 min 运行后反吹 280 保持 5 min, 反吹过程中 PCM 1 压力为 70 psi, 进样口压 力为 2 psi MSD 传输管线 :310, 离子源 :310 ; 四极杆 :150 68

69 表 2. 流路备件 样品瓶琥珀色螺纹口玻璃样品瓶 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶盖螺纹口瓶盖 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶内插管 250 µl 玻璃 / 聚合物支脚 ( 安捷伦部件号 ) 进样针 5 µl( 安捷伦部件号 ) 隔垫高级绿色隔垫 ( 安捷伦部件号 ) 进样口衬管脱活的双细径锥螺旋衬管 ( 安捷伦部件号 ) 密封圈 PCT 连接 内径 0.4 mm 短管 ;85/15 聚酰亚胺 / 石墨 ( 安捷伦部件号 ) 内螺母 ( 安捷伦部件号 G ) PCT 垫圈 SilTite 垫圈, 内径 0.25 mm( 安捷伦部件号 ) 20 倍放大器 20 倍放大环 ( 安捷伦部件号 ) Geno/ Grinder 组织研磨机上以 1500 rpm 震荡 1 min, 再以 4000 rpm 离心 5 min 取 8 ml 上层清液, 转移至 15 ml Agilent Bond Elut QuEChERS 通用水果和蔬菜分散 SPE 管 ( 安捷伦部件号 ) 中 先将 dspe 管涡旋 1 min, 再以 4000 rpm 离心 3 min, 完成样品提取 将 dspe 管中的提取物转移至 GC 样品瓶中, 按照表 1 的色谱条件, 用 SIM GC/MS 和 GC/FPD 进行分析 采用相同的处理方法, 制备等量的水和乙腈提取物作为试剂空白 试剂和化学品 所有试剂和溶剂均为 HPLC 级或超纯农残级 乙腈 (ACN) 为 Honeywell 公司 (Muskegon,MI,USA) 生产, 甲苯为 Burdick & Jackson 公司生产, 丙酮为 JT Baker 公司生产, 均通过 VWR 国际公司 (West Chester,PA,USA) 购买 ;12 组分常见农药的套装标准品由 Ultra Scientific 公司制备 (N. Kingstown,RI, USA) 溶液和标准品 OP 农药标准品储备液 (12 种有机磷农药浓度均为 100 µg/ml), 用丙酮稀释为浓度 1 和 10 µg/ml 的标准溶液 替代标准品三苯基膦 (TPP), 用甲苯制成浓度分别为 1 15 和 100 µg/ml 的溶液 将上述标准溶液适当稀释后加入空白基质提取物, 用于绘制标准曲线 样品制备从当地杂货店购买有机苹果样品 首先把苹果切成小方块, 于 -80 冷冻过夜 然后将样品彻底研匀 样品提取采用 QuEChERS 法 图 1 为样品制备的流程图 称取 15 (± 0.1) g 苹果样品, 置于离心管中 QC 样品加入一定量的标准溶液, 浓度与 3:1 分流比相对应, 使 GC/MS-SIM 检测浓度为 和 750 ng/ml,fpd 检测浓度为 和 250 ng/ml 每份样品加入 15 ml 乙腈, 并加入两个陶瓷棒 ( 安捷伦部件号 ) 加速提取, 之后涡旋 1 min 将含有 6 g MgSO 4 和 1.5 g NaCl 的 Bond Elut QuEChERS 提取盐包 ( 安捷伦 QuEChERS 样品制备工作流程称取 15 (± 0.1) g 样品, 置于 50 ml 离心管中加入替代标准品 /IS 溶液, 必要时加入 QC 加标溶液, 涡旋 1 min 样品中加入 15 ml 乙腈和 2 个陶瓷棒 ( 安捷伦部件号 ) 涡旋 1 min 加入安捷伦 Bond Elut QuEChERS 提取盐包 ( 安捷伦部件号 ) 使用 Geno/Grinder 组织研磨机以 1500 rpm 剧烈震荡 1 min 4000 rpm 离心 5 min 将 8 ml 上层乙腈溶液转移至 15 ml AOAC 通用水果与蔬菜分散 SPE 管 ( 安捷伦部件号 ) 中涡旋 1 min, 以 4000 rpm 离心 5 min 将提取物转移至自动进样器样品瓶中 GC/MS/FPD 分析 69

70 结果与讨论 采用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性 20 m 0.18 mm 0.18 µm 分析柱, 有机磷农药可在约 30 min 内完成分离 图 2 为基质匹配的 12 组分农药标准品色谱图, 可见在 GC/MS/SIM 和 FPD 两种检测方式下, 各农药均呈现良好的峰形 有机磷农药, 尤其是其中极性较大的, 常出现峰展宽和严重拖尾问题, 使其在低浓度时难以进行准确定量 使用高惰性的 DB-35ms UI 柱可产生更好的峰形, 并可通过减少样品吸附降低检测限 图 3 显示了使用 DB-35ms 超高惰性柱分析四种极性较大的 OP 农药 ( 砜吸磷 甲胺磷 速灭磷和乙酰甲胺磷 ) 得到的完美峰形 在本实验的标准曲线浓度范围内, 使用 DB-35ms 超高惰性高效色谱柱可得到优异的线性和回收率 以农药标准曲线的 r 2 值表征色谱柱的线性, 当采用两个检测器时, 所有农药的 r 2 均 每种 OP 农药的分析结果见表 3 采用 GC/MS/SIM, 可检测到浓度范围低至 ng/ml 的大部分农药 在低于 30 ng/ml 的浓度范围内, 主要由于基质的干扰, 如果要对更易挥发的农药进行定量, 则必需获得较高的 SIM 信号 由于火焰光度检测器的磷检测模式只对含有磷的分析物具有选择性, 故可检测复杂基质中低浓度的有机磷农药而基本不受基质干扰 FPD 可检测的农药浓度可低至 15 ng/ml, 但二溴磷除外, 它只能在更高些的浓度 (>25 ng/ml) 被检测到 二溴磷会脱溴, 这会对检测产生影响, 尤其在痕量水平 本法一般来讲, 其检测水平远低于美国规定的苹果中目标 OP 农药的最大残留限量 (MRLs), 但毒死蜱除外, 它在苹果和葡萄中的 MRL 规定为 10 ppb [11] GC/FPD 不分流分析可提高检测灵敏度, 满足更低浓度毒死蜱的检测需要 Agilent J&W DB-35ms MSD (SIM): 600 ng/ml FPD (P): 200 ng/ml 图 2. 采用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性 20 m 0.18 mm 0.18 µm 毛细管 GC 柱 ( 安捷伦部件号 UI) 分析与基质匹配的有机磷农药标准品的 GC/MS-SIM 及 FPD 色谱图 色谱分析条件见表 1 两个检测器的分流比为 MSD:FPD = 3:1 70

71 Agilent J&W DB-35ms MSD (SIM): 45 ng/ml FPD (P): 25 ng/ml 图 3. 使用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性毛细管柱 ( 安捷伦部件号 UI) 分析复杂极性农药的 GC/MS/SIM 及 FPD 色谱图的放大截面 色谱分析条件见表 1 两个检测器的分流比为 MSD:FPD = 3:1 表 3. 采用 GC/MS-SIM 及 FPD 磷检测模式制备各有机磷农药校正曲线的相关系数 分流比为 MSD:FPD = 3:1 应用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性柱分析有机磷农药得到优良线性 MSD FPD 砜吸磷 甲胺磷 速灭磷 乙酰甲胺磷 二溴磷 二嗪磷 乐果 毒死蜱 马拉硫磷 杀扑磷 三苯基膦 亚胺硫磷 甲基谷硫磷 ,75,150,300,525,750,1500 ppb 浓度下 MSD 分析校准的 r 2 值 ;25, 50,100,175,250,500 ppb 浓度下 FPD 分析校准的 r 2 值 在进行 GC/MS 分析时, 使用 QuEChERS 方法可高效提取加标苹果样品中的 OP 农药, 并且可以完全净化样品基质 图 4 展示了加标苹果基质样品中有机磷农药混合物的色谱图 使用 QuEChERS 样品制备方法对基质进行处理, 包括提取 / 分配及分散 -SPE 过程 空白基质的 GC/MS/SIM 谱线低于分析物的谱线, 显示了基质对目标分析物的潜在干扰水平 OP 农药的峰形非常尖锐, 并且分离度良好, 说明了使用 DB-35ms 超高惰性柱分析水果样品的优异性能 GC/MS-SIM 采用浓度为 和 750 ng/ml 的溶液进行回收率测定,FPD( 磷检测模式 ) 采用浓度为 和 250 ng/ml 的溶液进行回收率测定 大部分农药的回收率高于 75%, 平均 RSDs 低于 10% 每种 OP 农药的回收率列于表 4 中 对于极性更高的农药, 如砜吸磷 甲胺磷及乙酰甲胺磷, 只得到较低的回收率 一种可能的原因是这些高水溶性的极性农药在提取过程中部分分配进入水层造成损失 [12] 71

72 Agilent Bond Elut QuEChERS SPE GC/MS SIM ppb 图 4. 使用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性毛细管柱 ( 安捷伦部件号 UI) 分析空白苹果提取物和 150 ng/ml 加标苹果提取物的 GC/MS/SIM 色谱图 色谱分析条件见表 1 表 4. 使用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性柱 ( 安捷伦部件号 UI) 分析加标苹果样品中 OP 农药的回收率和重现性 ( 接转下表 ) 使用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性柱和 GC/MS 的 SIM 模式分析加标苹果样品中 OP 农药的回收率和重现性 150 ng/ml QC 加标溶液 300 ng/ml QC 加标溶液 750 ng/ml QC 加标溶液 分析物回收率 % RSD (n=6) 回收率 % RSD (n=6) 回收率 % RSD (n=6) 砜吸磷 甲胺磷 速灭磷 乙酰甲胺磷 二溴磷 二嗪磷 乐果 毒死蜱 马拉硫磷 杀扑磷 三苯基膦 ( 替代标准品 ) 亚胺硫磷 甲基谷硫磷

73 使用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性柱和 GC/FPD 分析加标苹果样品中 OP 农药的回收率和重现性 150 ng/ml QC 加标溶液 300 ng/ml QC 加标溶液 750 ng/ml QC 加标溶液 分析物 回收率 % RSD (n=6) 回收率 % RSD (n=6) 回收率 % RSD (n=6) 砜吸磷 甲胺磷 速灭磷 乙酰甲胺磷 二溴磷 二嗪磷 乐果 毒死蜱 马拉硫磷 杀扑磷 三苯基膦 ( 代用标准品 ) 亚胺硫磷 甲基谷硫磷 结论 本文成功展示了一种快速 高效的监测低浓度及痕量有机磷农药在苹果中残留的分析方法 分流柱流出气到 MSD 及 FPD 两个检测器, 通过一次进样即可实现 OP 农药的选择分离 鉴别及确证, 从而也提高了实验室的工作效率 使用 GC/MS 全扫描模式可实现特定农药的鉴别, 而 SIM 模式可以提高痕量水平农药定量的选择性及检测灵敏度 FPD 磷检测模式可以实现 OP 农药的确证和进一步的特异性 FPD 检测可以有效地将基质干扰降至最低, 得到更低的检测限 对于一般的水果及蔬菜来说, 安捷伦 Bond Elut QuEChERS 方法都能够充分净化样品将基质干扰降至最低, 同时还保证了低浓 度分析物的检测 简单的 QuEChERS 提取方法的样品制备更加快速, 从而实现更高通量的检测 容易引起检查污染的残留样品基质可以通过反吹去除, 无需费时烘烤, 有效缩短了分析运行时间 使用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性毛细管柱可以高效分离目标 OP 农药, 而且分析极性 OP 农药时也可以得到完美峰形, 使低浓度农药的定量结果更加可靠 各 OP 农药的检测水平与美国规定的多种水果中农药的最大残留限量 (MRLs) 相当或更低 对于 GC/MS/ SIM 及 FPD, 由与基质匹配的校准标准品得到标准曲线的相关系数 r , 加标回收率均高于 75%, 平均 RSD <10%, 从而进一步证明了使用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性柱进行农药残留定量分析的的高效性 73

74 参考文献 1. L. G. Sultatos, Mammalian Toxicology of Organophosphorus Pesticides. Journal of Toxicology and Environmental Health. 1994; 43(3): NRC (National Research Council) (1993) Pesticides in the Diets of Infants and Children, National Academy Press, Washington, DC. 3. B. Eskenazi, A. R. Marks, A. Bradman A, et al. Organophosphate Pesticide Exposure and Neurodevelopment in Young Mexican-American Children. Environ Health Perspect. 2007; 115: C. E. Furlong, N. Holland, R. J. Richter, A. Bradman A, A. Ho, B. Eskenazi, PON1 Status of Farmworker Mothers and Children as a Predictor of Organophosphate Sensitivity. Pharmacogenet Genomics. Mar 2006; 16(3): M. F. Brouchard, D. C. Bellinger, R. O. Wright, and M. G. Weisskopf, Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder and Urinary Metabolites of Organophosphate Pesticides. Pediatrics 2010; 125; e1270-e A. R. Marks, K. Harley, A. Bradman, K. Kogurt, D. B. Barr, C. Johnson, N. Calderon, and B, Eskenazi, Organophosphate Pesticide Exposure and Attention in Young Mexican-American Children, Environ. Health Perspect. doi: /ehp M. Bjørling-Poulsen, H. R. Andersen, and P. Grandjean, Potential Developmental Neurotoxicity of Pesticides Used in Europe, Environmental Health 2008, 7:50 doi: / x C. Lu, K. Toepel, R. Irish, R. A. Fenske, D. B. Barr, and R. Bravo, Organic Diets Significantly Lower Children s Dietary Exposure to Organophosphorus Pesticides, Environ. Health Perspect. 2006; 114, M. Anastassiades, S. J. Lehotay, D. Štajnbaher, F. J. Schenck, Fast and Easy Multiresidue Method Employing Acetonitrile extraction/partitioning and Dispersive Solid-Phase Extraction for the Determination of Pesticide Residues in Produce, J. AOAC Int. 2003; 86, C. J. Meng, Improving Productivity and Extending Column Life with Backflush, Agilent Technologies publication EN F. Schenck, J. Wong, C. Lu C, J. Li, J. R. Holcomb, L. M. Mitchell, Multiresidue Analysis of 102 Organophosphorus Pesticides in Produce at Parts-per- Billion Levels Using a Modified QuEChERS Method and Gas Chromatography with Pulsed Flame Photometric Detection, Journal of AOAC INTERNATIONAL, Vol. 92, No. 2, 2009, 更多信息 如需了解我们有关产品和服务的更多信息, 请访问我们的网站 : 74

75 GC/MS/MS 法定量和重复性分析种植作物 GC/MS/MS 法定量和重复性分析种植作物中的痕量农残 中的痕量农残 关键词 食品安全 农残 应用报告 食品安全 作者 Limian Zhao & Chin-Kai Meng 安捷伦科技有限公司 Centerville 路 2850 号威明顿特拉华州 美国 摘要 使用 GC/MS/MS 法对 6 种不同种植作物萃取液中的 33 种代表性农残进行了多组分的痕量分析, 样品前处理采用 QuEChERS 法 该报告显示, 对于大多数农残, 得到了 1 ng/ml 甚至更低的定量限 LOQ, 在 1 ng/ml 到 100 ng/ml 的范围内存在良好线性, 并且以 10 ng/ml 的基质溶液连续 10 次进样显示出优异的重复性 前言 水果 蔬菜和其他食品的多组分农残分析在样品制备和分析测定上一直具有相当的挑战性 很多农残的定量限都要求低于 10 ng/ml(ppb), 这无疑会使分析过程更加复杂 与应用广泛的 GC/MS 分析技术相比,GC/MS/MS 技术能提供更高的选择性, 因而可以显著降低系统的检出限 安捷伦 7890/7000 GC/MS 三重四级杆 (GC/QQQ) 分析仪可以提供包含超过 1000 种农残和环境污染物的 MRM 数据库 (p/n G9250AA), 可以对复杂基质中目标农残进行分析, 从而简化分析过程 提高分析效率 QuEChERS 样品制备技术于 2003 年被 USDA 的科学家首次应用到食品农残分析领域 [1] 因其快速 简单 经济 高效 稳定和安全的特性, 该技术迅速被全世界接受并用于多组分农残分析 QuEChERS 萃取液可以通过 LC 和 GC 结合 MS 分析, 实现宽范围的农残测定 对不同食品基质中常用农残成分的分析应用证明安捷伦 QuEChERS 萃取试剂盒和分散型 SPE 净化试剂盒在样品处理方面拥有优异的回收率 [2 3] 然而, 通过 QuEChERS 方法提取的食物萃取液组分仍旧十分复杂, 其中还包含了很多高沸点的基质本体残留物 75

76 用于 GC/MS 分析的 QuEChERS 萃取液会污染并损坏 GC 色谱柱 和 MS 离子源, 糟糕的峰形和活性组分响应的损失会导致非常不 理想的数据结果, 还会缩短色谱分析柱的寿命, 增加质谱维护成本 因此, 为了获得可靠的结果, 并保护色谱分析柱和质谱的离子源, 使用最好的仪器和消耗品是非常有必要的 色谱柱的反吹功能能够为食品萃取液的分析带来很多好处, 该功能可显著缩短分析周期, 降低色谱柱头切割和质谱离子源清洗的频率 [4] 安捷伦的微板流路控制技术(CFT) 使色谱柱的反吹成为常规操作 [5 6] 安捷伦新的超高惰性去活化技术显著提高了玻璃棉衬管的惰性和耐用性 玻璃棉表面被彻底去活化 装有玻璃棉的超高惰性不分流衬管在对水果和蔬菜中的活性物质和难分析物质的定量分析方面表现出了卓越的惰性 装有玻璃棉的超高惰性衬管同样还能更好地保护样品流路, 延长色谱柱的寿命, 减少质谱离子源的维护频率 [7] 实验 选择了 33 种有挑战的代表性农残, 对 6 种种植作物基质进行痕量加标分析 在作物的空白基质中加入农残标准液, 用 QuEChERS AOAC 方法进行萃取 [1-3], 然后使用 GC/MS/MS 在多反应监测 (MRM) 模式下对萃取液进行分析 对校准曲线 ng/ml 的浓度范围进行线性评估 10 ng/ml 的质控 (QC) 样品用于测试分析重复性 并使用四根衬管进行衬管间重现性测试 化学品和试剂 所有试剂和溶剂均为 HPLC 级或者分析纯级 乙腈 (AcN) 来自于 Honeywell B&J(Muskegon, MI, USA) Ultra Resi-analyzed 级丙酮来自 J.T.Baker(Phillipsburg, NJ, USA) 乙酸来自 Sigma Aldrich(St Louis, MO, USA) 农残标准品和内标物( 磷酸三苯酯,TPP) 购自 SigmaAldrich(St Louis, MO, USA),Chem Service(West Chester, PA, USA) 或者 Ultra Scientific(North Kingstown, RI, USA) 溶液与标液 向 100 ml 乙腈中加入 1 ml 冰醋酸制成含 1% 乙酸的乙腈试剂空白溶液, 该溶液也在 QuEChERS 法中作为萃取溶剂 农残各组分标准贮备液以丙酮为溶剂, 浓度为 2 mg/ml,-20 C 存放 将 33 种农残的标准贮备液用丙酮进行稀释, 配成浓度均为 20 µg/ml 的混合标液,4 C 存放 为了减少校准标液中基质的稀释倍数, 临用时, 以 20 µg/ml 的混标为基础, 在基质空白溶液中配制浓度为 500 ng/ml 的加标中间液, 随后配制成浓度分别为 和 100 ng/ml 的基质匹配校准标液和 10 ng/ml 的质控 (QC) 标液 以丙酮为溶剂配制浓度为 2 mg/ml 的磷酸三苯酯 (TPP) 内标 (IS) 储备液 将 IS 贮备液用乙腈稀释配制成 20 µg/ml 的 IS 加标液, 并于 4 C 冷藏保存 向所有样品中加入适量体积的 IS 加标液, 使其浓度为 100 ng/ml 基质空白制备 本报告选择面粉 草莓 梨 橙子 辣椒和菠菜这 6 种食品作为基质样品 详细的萃取过程在安捷伦应用报告中有所描述 [2 3] 水果和蔬菜经冷冻切碎后, 进行彻底匀浆 随后, 用 15 ml 含 1% 乙酸的乙腈对 15 g 混匀的样品 ( 除面粉外 ) 进行萃取, 再加入 BondElut QuEChERS AOAC 萃取盐试剂包 (p/n ) 使基质组分分离进入到水相 对于面粉, 在 10 ml 水中加入 5 g 混匀的样品, 浸泡过夜, 依照 QuEChERS 过程进行萃取 离心后, 取出上清液, 并使用通用分散型 SPE 试剂盒 (p/n ) 进行样品净化 涡旋和离心后, 将上清液转移到样品瓶中作为基质空白进行后续实验 所有食品的基质空白都置于 4 C 冷藏保存 仪器所有的分析进程均由配备了安捷伦 7693B 自动进样器的安捷伦 7890 GC 和 7000 系列 GC/MS 三重四级杆系统完成 [7] 使用安捷伦超高惰性气相色谱柱 HP5MS UI 对组分进行分离, 并在进入检测器前提供高惰性的样品流路 表 1 列出了本报告所用的仪器参数 表 2 列出了本报告所用的耗材列表 表 3 列出了 33 种目标化合物的 MRM 设置 直接使用安捷伦 MRM 数据库 (p/n G9250AA) 建立目标物的 MS 采集方法 76

77 使用反吹功能可以缩短高沸点基质残留样品的分析时间, 降低系统的维护频率 [2 4] 本报告中的仪器配置除无保留间隙柱外, 其他均与安捷伦先前报告中图 1B 的配置相似 [4] 采用保留时间锁定 (RTL) 功能无需对 MRM 离子对的保留时间进行再校正 [6] 运行时间为 23 min, 附加反吹时间为 2 min 每种农残都选用两个 MRM 跃迁来进行定量和定性分析 然而, 为减小基质效应, 对不同的基质需要选择不同的跃迁进行定量分析 因此, 针对某一基质设定定量方法前对该基质的分析数据进行详细审查是非常关键的 表 1. 安捷伦 GC/MS/MS 系统的仪器参数 GC 安捷伦 7890 系列 GC 自动进样器 安捷伦 7693 自动进样器和样品盘 5 µl 注射器 (p/n ),1 µl 进样体积 进样后溶剂 A( 丙酮 ) 清洗次数 :3 进样后溶剂 B( 乙腈 ) 清洗次数 :3 样品泵 :3 载气 氦气, 恒压 进样口 多模式进样口 (MMI) 进样口温度 280 C 进样模式 脉冲不分流 进样脉冲压力 36 psi 持续 1 min 分流阀吹扫流速 50 ml/min,1 min 进样口压力 运行期间 psi(rt 锁定 ), 反吹期间 1.0 psi RT 锁定 甲基毒死蜱,8.298 min 柱箱温度 100 C 保持 2 min, 以 50 C/min 的速度升至 150 C, 再以 6 C/min 升至 200 C, 最后以 16 C/min 升至 280 C 并保 持 6 min 后运行微板流路控制技术 排气管 280 C,2 min Purged Ultimate Union(p/n G ) 用于反吹分析色谱柱及进样口辅助 EPC 气体 : 氦气通入 Purged Ultimate Union in 外径 x in 内径 x 100 cm,316 不锈钢管, 柱箱顶部 辅助气压力 运行过程 4 psi, 反吹过程 75 psi 分析色谱柱 HP-5MS UI,0.25 mm x 15 m,0.25 µm(p/n ui) 色谱柱接头 进样口和 Purged Ultimate Union 之间 (p/n G ) 限流器 惰性熔融硅管,0.65 m x 0.15 mm(p/n ) 限流器接头 Purged Ultimate Union 和 MS 之间 MS 安捷伦 7000 三重四级杆 GC/MS 模式 MRM 数据库 安捷伦农残和环境污染物数据库 (p/n G9250AA) 传输线温度 280 C 离子源温度 300 C 四级杆温度 Q1 和 Q2 均为 150 C 溶剂延迟 2.3 min 碰撞气流速 淬灭气氦气流量 2.35 ml/min, 碰撞气氮气流量 1.5 ml/min 质谱分辨率 MS1 和 MS2 分辨率为 1.2 amu( 低分辨率或宽范围设定 ) 表 2. 耗材和备件 样品瓶 琥珀色, 带书写签,100 个 / 包 (p/n ) 样品瓶盖 蓝色螺纹口瓶盖,100 个 / 包 (p/n ) 样品瓶内插管 150 µl 玻璃带聚合物支脚,100 个 / 包 (p/n ) 隔垫 高级绿色不粘连,11 mm,50 个 / 包 (p/n ) 垫圈 0.4 mm 内径, 聚酰亚胺 / 石墨 (85/15),10 个 / 包 (p/n ) 衬管 O 形圈 不粘连衬管 O 形圈,10 个 / 包 (p/n ) 微板流路控制技术 Purged Ultimate Union(p/n G ) 内螺母,1 个 / 包 (p/n G ) SilTite 金属垫圈, 用于 mm 内径色谱柱, 10 个 / 包 (p/n ) 进样口衬管 安捷伦超高惰性去活单锥不分流衬管, 带玻璃棉,1 个 / 包 (p/n ),5 个 / 包 (p/n ) 表 种农残的定量和定性 MRM 跃迁 分析物 ( 色谱图上的峰编号 ) MRM 1 (CE) MRM 2 (CE) 甲胺磷 (1) & 95.0 (6) 95.0 & 79.0 (13) 敌敌畏 (2) & 93.0 (15) & 79.0 (5) 乙酰甲胺磷 (3) & 42.0 (6) & 94.0 (14) 速灭磷 (4) & (10) & (10) 邻苯基苯酚 (5) & (30) & (15) 氧化乐果 (6) & 79.0 (15) & (20) 乐果 (7) & 47.0 (15) & (10) 莠去津 (8) & 58.0 (11) & 94.1 (20) 林丹 (9) & (12) & (20) 二嗪磷 (10) & (15) & (28) 百菌清 (11) & (53) & (28) 甲基毒死蜱 (12)* & (16) & 93.0 (26) 农利灵 (13) & (15) & (15) 甲萘威 (14) & (15) & 89.0 (50) 甲基立枯磷 (15) & (15) & 93.0 (50) 苯氟磺胺 (16) & (8) & 77.0 (45) 氯甲桥萘 (17) & (30) & (30) 马拉硫磷 (18) & 99.0 (15) & (5) 滴滴涕 (19) & (5) & (15) 乙基嘧啶磷 (20) & (12) & (5) 甲苯氟磺胺 (21) & (15) & 91.1 (50) 腐霉利 (22) & 96.0 (10) & 67.1 (40) 异狄氏剂 (23) & (35) & (35) 乙硫磷 (24) & (25) & (35) 硫丹硫酸酯 (25) & (20) & (5) DDT(26) & (20) & (5) TPP(IS) & (30) & (27) 异狄氏剂酮 (27) & (20) & (20) 异菌脲 (28) & 56.0 (20) & (25) 亚胺硫磷 (29) & 77.0 (30) & (20) 伏杀硫磷 (30) & (5) & (5) 百灭宁 (31) & (15) & (15) 蝇毒磷 (32) & (15) & 81.0 (35) 溴氰菊酯 (33) & (26) & 93.0 (20) 3 * 使用甲基毒死蜱进行保留时间锁定 77

78 结果和讨论 该报告的目的是为了评估使用 GC/MS/MS 对 6 种不同基质 ( 梨 橙子 草莓 面粉 辣椒和菠菜 ) 中的代表性农残进行痕量分析的 性能 填充了高效去活化玻璃棉的安捷伦超高惰性衬管在分析过程 中表现出了卓越的惰性, 同时也有效地保护了色谱柱和质谱离子 源, 使农残样品, 特别是活性非常高的农残样品获得了更好的峰形 和更一致的响应 [7] 本报告同时还对超高惰性玻璃棉衬管和 Siltek Cyclosplitter 衬管的峰形和响应重复性进行了比较 本报告评估的系统性能包括 :1 到 100 ng/ml 范围内的线性 ; 定 量限 (LOQ);10 ng/ml 的进样重复性和不同衬管间的重现性 所有指标均在 6 种食品基质上完成 有关基质对系统稳定性的干扰和影响等基质效应也是本报告的研究内容之一 某些农残在不同基质中响应一致, 但大多数农残由于基质增强效应或者基质抑制效应, 在不同的基质中具有不同的响应 因此, 为使定量结果准确, 很有必要采用基质匹配的校准曲线 测试序列包括不同基质中浓度为 10 ng/ml 的 QC 样品各 10 次进样, 顺序依次为橙子 梨 草莓 面粉 辣椒和菠菜 ; 还包括校准标样和基质空白 每根测试衬管在一个序列中都需注射 80 多个样品 因为氧化乐果受基质抑制作用明显, 所以该分析物是最具挑战性的农残之一, 在图 1 中可作为验证超高惰性玻璃棉衬管优越性的代表物质 Restek Cyclosplitter min min min min min min min min min min min min 图 1. 氧化乐果在超高惰性玻璃棉单锥衬管和 Restek Siltek Cyclosplitter 双锥衬管上的出峰效果比较 样品浓度为 10 ng/ml( 各基 质中农残混合物浓度 ) 78

79 梨中农残的痕量分析 图 2 所示为梨基质空白溶液和 1 ng/ml 梨基质加标溶液在 GC/QQQ 上采集得到的 MRM 色谱图 即使根据基质对 MRM 跃迁进行了慎重选择, 在某些 MRM 跃迁中, 梨的基质空白仍存在 一些干扰峰 大多数干扰峰可以被色谱成功分离, 不会影响定量 结果 然而, 在与甲胺磷相同的保留时间处存在一个干扰峰, 该 干扰峰使目标物的定量限提高到了 5 ng/ml 同样, 邻苯基苯酚 也因为受到了干扰峰的影响, 定量限提高到 5 ng/ml 图 2 中所 示的氧化乐果和异狄氏剂酮的响应值比较低, 但它们在 1 ng/ml 时 的信噪比尚令人满意 溴氰菊酯的响应一直很低, 虽然在 1 ppb 的 信噪比为 3, 但将定量限定为 5 ng/ml 更合理些 很多农残在梨 基质中有令人满意的信噪比, 定量限可低于 1 ng/ml, 这些农残 在表 4 中已用星号 * 标出 表 4 列出了梨基质中除甲胺磷 邻 苯基苯酚和溴氰菊酯以外其他 30 种农残的定量结果 这些农残在 梨基质中的定量限均达到了 1 ng/ml, 甚至更低 10 ng/ml QC 样品的 10 次进样重复性结果非常出色, 包括氧化乐果, 乙酰甲胺 磷和 DDT 这些最具挑战性的农残在内, 这 33 种农残的 RSD 均小 于 15% , , vs min ng/ml vs min 图 2. 梨基质空白和 1 ng/ml 农残梨基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 峰识别请参照表 3 由于低响应或者基质干扰, 在梨基质中未能识别出 1 ng/ml 的甲胺磷 (1) 邻苯基苯酚(5) 和溴氰菊酯 (33) 79

80 表 4. 定量结果 ( 梨基质 ) 10 ng/ml 农残的梨基质加标溶液 10 次进样的 RSD(%) 农残 UI 衬管 1 UI 衬管 2 UI 衬管 3 UI 衬管 4 LOQ(ng/mL) R 2 (LOQ 100 ng/ml) 甲胺磷 敌敌畏 * 速灭磷 乙酰甲胺磷 邻苯基苯酚 氧化乐果 乐果 莠去津 * 林丹 * 二嗪磷 * 百菌清 * 甲基毒死蜱 * 农利灵 * 甲基立枯磷 * 甲萘威 苯氟磺胺 * 氯甲桥萘 * 马拉硫磷 * 滴滴涕 * 乙基嘧啶磷 * 甲苯氟磺胺 * 腐霉利 * 异狄氏剂 * 乙硫磷 * 硫丹硫酸酯 * DDT * 异狄氏剂酮 异菌脲 * 亚胺硫磷 * 伏杀硫磷 百灭宁 蝇毒磷 * 溴氰菊酯 * 使用当前方法, 可获得更低 LOQ 的农残 80

81 橙子中农残的痕量分析 图 3 所示为橙子基质空白和 1 ng/ml 橙子基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 正如基质空白色谱图中所示, 橙子基质中的干扰峰较少 溴氰菊酯附近的干扰峰并未影响溴氰菊酯的分析 虽然橙 子基质空白中检出有邻苯基苯酚, 但由于邻苯基苯酚的响应比较 高, 并且基质背景相对干净, 邻苯基苯酚还是可以获得 1 ng/ml 的 LOQ 除了溴氰菊酯的 LOQ 为 5 ng/ml, 其他 32 种农残的 LOQ 均达到 1 ng/ml 表 5 中,LOQ 低于 1 ng/ml 的农残以 * 标 出 表 5 所示为橙子基质的定量结果和良好的线性结果 10 ng/ml QC 样品的 10 次进样重复性结果非常出色, 大多数农残的 RSD 均小于 15% 而由于在橙基质中响应值的下降,10 次进样 DDT 的 RSD% 略高于 15% 图 ng/ml vs min vs min 橙子基质空白和 1 ng/ml 农残橙子基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 峰识别请参照表 3 由于低响应, 在橙子基质中未能识别出 1 ng/ml 的溴氰菊酯 (33) 81

82 表 5. 定量结果 ( 橙子基质 ) 10 ng/ml 农残的橙子基质加标溶液 10 次进样的 RSD(%) 农残 UI 衬管 1 UI 衬管 2 UI 衬管 3 UI 衬管 4 LOQ(ng/mL) R 2 (LOQ 100 ng/ml) 甲胺磷 敌敌畏 * 速灭磷 乙酰甲胺磷 邻苯基苯酚 氧化乐果 乐果 莠去津 * 林丹 * 二嗪磷 * 百菌清 * 甲基毒死蜱 * 农利灵 * 甲基立枯磷 * 甲萘威 苯氟磺胺 * 氯甲桥萘 * 马拉硫磷 * 滴滴涕 * 乙基嘧啶磷 * 甲苯氟磺胺 * 腐霉利 * 异狄氏剂 * 乙硫磷 * 硫丹硫酸酯 * DDT * 异狄氏剂酮 异菌脲 * 亚胺硫磷 * 伏杀硫磷 * 百灭宁 蝇毒磷 * 溴氰菊酯 * 使用当前方法, 可获得更低 LOQ 的农残 82

83 草莓中农残的痕量分析 图 4 所示为草莓基质空白和 1 ng/ml 农残草莓基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 对除邻苯基苯酚外的所有 MRM 跃迁, 草莓基质空白的背景干扰都很低 邻苯基苯酚附近的基质干扰峰使 其 LOQ 提高到 5 ng/ml 因为 1 ng/ml 样品产生的响应比较低, 甲胺磷 氧化乐果和溴氰菊酯的 LOQ 也为 5 ng/ml 表 6 中,LOQ 低于 1 ng/ml 的农残已用 * 标出 表 6 列出了定量结果和良 好的线性结果 大多数农残 10 ng/ml QC 样品 10 次重复性进样 的 RSD 均小于 15% 氧化乐果的 RSD 大于 20% 有趣的是, DDT 的重复性很好,RSD 小于 10% 结果表明, 不同基质对农残响应 (MRM 跃迁 ) 的影响不同 图 , , , 17 21, vs min ,26 vs min 28, ng/ml 草莓基质空白和 1 ng/ml 农残草莓基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 峰识别请参照表 3 由于低响应或者基质干扰, 在草莓基 质中未能识别出 1 ng/ml 的甲胺磷 (1) 邻苯基苯酚 (5) 氧化乐果 (6) 和溴氰菊酯 (33) 83

84 表 6. 定量结果 ( 草莓基质 ) 10 ng/ml 农残的草莓基质加标溶液 10 次进样的 RSD(%) 农残 UI 衬管 1 UI 衬管 2 UI 衬管 3 UI 衬管 4 LOQ(ng/mL) R 2 (LOQ 100 ng/ml) 甲胺磷 敌敌畏 * 速灭磷 乙酰甲胺磷 邻苯基苯酚 氧化乐果 乐果 莠去津 * 林丹 * 二嗪磷 * 百菌清 * 甲基毒死蜱 * 农利灵 * 甲基立枯磷 * 甲萘威 苯氟磺胺 * 氯甲桥萘 * 马拉硫磷 * 滴滴涕 * 乙基嘧啶磷 * 甲苯氟磺胺 * 腐霉利 * 异狄氏剂 * 乙硫磷 * 硫丹硫酸酯 * DDT * 异狄氏剂酮 异菌脲 * 亚胺硫磷 * 伏杀硫磷 * 百灭宁 蝇毒磷 * 溴氰菊酯 * 使用当前方法, 可获得更低 LOQ 的农残 84

85 面粉中农残的痕量分析 图 5 所示为面粉基质空白和 1 ng/ml 农残面粉基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 对除邻苯基苯酚外所有 MRM 跃迁, 面粉基质空白的背景干扰都很低 由于甲萘威在面粉基质中的低响 应, 其 LOQ 为 5 ng/ml 其他 32 种农残的 LOQ 均达到 1 ng/ml 对 1 ng/ml 的邻苯基苯酚, 共流出物的干扰峰对其响应的贡献低于 20% 面粉中甲胺磷 氧化乐果和溴氰菊酯均获得较理想的响应,LOQ 达到 1 ng/ml 表 7 中 LOQ 低于 1 ng/ml 的农残已用 * 标出 表 7 列出了定量结果和良好的线性结果 所有农残 10 ng/ml QC 样品 10 次重复性进样的 RSD 均小于 15% , ,19 16,17 vs min , vs min 1 ng/ml 图 5. 面粉基质空白和 1 ng/ml 农残面粉基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 峰识别请参照表 3 由于低响应, 在面粉基质中未能识别 出 1 ng/ml 的甲萘威 (14) 85

86 表 7. 定量结果 ( 面粉基质 ) 10 ng/ml 农残的面粉基质加标溶液 10 次进样的 RSD(%) 农残 UI 衬管 1 UI 衬管 2 UI 衬管 3 UI 衬管 4 LOQ(ng/mL) R 2 (LOQ 100 ng/ml) 甲胺磷 敌敌畏 * 速灭磷 乙酰甲胺磷 邻苯基苯酚 氧化乐果 乐果 莠去津 * 林丹 * 二嗪磷 * 百菌清 * 甲基毒死蜱 * 农利灵 * 甲基立枯磷 * 甲萘威 苯氟磺胺 * 氯甲桥萘 * 马拉硫磷 * 滴滴涕 * 乙基嘧啶磷 * 甲苯氟磺胺 * 腐霉利 * 异狄氏剂 * 乙硫磷 * 硫丹硫酸酯 * DDT * 异狄氏剂酮 异菌脲 * 亚胺硫磷 * 伏杀硫磷 * 百灭宁 蝇毒磷 * 溴氰菊酯 * 使用当前方法, 可获得更低 LOQ 的农残 86

87 辣椒中农残的痕量分析 图 6 所示为辣椒基质空白和 1 ng/ml 农残辣椒基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 与面粉和草莓相同, 辣椒基质空白对所有 MRM 跃迁的干扰均较小, 虽然辣椒空白基质中检出邻苯基苯 酚, 但由于邻苯基苯酚的高响应和低干扰的基质背景, 邻苯基苯 酚的 LOQ 仍可达 1 ng/ml 由于 1 ng/ml 氧化乐果的响应较低, 其 LOQ 提高到了 5 ng/ml 其他 32 种农残的 LOQ 均达到 1 ng/ml 表 8 中 LOQ 低于 1 ng/ml 的农残已用 * 标出 表 8 列出了辣椒基质中农残的定量结果和良好的线性结果 与橙子结 果相同,DDT 的 RSD 接近 15%, 这个问题在分析很多样品时都 存在 其他的农残都获得了良好的系统重复性 , , , , vs min vs min ng/ml 图 6. 辣椒基质空白和 1 ng/ml 农残辣椒基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 峰识别请参照表 3 由于低响应, 在辣椒基质中未能识 别出 1 ng/ml 的氧化乐果 (6) 87

88 表 8. 定量结果 ( 辣椒基质 ) 10 ng/ml 农残的辣椒基质加标溶液 10 次进样的 RSD(%) 农残 UI 衬管 1 UI 衬管 2 UI 衬管 3 UI 衬管 4 LOQ(ng/mL) R 2 (LOQ 100 ng/ml) 甲胺磷 敌敌畏 * 速灭磷 乙酰甲胺磷 邻苯基苯酚 氧化乐果 乐果 莠去津 * 林丹 * 二嗪磷 * 百菌清 * 甲基毒死蜱 * 农利灵 * 甲基立枯磷 * 甲萘威 苯氟磺胺 * 氯甲桥萘 * 马拉硫磷 * 滴滴涕 * 乙基嘧啶磷 * 甲苯氟磺胺 * 腐霉利 * 异狄氏剂 * 乙硫磷 * 硫丹硫酸酯 * DDT * 异狄氏剂酮 异菌脲 * 亚胺硫磷 * 伏杀硫磷 * 百灭宁 蝇毒磷 * 溴氰菊酯 * 使用当前方法, 可获得更低 LOQ 的农残 88

89 菠菜中农残的痕量分析 由于其基质的复杂性和反复性的基质抑制效应, 菠菜是众所周知的 富于挑战性的食品基质 图 7 所示为菠菜基质空白和 1 ng/ml 农残 菠菜基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 基质效应使 1 ng/ml 的甲胺磷 敌敌畏 乙酰甲胺磷 氧化乐果 甲萘威和溴氰菊酯响 应降低, 并使它们的峰形也发生变化 因此, 菠菜中这些农残的 LOQ 为 5 ng/ml 由于背景干扰, 林丹丰度最高的 MRM 跃迁 (180.8 > 145) 无法用于定量 因此选择丰度稍低的 MRM 跃迁 (218.8 > 183) 用于定量 菠菜中, 超过半数的农残 ( 表 9 中已用 * 标出 )LOQ 低于 1 ng/ml 表 9 列出了定量结果和良好的 线性结果 大多数农残 10 ng/ml QC 样品 10 次重复进样的 RSD 均小于 15% DDT 氧化乐果 硫丹硫酸酯和异狄氏剂酮的 RSD 略高于 15% 此外, 乙酰甲胺磷 甲萘威 亚胺硫磷和异菌脲的 响应表现出轻微的降低趋势 因此, 在进行多组分分析的时候, 有必要增加更换衬管的频率 苯氟磺胺和甲苯氟磺胺为碱性标记 化合物, 他们在菠菜萃取液中的不稳定性导致了其 RSD 值要高于 在其他基质中的 RSD 值 vs min 图 ,19 16, vs min 25, ng/ml 菠菜基质空白和 1 ng/ml 农残菠菜基质加标液的 GC/QQQ MRM 色谱图 峰识别请参照表 3 由于低响应或者基质干扰, 在菠菜基质 中未能识别出 1 ng/ml 的甲胺磷 (1) 敌敌畏 (2) 乙酰甲胺磷 (4) 氧化乐果 (6) 甲萘威 (14) 和溴氰菊酯 (33) 89

90 表 9. 定量结果 ( 菠菜基质 ) 10 ng/ml 农残的菠菜基质加标溶液 10 次进样的 RSD(%) 农残 UI 衬管 1 UI 衬管 2 UI 衬管 3 UI 衬管 4 LOQ(ng/mL) R 2 (LOQ 100 ng/ml) 甲胺磷 敌敌畏 * 速灭磷 乙酰甲胺磷 邻苯基苯酚 氧化乐果 乐果 莠去津 * 林丹 * 二嗪磷 * 百菌清 * 甲基毒死蜱 * 农利灵 * 甲基立枯磷 * 甲萘威 苯氟磺胺 * 氯甲桥萘 * 马拉硫磷 * 滴滴涕 * 乙基嘧啶磷 * 甲苯氟磺胺 * 腐霉利 * 异狄氏剂 * 乙硫磷 * 硫丹硫酸酯 * DDT * 异狄氏剂酮 异菌脲 * 亚胺硫磷 * 伏杀硫磷 * 百灭宁 蝇毒磷 * 溴氰菊酯 * 使用当前方法, 可获得更低 LOQ 的农残 90

91 结论 利用 GC/MS 或者 GC/MS/MS 进行食品基质中的多农残分析一 直是一项具有挑战性的工作 不同基质对不同的分析物质, 尤其 像氧化乐果 DDT 和乙酰甲胺磷这样的活性物质表现出的影响也 不尽相同 基质会干扰定量结果, 降低响应 ( 导致高定量限 ) 和 / 或扭曲峰形 因此, 采用基质匹配的校准曲线对获得准确而可靠的定量结果至关重要 图 8 所示为不同基质 10 次进样的重复性结果 ( 响应系数 %RSD) 比较 反吹和安捷伦超高惰性玻璃棉衬管可有效保护整个系统, 改善系统的耐受性 而对于复杂难分析的食品基质如菠菜, 在进行多组分残留分析时, 需要对活性物质如氧化乐果和 DDT 在峰形和重复性上给予更多的关注 此报告使用 GC/QQQ 对 6 种不同种植作物基质中的 33 种代表性农残组分进行了测定, 结果表明, 对于大多数农残来说, 定量限 (LOQ) 可达 1 ng/ml 甚至更低, 从 LOQ 到 100 ppb 间的线性良好,10 ng/ml 农残基质加标液的重复性结果令人满意 而在某些基质中, 甲胺磷 氧化乐果 甲萘威和溴氰菊酯的 LOQ 无法达到 1 ng/ml 在报告所涉及的所有食品基质中, 大多数农残均表现出了卓越的线性 (R2 > 0.99) 和重复性 (%RSD < 15%) RSD % DDT 0.0 图 8. 不同基质中,10 次进样的重复性 ( 响应系数 % RSD) 比较 91

92 参考文献 1. M. Anastassiades and S.J. Lehotay, Fast and Easy Multiresidue Method Employment Acetonitrile Extraction/Partitioning and Dispersive Solid-Phase Extraction for the Determination of Pesticide Residues in Produce, J. AOAC Int., 2003, 86, L. Zhao, D. Schultz 和 J. Stevens, 采用 Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC 试剂盒测定苹果中农药残留的 GC/MS 分析, 安捷伦科技出版物, CHCN 3. L. Zhao 和 J. Stevens, 采用 Agilent Bond Elut QuEChERS AOAC 试剂盒测定菠菜中农药残留的 GC/MS 分析, 安捷伦科技出版物, CHCN 4. M.J. Szelewski 和 B. Quimby, 复杂基质样品中快速检测农药的新手段, 安捷伦科技出版物, CHCN 5. CK. Meng, 用反吹技术提高柱效和延长柱寿命, 安捷伦科技出版物, CHCN 6. P.L. Wylie 和 CK. Meng, 安捷伦三重四极杆 GC/MS/MS 分析 175 种农药残留, 安捷伦科技出版物, CHCN 7. L. Zhao 和 D. Mao, 使用带玻璃毛超惰性衬管的 GC/MS/ MS 进行食品中农药的分析, 安捷伦科技出版物, CHCN 6. V. Giarrocco 和 B.Quimby, Retention Time Locking: Concepts and Applications ( 保留时间锁定 : 概念和应用 ), 安捷伦科技出版物, EN 7. L. Zhao A.D. Broske D. Mao 和 A. Vickers, 采用气相色谱和活性化合物评估超高惰性衬管去活技术, 安捷伦科技出版物, CHCN 92

93 使用 Agilent J&W DB-35MS 超高惰性 GC 色谱柱分析主流香烟烟雾中 烟草特有的亚硝胺类致癌物质 关键词 使用 Agilent J & W DB-35MS 超高惰性 GC 色谱柱分析主流香烟烟雾中烟草特有 的亚硝胺类致癌物质 GC/MS 亚硝胺 烟气 应用报告 GC/MS 作者 Da Wu 上海烟草 ( 集团 ) 股份有限公司长阳路 717 号中国, 上海 Yun Zou, Chongtian Yu Agilent 科技 ( 上海 ) 有限公司英伦路 412 号外高桥保税区中国, 上海 摘要 开发了一种简便 灵敏的测定主流香烟烟雾中 TSNAs 的常规分析方法 采用 ISO 4387 方法收集香烟烟雾中的微粒物质 用二氯甲烷 Agilent Bond Elut 氧化铝 B SPE 小柱进行颗粒物的提取 净化, 后用配备 Agilent J & W DB-35MS 超高惰性 GC 色谱柱的 Agilent 7000A 三重四极杆 GC/MS 系统进行分析 正如本研究中对 NNK 的分析结果一样, 方法的检测限较低并且具有良好的线性和样品回收率 前言 烟草中特有的亚硝胺类化合物 (TSNAs), 是一组只存在于烟草和烟草烟雾中的致癌物质 他们产生于烟草和烟草制品生产加工过程中的产生的尼古丁和相关的生物碱类化合物 [1] NNN(N' 亚硝基去甲烟碱 ),NNK((4- 甲基亚硝胺 )-1-(3- 吡啶基 )-1- 丁酮 ),NAB (N'- 亚硝基假木贼碱 ) 和 NAT(N- 亚硝基新烟草碱 ) 是烟草及其烟雾中常见的 TSNAs [2] NAB 是一种弱致癌物质,NAT 缺乏活性 [1], 但国际癌症研究署经过研究已将 NNK 和 NNN 列为最有可能致癌的化合物 [3,4] TSNA 的常规分析可以采用基于带热能量分析仪 (GC-TEA) 的 GC 法 [5,6], 也可以采用配备不同检测技术 ( 诸如 UV 或 MS) 的高效液相色谱法 (HPLC)[7 8] 然而,TEAs 是硝基专署检测器, 使用 TEA 无法区别与硝基化合物共流出的亚硝基化合物 因此低含量水平的 TSNAs 分析对这一技术的灵敏度而言是一个巨大的挑战 93

94 通常情况下, 采用非极性或中等极性 GC 色谱柱分析 TSNAs, 如 (5%- 苯基 )- 甲基聚硅氧烷,(50%- 苯基 )- 甲基聚硅氧烷, 效果差不多 TSNAs 是活性化合物 为了监测烟草烟雾的危害, 需要对痕量水平的 TSNAs ( 低于皮克级 ) 进行测定 为了确保准确定量 TSNAs, 选择低柱流失和高惰性的色谱柱是非常重要的 本应用报告展示使用 Agilent J&W DB - 35MS 超高惰性 GC 毛细管色谱柱在 Agilent 7000A 三重四极杆 GC/MS 系统上分析主流烟卷烟雾中 TSNA 化合物的分析方法 对该方法的线性 检测限 回收率和准确性等方面进行了评估 色谱柱惰性的提高, 使这种分析方法非常适用于 TSNAs 的常规分析 实验部分试剂与标准品 实验中使用的标准品均购自 Sigma Aldrich 公司 ( 中国上海 ) 包括 NNN,NAT,NAB 和 NNK 的 TSNAs 的储备液, 通过将浓度为 1000 ng/ml 的标准品储备液用二氯甲烷适当稀释制成 将 D4 NNK 和 D4 NNN 作为内标 内标物标准溶液采用等分法, 用二氯甲烷稀释纯化合物至浓度为 400 ng/ml 储备液用于制备校正曲线的标准溶液 校正溶液通过用二氯甲烷稀释 TSNA 储备液的方法制得, 共分 9 个浓度标准, 浓度范围从 0.5 ng/ml 到 200 ng/ml 每个标准溶液样品中含有 20 ng/ml 的内标 样品制备本文中的香烟由上海烟草公司提供 按照 ISO 4387:2000 的方法将 20 支香烟中产生的烟雾颗粒收集于 CFPs 将 CFPs 转移到 250 ml 锥形瓶中, 然后加入 20 ml 内标溶液 (20 ng/ml 的 D4 NNK 二氯甲烷溶液 ) 将锥形瓶置于水平摇床, 摇动 40 min 取 3 ml 提取液上样于经二氯甲烷预活化处理过的 Bond Elut 氧化铝 B SPE 小柱 ( 部件号 ,500mg,3 ml) 后用 2 ml 二氯甲烷淋洗 接着用 3 ml 8% 的甲醇二氯甲烷 (V/V) 溶液洗脱, 收集洗脱液并用 Agilent 7000 A 三重四极杆 GC/MS 系统分析 仪器 分析在 Agilent 7890 GC 与 7000 A 三重四极杆 GC/MS 系统联用平台上进行 分流 / 不分流进样口使用长寿命隔垫 ( 部件号 ) 和不分流脱活衬管 ( 部件号 ) 仪器条件列于表 A 三重四极杆系统配备惰性电子轰击 (EI) 离子源, 在 MRM 模式下运行 对每个目标流份选定母离子和两个子离子 ( 见表 2) 表 1. Agilent 7000A 三重四极杆 GC/MS 的仪器和分析条件 GC Agilent 7890 A 系列 自动进样器 Agilent 7683 A 自动进样器和样品盘 进样模式 脉冲不分流 载气 氦气 柱流速 1.2 ml/min 流量恒定 进样口温度 250 C 进样量 1 µl 色谱柱 Agilent J&W DB-35ms Ultra Inert, 30 m 0.25 mm, 0.25 µm( 部件号 UI) 柱箱温度 50 C ( 保持 1 min), 以 30 C/min 的速度升温至 170 C, 后以 5 C/min 的速度升温至 250 C, 接 着以 30 C/min 的速度升温至 300 C ( 保持 5 min) 三重四极杆质谱仪 Agilent 7000 A 系列 模式 电子轰击 传输线温度 250 C 溶剂延迟 10 min 离子源温度 280 C 四极杆温度 Q1 和 Q2 = 150 调谐文件 Atunes.tune.xml MRM 模式条件 分辨率 宽 碰撞气体流量 氮气 1.0 ml/min, 氦气 2.25 ml/min 检测器增益 15 94

95 表 2. MRM 参数 定量转换 定量转换 化合物 母离子 (m/z) 子离子 (m/z) CE (ev) 易制毒化学离子 (m/z) 子离子 (m/z) CE (ev) NNN D4-NNN NAT NAB D4-NNK NNK 结果与讨论 碱性氧化铝 SPE 小柱在许多标准中都有使用, 目的是为了进一步净化烟雾提取物 烟草的类型, 产地和储存条件可能影响 TSNA 的含量 碱性氧化铝 SPE 小柱适用于大多数类型的香烟烟雾分析, 但有时也需要进一步的浓缩或稀释 色谱柱选择烟草烟雾基质中包含了痕量水平的 TSNAs 为了达到最高灵敏度并优化峰形, 对包括 (5%- 苯基 )- 甲基聚硅氧烷和 (50%- 苯基 ) - 甲基聚硅氧烷在内的不同类型的 GC 柱分离 TSNAs 的性能进行了比较, 当色谱柱为非惰性或者存在活性位点时, 活性 TSNAs 将出现峰拖尾现象 图 1 显示的是 7000A 三重四极杆 GC/MS 系统测定 TSNAs 标准溶液 (5 ng/ml, 含有 20 ng/ml ISTDs) 和实际样品提取物的色谱图 TSNA 化合物可以在 Agilent J & W DB - 35MS 超高惰性 GC 色谱柱上获得基线分离, 而且峰形良好 按照先前的步骤制备了两种品牌的香烟样品 图 1 的分析结果显示, 使用 DB-35MS 超高惰性 GC 色谱柱时, 烟草烟雾中的杂质和基质不会对目标化合物的定量测定产生影响 超高惰性色谱柱的性能确保了 TSNAs 分析中的准确定量 95

96 NNN-STD NNK-STD NNN NNK NNN D4-NNN (ISTD) NNK D4-NNK (ISTD) (%) (min) (%) (min) NAT-STD NAT NAB-STD 1 1 NAB NAT NAB (%) (min) (%) (min) 图 1. 使用 Agilent 7000 A 三重四极杆 GC/MS 系统和 Agilent J & W DB 35 MS 超高惰性 0.25 mm 30 m, 0.25 µm 色谱柱分析 TSNA 标准溶液和实际样品的 MRM 色谱图 方法性能 TSNAs 中致癌性最强的是 NNK [9] NNK 监测是常规分析中最重要的工作 由于 TEA 方法灵敏度的限制, 一些弗吉尼亚型主流香烟烟雾中的 NNK 无法被检测到 [10] 因此用如下简单而高灵敏度的方法应用 Agilent 7000 A 三重四极杆 GC/MS 配备 Agilent J & W DB 35 MS 超高惰性 GC 色谱柱对主流香烟烟雾中的痕量 NNK 进行分析 采用同位素标记的 D4 - NNK(ISTD) 作为内标定量 配置浓度范围从 0.5 ng/ml 至 200 ng/ml 的 9 个不同水平的校正标准品 重复进样三次绘制校正曲线,NNK 的线性极佳,R 2 = , 表明使用同位素标记的取代物作为内标, 可以得到更好的定量准确度和精密度 校准曲线如图 2 所示 96

97 方法的检出限 (MDLS) 通过统计方程 MDL = S t(99%,n = 10) 计算得出, 其中 S 是标准偏差,t 是学生的 99% 置信区间 将浓度为 2.5 ng/ml 的标准溶液重复进样十次, 用于进行 MDL 的计算 NNK 的 MDLs 估计值是 0.03 ng/cig 这种方法的 MDL 比 GC/TEA 法低得多 (NNK 的 MDL 是 0.42 ng/cig)[10], 这说明使用 Agilent 7000 A 三重四极杆 GC/MS 系统和 DB-35MS 超高惰性 GC 色谱柱可以提供极高的灵敏度 定量限值 (LLOQ) 通过测定 NNK 响应的信噪比 (SNR) 来确定 LLOQ 是 ng/cig (SNR = 10) 通常情况下, 弗吉尼亚型香烟烟雾中的 NNK 含量要比混合型香烟烟雾中的 NNK 含量低数倍, 后者范围为 1~10 ng/cig 由于 7000 A 三重四极杆具有出色的灵敏度, 几乎可以对所有类型香烟中的 NNK 含量进行监控, 而不需要进一步浓缩 采用基质空白加标的方法测定了方法的回收率 空白 CFP 中添加已知量的 NNK 按照上述样品制备过程对 CFP 进行提取和净化 结果列于表 3 回收率由实验得到的平均值除以理论值得到 结果范围从 98.8% 到 100.2% 不等, 极为优异 采集混合型和弗吉尼亚型两种类型的香烟烟雾用于 NNK 的精确测定 方法的准确性通过在两种香烟样品的 CFPs 中加入已知量的 NNK 进行评估 加入三个浓度的 NNK: 约一半量的 NNK 大致相同的 NNK 约一倍量的 NNK 加标样品根据样品制备中的步骤进行处理 加标样品的分析精度数据列于表 4 所有数据均基于每个浓度水平的六次重复进样所得的分析结果 对 NNK 而言, 取得了良好的回收率, 范围处于 100.0% 到 116.8% 之间, 方法重现性的 RSDs 小于 5% NNK QCs y = *x R 2 = 图 2. NNK 校正曲线, 浓度范围从 0.5 ng/ml 到 200 ng/ml 的二次曲线拟合 >

98 表 3. 在空白 CFP 中加入三种浓度 NNK 的加标样品回收率 分析物 加标 (ng) 计算 (ng) 回收率 (%) NNK 参考文献 1. S.S. Hecht, D. Hoffmann, Carcinogenesis 1988, 9, K.D. Brunnemann, L. Genoble, D. Hoffmann, Carcinogenesis 1987; 8: S.S. Hecht, J. Natl. Cancer Inst. 91 (1999), p 表 4. 三个加标浓度水平的烟雾提取物中实验室强化基质加标方法的准确度分析物 分析物 结论 样品 NNK 含量 (ng/20 cig) 加标 (ng) 计算 (ng) 准确度 (%) NNK 弗吉尼亚型 香烟 NNK 混合型 香烟 此应用报告展示了一种主流香烟烟雾中 TSNA 化合物的高灵敏分 析方法, 方法中使用了 Agilent J&W DB 35 超高惰性 GC 柱和 Agilent 7000 A 三重四极杆 GC/MS 系统 TSNA 化合物可得到基 线分离并具有良好的峰形 色谱柱优异的惰性确保了定量结果的 准确性 使用该系统分析, 方法的检出限低于标准方法的要求 这项研究中观察到分析 NNK 时, 取得了良好的线性和回收率 本 文所述的方法非常适合主流香烟烟雾中 TSNAs 的常规检测 4. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, Smokeless Tobacco and Some Tobacco-specific Nitrosamines, vol. 89, International Agency for Research on Cancer (IARC), Lyon (2007). 5. J.D. Adams, K.D. Brunnemann, D.J. Hoffmann, Chromatogr., A 1983, 256, I.S. Krull, M. Swartz, R. Hilliard, K.H. Xie, J.N. Driscoll, J. Chromatogr., A 1983, 260, K.A. Wagner, N.H. Finkel, J.E. Fossett, I.G. Gillman, Anal. Chem. 2005, 77, J. Wu, P. Joza, M. Sharifi, W.S. Rickert, J.H. Lauterbach, Anal. Chem. 2008, 80, S.S. Hecht, Biochemistry, Biology, and Carcinogenicity of Tobacco Specific N-nitrosamines, Chem Res Toxicol 1998;11: F. Xie, Y. Jin, M. Zhao, S. Wang, K. Liu, Q. Su, Acta Tabacaria Sinica 2004; 10: 8. 如需了解更多信息 如需了解更多产品和服务方面的信息, 请访问网站 : 98

99 使用安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性色谱柱和超高惰性玻璃棉衬管在 使用 / 不使用分析保护剂两种情况下测定有机磷农药使用安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性色谱柱和超高惰性玻璃棉衬管在使用 / 不使用分析保护剂两种情况下测定有机磷农药 (OP) 关键词 食品安全 超高惰性衬管 有机磷农药 应用报告 食品安全 作者 Ken Lynam 和 Doris Smith Agilent Technologies Inc Centerville Road Wilmington, Delaware 美国 摘要 由于玻璃毛衬管的玻璃棉活性较高, 因此在传统的农残分析中通常不被采用 本文将安捷伦超高惰性玻璃毛衬管与 Agilent J&W DB-35ms UI 超高惰性色谱柱相结合, 测定橄榄油基质中的有机磷农药残留, 在使用和不使用保护剂存的两种情况下, 均能获得良好的分离效果 前言 色谱分析中, 活性化合物如有机磷可以被吸附到样品流路中的活性位点上, 降低被测物的响应, 某些痕量分析情况下, 还会导致响应彻底消失 由于存在与活性点的相互作用, 这些活性较高的农药残留化合物往往在色谱图上表现为峰形拖尾 因此, 如何使整个样品流路的表面活性降至最低, 以获得始终一致的结果是有机磷农残分析的核心问题 1 由于甲胺磷 乙酰甲胺磷 氧化乐果和乐果的分子结构中存在 P=O 双键, 因此其农药残留分析变得尤其困难 本文中将重点讨论这些化合物的情况 样品流路中可能存在活性点的来源之一为 GC 进样口 农药残留分析中, 基质样品的重复进样会导致基质中不挥发组份在进样口衬管和色谱柱头上逐渐聚积, 产生活性吸附点, 因此需要经常进行维护 这种基质诱导效应会影响化合物的峰形 响应和保留时间 安捷伦超高惰性玻璃毛衬管将活性降至最低, 通过去活玻璃毛吸附不挥发组份来防止基质组份在衬管底部和色谱柱头上的沉积 2 99

100 GC 色谱柱是样品流路中另一个容易形成活性点的来源 相对于进样口衬管, 色谱柱具有更大的表面积 因此, 使色谱柱的表面活性降至最低, 防止出现畸形峰或者活性分析物的损失是要解决的核心的问题 安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性色谱柱通过严格的测试探针进行的最苛刻的惰性测试评估, 表现出高度一致的性能 3,4 需要在农残分析前消除样品路径活性位点 一个比较可行的操作是通过安装一个新的镀金密封垫和彻底去活化的超高惰性衬管来实现整个进样口的惰性 另外, 还需要安装使用通过性能测评的超高惰性色谱柱, 并对进样参数进行优化, 以获得最佳谱图 在消除流路的活性之后, 另一个需要考虑的问题是在农残分析时会出现的基质诱导响应增强效应 该效应表现为, 当基质样品进样时, 分析物会出现比非基质样品进样更高的峰形和信号响应 产生的原因为样品基质组份产生了类似保护剂的作用, 覆盖了进样器中的活性位点, 减少了热降解 OP 农残化合物如甲胺磷 乙酰甲胺磷 氧化乐果等分子结构中具有 P = O 双键, 经常受基质诱导效应的影响, 分析物在基质中比在无基质的标准中产生更高的响应, 从而造成加标样品的错误回收率 Anastassiades 等人建议使用分析保护剂最大程度地降低基质诱导响应增强效应造成的误差 5 这些分析保护剂(APs) 被加入到基质萃取液中, 保护易受影响的分析物使其不发生降解反应 Anastassiades 等人 6 在其随后的研究中列举了大量经过评估可以作为 APs 使用的化合物 基于他们的研究, 本应用将古洛糖酸内酯作为分析保护剂进行评估, 重点评估在使用分析保护剂的情况下, 使用超高惰性玻璃毛衬管以及 DB-35ms UI 超高惰性色谱柱测定 4 种含 P = O 双键的农药残留的优势 实验部分 安捷伦 7890 GC/5975C MSD, 配备火焰光度检测器 (FPD), 安捷伦 7683B 自动进样器用于样品导入 双路分流吹扫微板流路控制装置 (CFT) 可使流出物按 1:1 进入 MSD 和 FPD CFT 还可实现柱后反吹 7 表 1 为该应用的色谱条件 表 2 为该应用的样品流路耗材 备件 表 1. 色谱条件 GC/MSD 安捷伦 7890/5975C 自动进样器 安捷伦 7683B, 5.0 µl 自动进样针 ( 部件号 ) CFT 双路分流吹扫 ( 部件号 G3180B) 分流比 1:1 MSD:FPD MSD 限流器 1.43 m 0.18 mm 内径去活化石英管 ( 部件号 ) FPD 限流器 0.53 m 0.18 mm 内径去活化石英管 ( 部件号 ) Aux EPC 3.8 psi 恒压 进样口 2 µl 不分流 ;250 C; 60 ml/min 吹扫 0.25 min; 载气节约 :2 min 20 ml/min 色谱柱 DB-35ms UI 30 m 0.25 mm 0.25 µm ( 部件号 UI) 载气 氦气, 恒压 psi, 95 C 柱温 95 C ( 保持 0.5 min), 以 25 C/min 的速度升至 210 C 后以 10 C/min 的速度升至 250 C ( 保持 0.5 min), 接着 20 C/min 升至 290 C ( 保持 4.5 min) 柱后反吹 290 C,8.75 min, Aux EPC:45 psi ; 进样口 :2 psi MSD 传输线 300 C, 离子源 300 C, 四级杆 150 C FPD 230 C, 氢气 75 ml/min, 空气 100 ml/min, 载气 + 补偿气 (N2) 60mL/min 表 2. 流路耗材 样品瓶和瓶盖 琥珀色螺纹盖样品瓶套装, 通过质谱测试 ( 部件号 ) 样品瓶内插管 250 µl 玻璃 / 聚合物支脚 ( 部件号 ) 进样针 5 µl ( 部件号 ) 隔垫 高级绿色隔垫 ( 部件号 ) 进样口衬管 超高惰性单细径锥衬管, 内装去活玻璃棉 ( 部件号 ) 毛细管柱密封圈 短,0.4 mm ID; 85/15 vespel/ 石墨 ( 部件号 ) PCT 接头 内螺母 ( 部件号 G ) PCT 密封圈 SilTite 密封圈,0.25 mm id ( 部件号 ) 20 倍放大器 20 倍放大器 ( 部件号 ) 100

101 试剂和化学品 所有试剂和溶剂均为 HPLC 或 Ultra Resi 级 乙腈 (CAN) 购自 Honeywell 公司 (Muskegon, MI, USA), 甲苯购自 Burdick & Jackson 公司, 丙酮通过 VWR International (West Chester, PA, USA) 购买于 JT Baker 公司 农残纯标购自 Chem Service, Inc. (West Chester, PA, USA), 古洛糖酸内酯购自 Aldrich 公司 (St. Louis, MO), 三苯基磷酸盐购自 Alfa Aesar 公司 (Ward Hill, MA) 溶液和标准 使用丙酮配置 OP 有机磷农残的单标, 浓度 1~2mg/mL 再用丙酮稀释成含每组份浓度 50 µg/ml 的单标储备液 标准使用液是用贮备液稀释而成, 浓度范围 1~ 5 µg/ml 三苯基磷酸盐(TPP) 的甲苯溶液作为替代物标准使用, 浓度分别为 1, 15 和 100 µg/ml 将一定量的古洛糖酸内酯溶解在最少量的水和适量的 ACN 中制成分析保护剂, 浓度为 50 mg/ml 通过适当稀释, 将农残标准使用液和替代物标准使用液 ( 或称内标 ) 在基质空白萃取液中配制成基质标液 将适量古洛糖酸内酯溶液加入到校准系列中配制成各含古洛糖酸内酯 0.5 mg/ml 的校准系列 样品制备 以购自当地商店的特级初榨橄榄油作为样品进行分析 样品萃取采用改进型 QuEChERS 方法 图 1 显示了样品处理流程图 称量两份 3.00 (± 0.05) g 橄榄油样品于离心管中 各加入一支搅拌子 ( 部件号 ) 以帮助样品萃取, 各加入 7 ml 试剂级冷水, 涡旋 1 min; 再各加入 10 ml ACN, 涡旋 1 min; 再各加入 1 份安捷伦原装 QuEChERS 萃取试剂包 ( 部件号 ), 包括 4 g MgSO4 和 1 g NaCl 将离心管盖上塞子, 先在 1500 rpm 的机械振荡器上震荡 1 min, 再在 4000 rpm 的离心机上离心 5 min 取 8 ml 上清液至安捷伦 QuEChERS AOAC 分散固相萃取 (dspe) 的 15 ml 样品管中制备油脂类样品 ( 部件号 ) dspe 样品管先涡旋 1 min, 再以 4000 rpm 离心 5 min, 将大约 5.5 ml 萃取液转移到另一支 dspe 样品管中重复上述操作, 进行二 次萃取 收集第二次的萃取液, 加入适量的农残标准使用液和替 代物标准使用液, 配成基质标液 加入适量古洛糖酸内酯溶液, 使其浓度为 0.5 mg/ml 萃取液随之经 GC/MS/FPD 按照表 1 中 所列的色谱条件进行测定 QuEChERS 样品制备流程 结果和讨论 需要制备大量的橄榄油基质样品以满足在 GC/MS/FPD 系统和同 一根 DB-35ms UI 超高惰性色谱柱上重复 100 次进样的需要 安 捷伦超高惰性玻璃毛衬管的性能通过重复进样 100 次 250 ng/ml 的基质标液进行评估 每 100 次基质进样后, 会运行一针溶剂空 白 首先在无分析保护剂条件下, 对超高惰性玻璃毛衬管的性能 进行测试 然后将色谱柱头切掉一段, 装上新的镀金密封圈, 隔 垫, 超高惰性玻璃棉衬管和 O 型圈, 基质标液中加入古洛糖酸内 酯溶液, 在有分析保护剂的条件下对衬管性能进行测试 对甲胺 磷, 乙酰甲胺磷, 氧化乐果和乐果的结果进行仔细计算, 评估 GC/MS/FPD 中超高惰性玻璃毛衬管的性能和使用分析保护剂对 结果的影响 3.00 (± 0.05) g 50 ml 7 ml DI min 10 ml ACN 1 min QuEChERS 5 g rpm 1 min 4000 rpm 5 min 8 ml ACN AOAC 15 ml min 4000 rpm 5 min ACN AOAC 15 ml min 4000 rpm 5 min 101

102 超高惰性气相色谱柱及配件应用文集 食品安全 图 2 为 QuEChERS 基质标液在安捷伦超高惰性玻璃毛衬管上第 1 次 第 50 次和第 100 次进样的农残色谱图 甲胺磷 乙酰甲 胺磷 氧化乐果和乐果的信号响应和峰形在整个进样过程中基本 保持一致 所有 4 种目标 OP 农残的重现性均取得良好的结果 100 次进样的 %RSD< 9% 表 3 为每种 OP 农残在 10 次 50 次和 100 次进样后的 % RSD 信号强度 峰形和峰面积结果的高度一 致 表 明 超 高 惰 性 玻 璃 毛 衬 管 可 成 功 应 用 于 100 或 更 多 次 QuEChERS 基质进样 并可高效地将样品中的问题有机磷组份分 离至检测器进行检测 使用安捷伦超高惰性玻璃毛衬管进行 100 次有机磷农残进样 ၚᆌ ၚᆌ Ӄଡ!! 14 ᅚḅ Ӄଡ एዊՔᅂ!ڼ 1! ᄣ एዊՔᅂ!ڼ 50! ᄣ एዊՔᅂ!ڼ 100! ᄣ एዊՔᅂ!ڼ 1! ᄣ एዊՔᅂ!ڼ 50! ᄣ!! एዊՔᅂ!ڼ 100! ᄣ क़ क़ ၚᆌ ၚᆌ क़ ࡕ ᄟ ࡕ एዊՔᅂ!ڼ 1 ᄣ एዊՔᅂ!ڼ 50! ᄣ एዊՔᅂ!ڼ 100! ᄣ एዊՔᅂ!ڼ 1! ᄣ एዊՔᅂ!ڼ 50! ᄣ एዊՔᅂ!ڼ 100! ᄣ क़ क़ 图 2. 在无分析保护剂条件下 复杂有机磷农残在超高惰性玻璃毛衬管上第 1 次 第 50 次和第 100 次进样的谱图叠加比较 1024

103 超高惰性气相色谱柱及配件应用文集 食品安全 安捷伦超高惰性玻璃毛衬管的重复性 %RSD 图 3 为分别在使用/不使用分析保护剂两种条件下 在超高惰性玻 表 3. 璃棉衬管上进样 100 次后 基质标液的响应比较图 从图中可以 看出 对于大多数问题 OP 农残 使用分析保护剂可以显著增强 在无分析保护剂条件下 250 ng/ml 基质标液在安捷伦超高惰性玻璃毛 衬管上不同进样次数得到结果的重复性 信号响应 对乐果而言 分析保护剂只对其信号响应稍有改善 农残 10 不同进样次数 %RSD 甲胺磷 乙酰甲胺磷 氧化乐果 乐果 使用分析保护剂 乙酰甲胺磷和氧化乐果的信号响应增强了 40% 甲胺磷的信号增强了 20% 乐果的信号增强了 8% 分析保护剂 主要还改善了乙酰甲胺磷 氧化乐果和甲胺磷的峰形 图 3 还对 100 次进样后的峰拖尾因子进行了比较 说明分析保护剂对样品 流路潜在活性点的覆盖作用可以使基质样品集中出峰 减少拖尾 分别在使用与不使用分析保护剂的条件下 峰形和信号响应的对比 ᅚḅ Ӄଡ Ӄଡ ࡕ ᅺጱ!0.84 ᅺጱ1.09 ᅺጱ!3.77 ᅺጱ!0.89 ᄟ ࡕ ᅺጱ4.94 ᅺጱ!1.35 ᅺጱ!2.4 ᅺጱ क़ क़ क़ क़ ၚᆌ एዊՔᅂ!ڼ 100! ᄣ 16 ๑ᆩ ݴ ဆԍ व 15 փ๑ᆩ ݴ ဆԍ व क़ 图 3. 在使用和不使用分析保护剂两种条件下 复杂 OP 农残在超高惰性玻璃毛衬管上第 100 次进样的谱图叠加和保留时间偏移比较 1035

104 结论 以上结果明确显示, 使用安捷伦超高惰性玻璃棉衬管在至少连续 100 次橄榄油 QuECHeRS 基质进样后仍能有效测定有机磷农残 对复杂样品的 250 ppb 的有机磷农残溶液, 分别对其第 1 次 第 50 次和第 100 次进样的信号响应和峰形进行了比较, 结果表现出高度的一致性 这种一致性无论古洛糖酸内酯分析保护剂存在与否都存在 结果的一致性还说明该研究中, 因为与超高惰性衬管中的玻璃毛的相互作用, 没有造成农残组份的损失 古洛糖酸内酯分析保护剂的加入确实提高了乙酰甲胺磷和氧化乐果的信号响应和峰形, 甲胺磷和乐果的信号和峰形也有所改善, 但不及前二者明显 所有可以提高系统和样品路径惰性的合理方法均可以被尝试, 以获得具有挑战性 P=O 双键的有机磷农残测定结果的一致性和准确性 最新维护的进样口, 超高惰性玻璃毛衬管和安捷伦 DB-35ms 超高惰性色谱柱所组成的高度去活的系统在一定程度上也受益于古洛糖酸内酯分析保护剂的加入 超高惰性玻璃毛衬管和 DB-35 ms 超高惰性色谱柱的组合被证明是 4 种含 P=O 双键有机磷农残分析的最佳工具, 可以获得一致的回收率和峰形 甲胺磷 乙酰甲胺磷 氧化乐果和乐果这些公认的问题农残在使用超高惰性玻璃毛衬管和 DB-35 ms 超高惰性色谱柱, 重复 100 次基质进样后, 不管分析保护剂添加与否, 均能获得高度一致的结果 参考文献 1. D. R. Erney, A. M. Gillespie, D. M. Gilvydis, C. F. Poole. Explanation of the matrix-induced chromatographic response enhancement of organophosphorus pesticides during open tubular column gas chromatography with splitless or hot on-column injection and flame photometric detection. Journal of Chromatography 1993; 638, D. Smith 和 K. Lynam 应用安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性色谱柱对橄榄油中的有机磷农残进行 GC/FPD 分析 安捷伦科技. 出版号 CHCN 3. 科技综述 Agilent J&W 超高惰性 GC 色谱柱 : 一种新的应对活性化合物分析挑战的强大工具 安捷伦科技, 出版号 CHCN 4. K. Lynam, 使用通过惰性检测的 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱分析半挥发性化合物 安捷伦科技, 出版号 CHCN 5. M. Anastassiades, S. J. Lehotay, D. Štajnbaher, F. J. Schenck. Fast and Easy Multiresidue Method Employing Acetonitrile Extraction/Partitioning and Dispersive Solid-Phase Extraction for the Determination of Pesticide Residues in Produce. J. AOAC Int. 2003; 86, M. Anastassiades, K. Mastovska, and S. J. Lehotay. Evaluation of analyte protectants to improve gas chromatographic analysis of pesticides. Journal of Chromatography A. 2003; 1015, C. K. Meng, 利用反吹技术提高柱效和延长色谱柱寿命 安捷伦科技, 出版号 CHCN 更多信息 如需有关我们产品和服务的更多信息, 请访问 安捷伦科技公司对本资料中所包含的错误, 以及由于提供或使用本资料所引起的相关直接或间接损失不承担任何责任 本书中的信息 说明和性能指标如有变更, 恕不另行通知 安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司,2011 中国印刷 2011 年 6 月 2 日 CHCN 104

105 安捷伦 J&W DB-624 超高惰性毛细管色谱柱 GC/MS 静态顶空法筛查安捷伦 J&W DB-624 超高惰性毛细管精馏酒色谱柱 GC/MS 静态顶空法筛查精馏酒 关键词 食品检测 农业 应用报告 食品检测和农业 作者 Ken Lynam 安捷伦科技有限公司 摘要 本研究重点阐述了安捷伦 J&W DB-624UI 超高惰性色谱柱静态顶空 GC/MS 法筛查精馏酒的有效性 色谱柱的惰性为复杂精馏酒基质中的活性醛分析提供了良好的峰形 从橙味白兰地酒和波旁酒样品的分析结果中可观察到明显的差异 DB-624UI 色谱柱的惰性和选择性使静态顶空分析精馏酒的过程变得简单明确 前言 蒸馏酒的小批量生产正在成为一种日益流行的生产方式, 同时这种方式也拓宽了市场, 满足了那些口味挑剔消费者的需求 对这些饮品中存在的味道成分进行分析有助于跟踪完整的发酵过程 进行批次质量控制或者评估新型配方 / 传统配方对酒香的影响 本研究使用安捷伦 J&W 超高惰性 DB-624UI 毛细管色谱柱对选定的几种酒的成分进行了检测 杂醇油以及相关发酵产品对酒精饮料的芳香和口味起着至关重要的决定作用 杂醇油或高级醇以及他们的酯类 邻二酮和醛类都会对酒中气味特性的平衡产生影响 顶空 GC/MS 分析可用于监测所需的气味特性在批内产品中的增加情况, 可以控制异味成分, 或者作为研究和开发的工具, 研究开发新型配方来增强复杂基质中的芳香特性 105

106 使用静态顶空 GC/MS 来筛查酒中芳香组分是一种非常简便的检 测方法 因为这些饮品中存在大量的乙醇, 通常需要将酒在顶空瓶中按 5:1 或更高的比例进行稀释, 来解决组分与乙醇共流出的问题 材料和方法 研究使用安捷伦 7890/5975C GC/MS 系统, 配以分流 / 不分流进样口和 MSD 三轴检测器以及安捷伦 7697A 顶空进样器, 同时使用 MSD Chem Station E 软件进行一系列实验 仪器条件 色谱柱 : 安捷伦 J&W DB-624UI 超高惰性色谱柱,30 m 0.32 mm, 1.8 µm( 部件号 UI) 载气 : 氦气,2.3 ml/min, 恒流,35 C 柱箱 : 35 C(5 min), 10 C/min 升至 100 C(1.5 min), 15 C/min 升至 220 C(3.0 min), 25 C/min 升至 250 C(2.8 min) 进样口 : 分流 / 不分流,220 C,1 µl, 分流比 20:1 进样体积 : 1 ml MSD: 扫描范围 amu, 离子源温度 230 C, 四级杆温度 150 C, 传输线温度 260 C GC/MS: 安捷伦 7890/5975C, 带 MMI 和 FID 进样器 : 111 位样品盘的安捷伦 7697A 顶空进样器 流路备件和耗材 样品瓶 : 20 ml 平底钳口顶空瓶 (100/ 包, 部件号 ) 样品瓶盖 : 顶空瓶盖 / 高性能隔垫 (100/ 包, 部件号 ) 隔垫 : 不粘连流失性和温度优化隔垫 (50/ 包, 部件号 ) 进样口衬管 : 1 mm 直型单锥惰性衬管 ( 部件号 ) 密封垫圈 : 0.5 mm 内径,85/15 Vespel/ 石墨短垫圈 (10/ 包, 部件号 ) 封盖器 : 20 mm 电动封盖器 ( 部件号 ) 传输线 : 0.53 mm 去活熔融石英管 (5 m, 部件号 ) 螺母 : 1/6 到 1/32 英寸变径螺母 ( 部件号 ) 镀金密封圈 : 带垫圈的镀金密封垫 (10/ 包, 部件号 ) 放大镜 : 20 倍放大镜 ( 部件号 ) 样品制备 发酵相关醇类标准品 醛类标准品和杂醇酯类标准品均购于美国密苏里州圣路易斯市的 Sigma Aldrich 公司 将这些标准品用乙醇 (200-proof 分子生物学级别, 购于 Sigma Aldrich) 制备成浓度为 1000 µl/l 的三类储备液, 后续稀释使用去离子水稀释 酒分别购于当地百货店, 一种顶级橙味白兰地, 一种打折橙味白兰地和一种酸麦芽波旁酒均用于气味成分分析 将 8 ml 去离子水加入到事先装有 2 ml 酒的顶空瓶中, 溶液的终体积为 10 ml, 白酒被稀释了 5 倍 结果和讨论 图 1 所示为 1 µl/l 的醛类和杂醇油类以及杂醇酯混标的总离子流图, 在此浓度下, 使用 SCAN 模式, 每种标准的谱图都与美国国家标准与技术研究院 (NIST) 谱库高度匹配 安捷伦 J&W DB-624UI 色谱柱实现了组分的良好分离 醛类的峰形尖锐而明确, 充分说明了色谱柱的超高惰性 色谱柱对混标中感兴趣组分的选择性也十分优异, 对位置异构体异戊醇和旋性戊醇以及他们的酯类分离度良好 如果想要获得水平相当的分离度, 平常使用的色谱柱需要 60 m 长, 而这导致了额外的运行时间, 而本研究可以在 28 min 内即完成整个分析 使用 SCAN 模式可以在 1 µl/l 浓度上直接进行发酵和蒸馏相关气味组分的筛查 与乙醇出峰接近的感兴趣组分得到了很好的分离, 并可通过 NIST 谱库进行轻松地检索和识别 对已经给定的一系列目标化合物, 可以通过已知的定性和定量离子碎片信息进行 SIM/SCAN 同时扫描或 SIM 扫描实现更低浓度的检测 106

107 1 µl/l min 峰序号 1. 乙醛 2. 甲醇 3. 乙醇 4. 丙酮 5. 异丙醇 6. 异丁醛 丙醇 8. 丁醛 9. 2,3- 二丁酮 ( 邻二酮 ) 10. 乙酸乙酯 丁醇 12. 异丁醇 丁醇 14. 2,3- 戊二酮 ( 邻二酮 ) 15. 丙酸乙酯 16. 乙酸丙酯 戊醇 18. 异戊醇 19. 旋性戊醇 20. 乙酸异丁酯 戊醇 22. 丁酸乙酯 23. 正己醛 24. 乙酸异戊酯 25. 旋性乙酸戊酯 己醇 27. 庚醛 28. 辛醛 29. 1,3,5- 三聚甲醛杂质 30. 1,3,5- 三聚甲醛杂质 31. 辛酸乙酯 32. 乙酸苏合香酯 甲氧基苯甲醛 34. 癸酸乙酯 图 1. 醛类 杂醇油和杂醇酯混标在安捷伦 J&W DB-624UI(30 m x 0.32 mm,1.8 µm) 色谱柱上的总离子流图 107

108 图 2 中顶级橙味白兰地的总离子流图显示了一个良好的酒分筛查分析图 混标中相当大量的组分出现在样品的谱图中, 同时还包括某些额外的色谱峰, 主要以乙酸乙酯到长链有机酸酯如肉豆蔻酸乙酯 (C 16 ) 为主 要特别注意第 1,5,10,14 和 19 位置上的醛类物质的完美峰 形, 醛类因为自身的活性特点, 一直是色谱分析的挑战, 本研 究未观察到活性物质分析常见的峰拖尾现象 1: min 峰序号 1. 乙醛 2. 甲醇 3. 乙醇 4. 甲酸乙酯 5. 异丁醛 丙醇 7. 乙酸乙酯 8. 异丁醇 9. 烯丙基乙醚 10. 乙醛 11. 异戊醇 12. 旋性戊醇 13. 丁酸乙酯 14. 异丁醛 15. 乙酸异戊酯 16. a- 蒎烯 17. b- 蒎烯 18. 己酸乙酯 19. 辛醛 20. 右旋柠檬烯 21. b- 茴香萜 22. b- 罗勒烯 23. g- 松油烯 24. (+) 4- 蒈烯 25. b- 芳樟醇 26. 反式 -2- 蒎烷醇 27. 辛酸乙酯 28. a- 松油醇 29. 癸酸乙酯 30. 月桂酸乙酯 31. 肉豆蔻酸乙酯 图 2. 顶级橙味白兰地经顶空瓶中去离子水稀释 5 倍后在安捷伦 J&W DB-624UI(30 m x 0.32 mm,1.8 µm) 色谱柱上的总离子流图 108

109 图 3 中打折品牌橙味白兰地的总离子流图显示了一个良好的酒分 筛查分析图, 这与图 2 中顶级橙味白兰地的谱图有显而易见的差 别 其中的异丁醛, 乙酸乙酯和异戊醇含量均低于顶级橙味白兰 地 b- 蒎烯水平的差别尤其引人注目, 打折品牌白兰地中的浓度 远远低于顶级白兰地 14 min 到 22 min 流出的萜类化合物的差 别也非常明显 1: min 峰序号 1. 乙醛 2. 甲醇 3. 乙醇 4. 甲酸乙酯 5. 异丁醛 丙醇 7. 乙酸乙酯 8. 异丁醇 9. 乙醛 10. 异戊醇 11. 旋性戊醇 12. 丁酸乙酯 13. 乙酸异戊酯 14. a- 蒎烯 15. b- 蒎烯 16. b- 月桂烯 17. 己酸乙酯 蒈烯 19. 辛醛 20. 右旋柠檬烯 21. g- 松油烯 22. (+) 4 蒈烯 23. b- 芳樟醇 24. 辛酸乙酯 25. 癸醛 26. 辛醛二乙缩醛 27. 癸酸乙酯 28. 月桂酸乙酯 29. 肉豆蔻酸乙酯 图 3. 打折品牌橙味白兰地经顶空瓶中去离子水稀释 5 倍后在安捷伦 J&W DB-624UI(30 m x 0.32 mm,1.8 µm) 色谱柱上的总离子流图 109

110 图 4 为小批量生产的酸麦芽波旁酒的总离子流图 波旁酒的分析筛查图在某种程度上比图 2 和图 3 中的橙味白兰地简单 在波旁酒样品中, 某些关键的特异性指标如乙酸乙酯 异丁醇 异戊醇 旋性戊醇和癸酸乙酯 (C12) 的浓度均较前二者高 : min 峰序号 1. 乙醛 2. 甲醇 3. 乙醇 4. 甲酸乙酯 丙醇 6. 乙酸乙酯 7. 异丁醇 8. 二乙氧基甲烷 9. 丙酸乙酯 10. 二乙氧基乙烷 11. 异戊醇 12. 旋性戊醇 13. 乙酸异丁酯 14. 丁酸乙酯 15. 乙酸异戊酯 16. 旋性乙酸戊酯 17. 己酸乙酯 18. 庚酸乙酯 19. 辛酸乙酯 20. 壬酸乙酯 21. 反式 -4- 癸烯酸乙酯 22. 癸酸乙酯 23. 辛酸异戊酯 24. 月桂酸乙酯 25. 癸酸异戊酯 26. 肉豆蔻酸乙酯 图 4. 小批量生产的酸麦芽波旁酒经顶空瓶中去离子水稀释 5 倍后在安捷伦 J&W DB-624UI(30 m x 0.32 mm,1.8 µm) 色谱柱上的总 离子流图 110

111 结论 安捷伦 J&W DB-624UI 30 m 0.32 mm,1.8 µm 色谱柱在分析复杂酒基质中发酵和蒸馏相关化合物的过程中表现出了优异的惰性和选择性 无论是 1 µl/l 标准溶液还是橙味白兰地样品, 其中的醛类化合物尖锐而对称的峰形充分证明了色谱柱的超高惰性 本报告论证了高惰性和高选择性的 J&W DB-624 UI 色谱柱静态顶空 GC/ MS 法分析筛查复杂酒基质的有效性 更多信息 本文中的数据仅代表测定的典型结果 有关产品和服务的更多信 息, 请访问 111

112 使用 Agilent 7000 三重四极杆气相色谱使用 Agilent / 7000 质谱系统测定海洋贝类中的三重四极杆气化学污染物相色谱 / 质谱系统测定海洋贝类中的化学污染物 关键词 食品安全 应用简报 食品安全 作者 Praveen Kutty,Anthony Gravell, Kathleen Thompson 分析研究与开发中心国家实验服务中心 Innovation Environment Agency Llanelli Carmarthenshire SA15 4EL UK( 英国 ) 摘要 目前已开发出基于改进的 QuEChERS 萃取的样品前处理方法, 结合 GC/MS/MS 技术测定选定的有机氯农药 多环芳烃和多氯联苯同系物 该分析方法可满足 英国清洁海洋环境监测项目 所规定的海洋贝类组织 ( 贻贝 ) 中有机化学污染物的检测限要求 Chris Sandy 安捷伦科技 ( 英国 ) 有限公司 610 Wharfedale Road Winnersh Triangle Wokingham Berkshire RG41 5TP UK( 英国 ) 112

113 引言 清洁海洋环境监测项目 (CSEMP) 是专门监测英国海岸和河口区域的化学污染物浓度的一项计划 本项目的主要驱动力为 : 满足奥斯陆 - 巴黎公约 (Oslo and Paris Convention, OSPAR) 中的联合评估与监测项目 (JAMP) 的强制性监测要求 满足 EC 指令的合规性要求 EC 危险物质指令 (76/464/EEC) 要求对沉积物或生物群进行分析以确定污染物的排放趋势 为满足 贝类水体指令 (79/923/EEC) 贝类卫生指令 (91/492/EEC) 及其修订版指令 97/61/EC, 以及 渔产品指令 (91/493/EEC) 的某些要求, 也需要对贝类体内的有机污染物进行监测 [1] 该项目规定了 16 种有机氯化合物 (OCP) 28 种多环芳烃 (PAH) 和 7 种多氯联苯同系物 (PCB) 对 OCP 和 PCB 的检测限 (LoD) 要求为 0.1 µg/kg, 对 PAH 的检测限要求为 µg/kg 基于改进的 QuEChERS [2],[3] 提取方法, 针对海洋贝类组织 ( 贻贝 ) 中的此类有机污染物开发出了一种提取方法, 采用气相色谱 - 三重四极杆质谱联用仪 (GC- QQQ) 对提取物进行分析 气相色谱方法中包含柱后压力控制三通, 其有利于通过柱后的后运行反吹除去高沸点基质组分, 如果不去除这些组分, 它们将在分析过程中残留于色谱柱上, 造成色谱性能的下降和质谱仪离子源的污染 关于柱后反吹的有效性已在此前出版的安捷伦应用文摘中进行了说明 [4] 实验部分校准标样 天然 PAH 和同位素标记的 PAH 内标物分别购自 SPEX Certiprep 和 Cambridge Isotopes 定制的 OCP 和 PCB 同系物混合标样购自 LGC Promochem PCB 155 和同位素标记的 OCP 内标物购自 QMX 和 CDN Isotopes 样品前处理采用改进的 QuEChERS 提取方法提取 2 g 的均质化贻贝组织样品 提取和净化工作流程如图 1 所示 1. 2 g QuEChERS ml turbvap 0.5 ml 2. ISTD ml (DCM) 0.5 ml 10 ml DCM 0.5 ml ml ml 0.5 ml 10 ml 0.5 ml ml 1% C 1 g 15 ml SPE 5. QuEChERS AOAC ( ) SPE 1 g 10 ml DCM 20 ml rpm 5 SPE 20 C SPE 13 ml 40:60 DCM: 7. 1 g ml C ml 2 ml 图 1. 样品提取和净化步骤的流程图 113

114 气相色谱 / 质谱 / 质谱分析 使用 Agilent 7890 气相色谱 /7000 三重四极杆气相色谱 / 质谱系 统进行分析 7890 系列气相色谱配备了二氧化碳冷却的多模式进 样口 (MMI) 和 15 m 0.25 mm 内径的 0.25 µm DB-5MS UI 毛细 管柱和 0.65 mm 内径 0.15 mm 内径,0.15 µm DB-5MS UI 限 流器, 该限流器通过微板流路压力控制三通连接至质谱仪 该气 相色谱 / 质谱 / 质谱系统配置的示意图如图 2 所示 分析色谱柱在恒流模式下运行, 色谱采用保留时间锁定, 采用保 留时间为 分钟处的 PCB 118 作为锁定化合物 压力控制三 通在恒压模式下运行, 采用气路控制模块 (PCM) 控制氦气 配备 Agilent 7693A 自动液体进样器, 使用 10 µl 注射器进行 1 µl 冷不分流进样 ( 在气相色谱 / 质谱 / 质谱方法优化过程中 ) 或者使 用 25 µl 注射器进行 10 µl 溶剂排空进样 ( 用于仪器校准和样品 分析 ) 7000B QQQ CO 2 15 m 0.25 mm id, 0.25 µm DB-5MSUI ( UI) PCM 0.65 m 0.15 mm id, 0.15 µm DB-5MSUI 7890A 表 1. 气相色谱分析条件 色谱柱 (1) 15 m 0.25 mm 内径,0.25 µm DB-5MS UI ( UI) 色谱柱 (2) 0.65 m 0.15 mm 内径,0.15 µm DB-5MS UI ( 由 切割得到 ) 进样模式 (1) 1 µl 冷脉冲不分流进样, 使用 CO 2 进行冷却的多 模式进样口和 10 µl 注射器 进样口温度程序 50 C( 保持 0.05 min), 以 600 C/min 的速率 升至 325 C 进样口压力脉冲 13.0 psig,0.75 min 分流口的吹扫流速 50 ml/min,1.0 min 进样口衬管 2 mm 内径, 多阻板 ( ) 进样模式 (2) 10 µl 溶剂排空进样模式, 使用 CO2 冷却的多模 式进样口 (MMI) 和 25 µl 注射器 进样口温度程序 40 C( 保持 0.31 min), 以 600 C/min 的速率 升至 325 C 进样口排空压力 5.0 psig 进样口排空流速 100 ml/min 进样口排空时间 0.31 min 出口压力 0 psig 进样进样速度 100 µl/min 分流口的吹扫流速 50 ml/min,1.0 min 进样口衬管 2 mm 内径, 多阻板 ( ) 载气 氦气, 恒流,1.2 ml/min 柱温程序 50 C (1) C/min (0) 10 C/min 300 C (1.5) RTL 化合物 PCB 118, 锁定于 min 处 压力控制三通 G3186B, 在 2.0 psig 恒压模式下运行 反吹条件 进样口压力 1.0 psig,pcm 压力 60 psig 时间 2.0 分钟 图 2. GC/MS/MS 系统配置示意图 表 2. 质谱仪运行条件 GC 仪器条件在表 1 中列出 质谱仪在电子碰撞电离 (EI) MS/MS 模式下运行, 对于所有分析物及其相关的内标物均使用多反应监测 (MRM) 质谱仪运行条件在表 2 中列出, 所有分析物及其各自的保留时间 监测离子转换 碰撞能量和驻留时间列于表 3 中 MS 传输线温度 325 C MS 源 300 C MS 四极杆 1 2 温度 150 C, 150 C 碰撞池气体 氮气 1.5 ml/min, 氦气 2.25 ml/min MS1 / MS2 分辨率 宽 / 宽 MRM 设置 见表 3 电子能量 -70 ev 电离模式 电子碰撞 (EI) EI 自动调谐 增益归一化 增益因子 5 114

115 表 3. OCP PAH PCB 同系物和标记的内标物的质谱 / 质谱设置 保留时间 驻留时间 驻留时间 TS 时间 分析物 (min) 母离子 子离子 (ms) 碰撞能量 (V) 前体 产物 (ms) 碰撞能量 (V) d3-135-tcb TCB d8- 萘 萘 HCBD d8- 苊烯 苊烯 d10- 苊 苊 d10- 芴 芴 d6-hch - α HCH - α HCB HCH- β d6-hch- γ HCH - γ 硫芴 d10- 菲 菲 蒽 HCH - δ PCB PCB 艾氏剂 异艾氏剂 d10- 荧蒽 荧蒽 PCB op-dde PCB d10- 芘 芘

116 表 3. OCP PAH PCB 同系物和标记的内标物的质谱 / 质谱设置 ( 续表 ) 保留时间 驻留时间 驻留时间 碰撞 TS 时间 分析物 (min) 母离子 子离子 (ms) 碰撞能量 (V) 母离子 子离子 (ms) 能量 (V) 5 pp-dde C13- 狄氏剂 狄氏剂 op-ddd 异狄氏剂 PCB 118(RTL 化合物 ) pp-ddd op-ddt PCB C13-pp-DDT pp-ddt PCB 苯并 [a] 蒽 d12- 屈 屈 / 三亚苯 PCB 苯并 [b+j] 荧蒽 d12- 苯并 [k] 荧蒽 苯并 [k] 荧蒽 苯并 [e] 芘 d12- 苯并 [a] 芘 苯并 [a] 芘 芘 d12- 茚并 [123-cd] 芘 茚并 (123-cd) 芘 d14- 二苯 [a,h] 蒽 二苯 [a,h] 蒽 d12- 苯并 [g,h,i] 芘 苯并 [ghi] 芘

117 结果与讨论色谱 所有分析物的全部 MRM 转换的总离子流色谱图 (TIC) 如图 3 所示 为了看得更加清楚,OCP PAH 和 PCB 同系物的标记 TIC MRM 色谱图分别见于图 4 5 和 图 校准标样的 TIC MRM 色谱图 图 HCBD 2. a-hch 3. HCB 4. b-hch 5. g-hch 6. d-hch op-dde 10. pp-dde op-ddd pp-ddd 15. op-ddt 16. pp-ddt OCP 分析物的 TIC MRM 色谱图

118 [a] [b+j] 13. [k] 14. [e] 15. [a] [1,2,3-cd] 18. [a,h] 19. [g,h,i] 图 PAH 分析物的 TIC MRM 色谱图 PCB PCB PCB PCB PCB PCB PCB PCB 图 PCB 同系物的 TIC MRM 色谱图

119 分析物校准曲线 使用五点内标 (ISTD) 校准法对 GC-MS/MS 系统进行校准 使用己烷配制目标分析物的校准标样, 标样浓度分别为 和 pg/µl 添加的所有内标物均为 80.0 pg/µl 使用 10 µl 溶剂排空模式进样创建校准曲线 所有分析物校准曲线的相关系数均大于 表 4 列出了曲线拟合类型和相关系数值 处于目标浓度范围的 g-hch PCB 118 和苯并 [a] 芘的示例校准曲 线如图 7 所示 表 4. ISTD 校准曲线的曲线拟合和相关系数 分析物曲线拟合 R 2 HCBD 二次 a-hch 线性 HCB 线性 b-hch 线性 g-hch 线性 d-hch 线性 艾氏剂 线性 异艾氏剂 线性 op-dde 线性 p,p-dde 线性 狄氏剂 线性 op-ddd 线性 异狄氏剂 线性 pp-ddd 线性 o,p-ddt 线性 p,p-ddt 线性 萘 线性 苊烯 线性 苊 线性 芴 线性 硫芴 线性 菲 线性 蒽 线性 荧蒽 线性 芘 线性 苯并 [a] 蒽 线性 屈 + 三亚苯 线性 苯并 [b+j] 荧蒽 线性 苯并 [k] 荧蒽 线性 苯并 [e] 芘 线性 苯并 [a] 芘 线性 芘 线性 茚并 [123-cd] 芘 线性 二苯 [a,h] 蒽 线性 苯并 [g,h,i] 芘 线性 PCB 28 线性 PCB 52 线性 PCB 101 线性 PCB 118 线性 PCB 153 线性 PCB 138 线性 PCB 180 线性 图 7. g-hc( 上图 ) PCB 11( 中图 ) 和苯并 [a] 芘 ( 下图 ) 的五点 ISTD 校准曲线 119

120 目标分析物的回收率和定量分析 表 5. 目标分析物及其相关的 ISTD, 定量重现性 RSD% 值 称取五份等量的均质化贻贝组织样品 (2 g) 放入 QuEChERS 提取管内 使用浓度相当于 4 µg/kg(8 ng/2g 样品 ) 的目标分析物的丙酮溶液和内标物加标至样品中 然后将提取管涡旋混合 1 分钟, 使用图 1 所示的步骤提取样品 各目标分析物的相对标准偏差 (RSD%) 和加标回收率 ( 回收率 %) 根据下列公式进行计算 : 标准偏差相对百分比标准偏差 = X 100 平均值平均值 ( 已加标 ) 回收率 = X 100 [ 平均值 ( 未加标 )+ 加标量 ] 其中,SD 为标准偏差 按化学类别 (OCP PAH 和 PCB) 分组的目标分析物及其相关的内标物 定量重现性和百分比回收率在表 5 中列出 加标贻贝组织中的 OCP PAH 和 PCB 同系物的百分比回收率值还以图示形式分别显示于图 8 (a) (b) 和 (c) 中 RSD% 分析物 ISTD [n=5] 回收率 % HCBD d3-135-tcb a-hch d6-g-hch HCB d6-a-hch b-hch PCB g-hch d6-g-hch d-hch PCB 艾氏剂 PCB 异艾氏剂 PCB op-dde PCB p,p-dde PCB 狄氏剂 13 C- 异狄氏剂 op-ddd PCB 异狄氏剂 13 C- 异狄氏剂 pp-ddd 13 C-pp-DDT o,p-ddt 13 C-pp-DDT p,p-ddt 13 C-pp-DDT 萘 d8- 萘 苊烯 d8- 苊烯 苊 d10- 苊 芴 d10- 芴 硫芴 d10- 芴 菲 d10- 菲 蒽 d10- 菲 荧蒽 d10- 荧蒽 芘 d10- 芘 苯并 [a] 蒽 d12- 屈 屈 + 三亚苯 d12- 屈 苯并 [b+j] 荧蒽 d12- 苯并 [k] 荧蒽 苯并 [k] 荧蒽 d12- 苯并 [k] 荧蒽 苯并 [e] 芘 d12- 苯并 [a] 芘 苯并 [a] 芘 d12- 苯并 [a] 芘 差 d12- 苯并 [a] 芘 茚并 [123-cd] 芘 d14- 二苯 [a,h] 蒽 二苯 [a,h] 蒽 d14- 二苯 [a,h] 蒽 苯并 [g,h,i] 芘 d14- 二苯 [a,h] 蒽 PCB 28 PCB PCB 52 PCB PCB 101 PCB PCB 118 PCB PCB 153 PCB PCB 138 PCB PCB 180 PCB

121 (A) % HCBD a-hch HCB b-hch g-hch d-hch Aldrin Isodrin op-dde p,p-dde op-ddd pp-ddd o,p-ddt p,p-ddt (B) % [a] + [b+j] [k] [e] [a] [123-cd] [a,h] [g,h,i] (C) % PCB28 PCB52 PCB101 PCB118 PCB153 PCB138 PCB180 图 8. 加标贻贝组织中的 (a) OCP,(b) PAHs 和 (c) PCB 同系物的分析物百分比回收率图示 121

122 样品分析海洋贻贝样品购自当地市售贝类供应商, 使用上述样品前处理和气相色谱 / 质谱 / 质谱条件对样品进行均质化 提取和分析 贻贝样品中定量分析检测到的 HCH 异构体的 MRM 色谱图如图 9 所示, 检测到的荧蒽和芘 PAH 的色谱图如图 10 所示, 检测到的 PCB 180 同系物的色谱图如图 11 所示 结论目前已开发出基于改进的 QuEChERS 提取和净化方法的样品前处理方法, 并将其应用于从海洋贻贝组织中提取 OCP PAH 和 PCB 同系物 对于贻贝加标样品, 气相色谱 / 质谱 / 质谱定量方法对所有分析物都可获得良好的重现性和回收率, 回收率范围为 85.4% 123.9% Agilent 7000 三重四极杆气相色谱 / 质谱系统能够可重现 高灵敏度地检测贻贝组织中的 OCP PAH 和 PCB 同系物, 检出浓度最低至 0.1 µg/kg 所用提取/ 净化方法和采用气相色谱 / 质谱 / 质谱方法进行分析的效果能够满足 CSEMP 法规要求 图 (I) (II) 贻贝样品中检测到的 (i) 荧蒽和 (ii) 芘的 MRM 色谱图, 其浓度分别为 8.64 和 5.83 µg/kg (I) (III) (II) (IV) PCB 图 9. 贻贝样品中检测到的 (i) a-hch 和 (ii) g-hch 的 MRM 色谱图, 其浓度分别为 0.06 和 0.30 µg/kg 峰 (iii) 和 (iv) 分别为检测到的痕量 b- HCH 和 d-hch 图 11. 贻贝样品中检测到的 PCB 180 的 MRM 色谱图, 其浓度为 0.14 µg/kg 122

123 参考文献 1. Clean Seas Environmental Monitoring Program - GREEN BOOK, Marine Assessment and Review Group (MARG) UK. 2. Rapid sample preparation procedure for the simultaneous determination of PCBs, PBDEs and PAHs in fish. J Hajslova et al. Accessed from on Development of a simple extraction and clean-up procedure for determination of organo-chlorine pesticides in soil using gas chromatography tandem mass spectrometry. A. Rashid et al. Journal of Chromatography A, 1217 (2010) Improving GC-MS Method Robustness and Cycle Times Using Capillary Flow Technology and Back flushing( 使用微板流路控制和反吹技术提高 GC-MS 方法的耐用性并缩短分析周期 ), 安捷伦应用摘要 EN,2009 年 1 月 致谢 作者衷心感谢安捷伦科技 ( 美国 ) 有限公司化学品和消耗品部的 样品前处理应用科学家 Joan Stevens 博士在样品提取和净化过程 中给予的大力帮助 123

124 环境领域

125 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 定性分析孕激素代谢产物 关键词孕激素代谢产物气质联用 作者 彭富强 中国科学院广州地球化学研究所 摘要 孕激素随着药物的使用等途径进入环境, 研究其代谢归趋对于明确其在环境中的转化机理有重要意义 黄体酮 Progesterone(CAS: ) 和诺炔孕酮 Norgestrel(CAS: ) 是其中两种广泛关注的孕激素, 两者在污水处理厂及河流环境中均有检出 多数研究集中在细菌以及理化环境对这两种物质的降解, 而藻类对其代谢作用关注较少 至于分析的手段, 多数研究者借助 HPLC 良好的分离特性, 利用质谱或核磁共振等手段对其环境中的代谢产物进行分析 另外 GC-MS 分析降解产物也得到广泛应用, 它可以通过图库匹配更快速简洁地为物质定性鉴定提供方向 本文采用 Agilent J&W DB-5ms UI 色谱柱, 得到了良好的物质分离, 通过图库匹配 标准品验证以及衍生化等手段的结合, 对绿藻属蛋白核小球藻 (Chlorella pyrenoidosa) 作用下的两种孕激素代谢产物分别进行了分析 125

126 材料与方法色谱条件 仪器 : GC Agilent 6890N/5975B MSD 进样器 : Agilent 7683B 自动进样器自动进样,1.0 ul 脉冲不分流进样, 280, 0.75min 后 9.3psi, 吹扫流量 100mL/min at 1.0min 样品 : 黄体酮与蛋白核小球藻 (Chlorella pyrenoidosa) 作用后的反应液, 经 SPE 提取所得样品, 其中黄体酮 Dr. Ehrenstorfer GmbH (Augsburg, German) (purity, 99%); 别孕烯醇酮 (CAS: ) 定性标准品 ; 诺炔孕酮与蛋白核小球藻 (Chlorella pyrenoidosa) 作用后的反应液 SPE 提取后经衍生化前处理, 其中诺炔孕酮购于美国药典产品, 可视做 100% 纯品, 衍生化试剂选用硅烷化试剂 MSTFA 载气 : 氦气, 纯度 > %, 1 ml/min, 恒流模式色谱柱 : Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert,30 m x 0.25 mm x 0.25μm ( 部件号 : UI) 柱温 : 初温 :80, 后以 5 /min 升至 310, 保持 5 分钟 检测器 : MSD 离子源温度 250, 四极杆温度 150, 传输线温度 280, EI 模式, 全扫描, 分子量范围 amu 结果与讨论 c d e Abundance Abundance Abundance m/z m/z m/z e+6 3.0e+6 a: metabolites of progesterone by C. pyrenoidosa 图 1. (a) 黄体酮与蛋白核小球藻作用后的代谢产物衍生物 GCMS 分析谱图 (b) 黄体酮标准品谱图 (c~e) 代谢产物质谱图 2.5e+6 2.0e+6 1.5e+6 1.0e+6 5.0e+5 e: 1,4-pregnadiene-3,20-dione c: allopregnanolone d: 3,20-Allopregnanedione Progesterone e+5 allopregnanolone 5e+5 4e+5 3e+5 2e+5 1e+5 0 b: standard substance for qualitative 图一给出了 GC-MS 分析黄体酮在蛋白核小球藻作用 5 天后所得降解产物的分析结果, 根据全扫面结果, 在 min 得到了母体化合物黄体酮, 在图库的匹配分析可得到三种降解产物 allopregnanolone, 3,2 Allopregnanedione 和 1,4-pregnadiene- 3,20-dione 其中 allopregnanolone 经过定性标准品验证, 样品与标准品的出峰时间完全吻合, 均在 分钟, 图库匹配度 R.Match 912; 另外两种物质的出峰时间分别在 min 与 min, 匹配度 R.Match 分别为 898 和 873 从图示结果可以看出, 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 色谱柱得到了良好的分离效果, 峰形较好, 响应值较高 同样对于激素类物质的检测, 在使用相同的前处理方法后,GC-MS 所得分离度与峰形效果方面与本课题组研究建立的 LC-MS/MS 检测激素方法相比 (Liu, Ying et al. 2011), 两者都达到了很好的效果, 前者结合 GC-MS 图库匹配分析, 对于未知样品物质的定性分析具有更显著地优势 126

127 8e+6 6e+6 Abundance e:1,5-dihydronorgestrel-tms Abundance 4e+6 2e m/z time 图 2. 诺炔孕酮与蛋白核小球藻作用后代谢产物衍生物 GCMS 分析谱图 样品衍生化后的全扫描结果如图 2 所示, 衍生化的具体方法参考本课题组论文 (Zhao, Ying et al. 2009) 结果显示, 在 min 得到了可疑物质 1,5-Dihydronorgestrel-TMS, 响应值达 106 水平, 图库匹配度 R.Match 851, 峰形较好 衍生的优势在于可以很大程度提高目标化合物的响应, 但同时存在会引进更大杂质的缺点, 从本次使用 Agilent J&W DB-5ms UI 色谱柱的分析结果看, 物质均得到了良好的分离, 获得了良好的峰形 值得一提的是, 图二所用色谱柱使用时间已超过 1 年, 可见,Agilent J&W DB-5ms UI 色谱柱在长期使用中仍保持了良好的分离和响应特性 结论 黄体酮可以在蛋白核小球藻作用下代谢为 allopregnanolone, 3,2-Allopregnanedione 和 1,4-pregnadiene-3,20-dione; 诺炔孕酮可以被代谢为 1,5-Dihydronorgestrel, 代谢机理为脱氢或加氢的过程 本次使用 Agilent J&W DB-5ms UI 通过 GC-MS 全扫描分析, 得到了良好的分离效果 响应与峰形, 对于实验提取样品 标准品以及衍生样品的分析都有很好的效果, 另外, 使用过程中发现 Agilent J&W DB-5ms UI 具有较长的使用寿命 参考文献 1. Liu, S., et al. (2011). "Trace analysis of 28 steroids in surface water, wastewater and sludge samples by rapid resolution liquid chromatography electrospray ionization tandem mass spectrometry." Journal of Chromatography A 1218(10): Zhao, J. L., et al. (2009). "Determination of phenolic endocrine disrupting chemicals and acidic pharmaceuticals in surface water of the Pearl Rivers in South China by gas chromatography? negative chemical ionization? mass spectrometry." Science of the total environment 407(2):

128 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱分析 2- 苯氧基乙醇和 2,6- 二叔丁基对甲酚 关键词 抗氧化剂 气质联用 作者 陈智锋 中国科学院广州地球化学研究所 摘要 由于 2- 苯氧基乙醇 (2-PE) 和 2,6- 二叔丁基对甲酚 (BHT) 广泛地用于工业生产, 且具有一定的毒理效应 [1,2], 因此, 对于 2-PE 和 BHT 在环境中监测非常重要 杀菌剂和抗氧化剂对气相色谱整个系统的惰性要求很高, 尤其是色谱柱的惰性, 可提供更好的峰形, 实现更低的检测灵敏度 在该应用中, 采用安捷伦 J&W DB-5ms UI( 超高惰性 ) 气相色谱柱检测出痕量的 2-PE 和 BHT, 方法线性卓越, 相关系数值高, 峰型和重现性都很好 128

129 材料与方法色谱条件 仪器 : GC Agilent 6890N/5975B MSD 进样器 : Agilent 7683B 自动进样器自动进样,2.0uL 脉冲不分流进样, 280, 衬管 : 安捷伦超高惰性带玻璃棉不分流衬管 ( 部件号 : ) 样品 : 2- 苯氧基乙醇 (2-phenoxyethanol, 缩写为 2-PE) 购买于 Dr. Ehrenstorfer 公司,2,6- 二叔丁基对甲酚 (2,6-di-tertbutyl-p-hydroxytoluene, 缩写为 BHT) 购买于 AccuStandard 公司, 氘代苊 (Acenaphthene-d10, 缩写为 A-d10) 购买于 Supelco 公司, 上述所购买样品均为标准品 2-PE 和 BHT 溶解于色谱纯甲醇中,a-d10 溶解于色谱纯二氯甲烷中, 且储存液浓度均为 100 mg/l, 后面根据所需浓度不同而稀释 载气 : 氦气 1mL/min, 恒流模式色谱柱 : Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert 30 m 0.25 mm 0.25 μm ( 部件号 : UI) 柱温 : 初温 :60, 保持 1 分钟, 后以 10 /min 升至 150, 保持 2 分钟, 然后以 25 /min 升至 300, 保持 2 分钟 检测器 : MSD 离子源温度 250, 四极杆温度 150, 传输线温度 300, EI 模式, 全扫描和选择性离子模式, 分子量范围 amu 结果与讨论 通过使用 EI 模式全扫描分子量范围 amu 得到 2-PE 的特征离子为 和 138.2,BHT 的特征离子为 和 220.3,A-d10 的特征离子为 , 和 164.3( 下划线为定量离子 ), 其保留时间分别为 很 min 将 2-PE 和 BHT 储存液逐级稀释配制成 和 100 ug/l 系列浓度溶液, 而内标 A-d10 的浓度始终为 100 ug/l, 在已建立的色谱条件下依次检测, 以峰面积对相应的浓度 ( 已进行内标校正 ) 进行线性回归, 得到回归系数 R 2 均为 利用 GC/MS 作为仪器分析, 能够很好地分离各种目标化合物和内标化合物, 得到非常理想的峰型, 响应值和线性, 并且重现性良好 图 μg/l 标样 TIC 图 1. 2-Phenoxyethanol (2-PE) 2. Acenaphthene-d10 (A-d10) (IS) 3. 2,6-di-tert-butyl-p-hydroxytoluene (BHT) 129

130 图 2. 地表水样品 100 μg/l 加标 TIC 图 ( 色谱条件同上 ) 1. 2-Phenoxyethanol (2-PE) 2. Acenaphthene-d10 (A-d10) (IS) 3. 2,6-di-tert-butyl-p-hydroxytoluene (BHT) 工作曲线 : 图 ug/l 浓度范围 2-phenoxyethanol 线性考察 图 ug/l 浓度范围 BHT 线性考察 130

131 结论 本文使用 Agilent 公司的 GC(6890N)/MSD(5975B) 作为分析仪器, 选取 EI 源的全扫描模式得到目标化合物的特征离子, 选取选择离子模式 (SIM) 来得出目标化合物的保留时间, 相应的标准样品谱图和标准曲线 (R2 均为 0.998), 从而可以对环境实际样品进行含量监测 本方法通过使用 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱能够很好地分离各种目标化合物和内标化合物, 减少基质干扰, 得到令人满意的峰型, 响应值和线性回归系数 由此可知,Agilent 公司的气相色谱质谱联用仪和气相色谱柱联合使用能够稳定高效地对 2- 苯氧基乙醇和 2,6- 二叔丁基对甲酚进行色谱分离和鉴定 参考文献 1. Williams, G.M. and Iatropoulos, M.J. Inhibition of the hepatocarcinogenicity of aflatoxin B-1 in rats by low levels of the phenolic antioxidants butylated hydroxyanisole and butylated hydroxytoluene. Cancer Lett., 1996, 104, Vrskova, D. and Modra, H. Evaluation of the developmental to xicity of 2-phenoxyethanol and clove oil anaesthetics using the Frog Embryo Teratogenesis Assay: Xenopus (FETAX). Vet. Med., 2012, 57,

132 采用 DB-35MS UI 色谱柱分析纺织品中禁用芳香胺化合物 关键词 DB-35MS UI 色谱柱气质联用偶氮染料 作者 袁玉兵陆佳英张建扬 广州市纤维产品检测院 摘要 禁用偶氮染料检测是所有生态纺织检验中开展最早且最广泛得到重视和认可的一个项目, 2006 年我国开始实施的 纺织品安全技术规范 中明确要求对此项目进行检测 GB/T 使用气质联用仪对这些物质进行检测时, 需要的分析时间比较长, 目前, 随着检测样品量的日益增加, 在检测仪器数量有限的条件下, 提高实验效率和缩短每个样品的测试时间是满足检测需求的两个必要且行之有效的手段 ; 安捷伦公司最新推出的 DB- 35MS UI 色谱柱, 由于其具有超高的惰性, 极低的流失和中等极性的特点, 在满足分离度的前提下, 可在升温程序上做相应的改变而实现缩短样品的测试时间 本文使用 DB- 35MS UI 色谱柱, 并采用气质联用仪, 对纺织品中可分解致癌芳香胺染料的检测方法加以改进, 测试时间缩短了近 1/3, 同时长时间的使用该色谱柱仍能保证较好的柱效, 现将实验结果报告如下, 以供参考 132

133 试验材料与方法 1.1 仪器与试剂 5975C/7890A 气质联用仪 (Agilent 公司 ) ; 乙酸乙酯 ( 分析纯 ); 禁用芳香胺化合物标准品 ; 内标化合物 ( 萘 -D8,2,4,5- 三氯苯胺, 蒽 -D10); 1.2 色谱条件毛细管色谱柱 : DB-35MS UI, 30m 250μm 0.25μm ( 部件号 UI) 进样口温度 : 260 ; 升温程序 : 80 ( 保持 2min),20 /min 升至 230 ( 保持 1.5min), 15 /min 升至 260 ( 保持 8min),20 /min 升至 300 ( 保持 1min); 质谱接口温度 : 280 ; 质谱扫描范围 : 35amu~350amu; 进样方式 : 不分流进样 ; 载气 : 氦气 ( %), 流量为 1.0mL/min; 进样量 : 1μL; 离化方式 : EI, 电压为 70eV; 溶剂延迟 : 3.7min 1.3 试验样品经印染加工的纺织产品 1.4 试验方法 混合内标溶液的配制准确称取适量内标化合物置于容量瓶中, 用乙酸乙酯溶解并定容, 使成为浓度约为 20mg/L 的混合溶液 ; 标准储备液的配制准确称取适量附录 A 中所列芳香胺标准物质, 分别用混合内标溶液 (1.4.1) 溶解并定容, 配制成成为浓度约为 1000mg/L 的标准储备液 注 : 标准储备液置于棕色容量瓶在冰箱冷冻室中保存, 可放入少量的无水亚硫酸钠, 有效期 1 个月 混合标准工作液的配制分别吸取 0.5mL 标准储备液 (1.4.2) 置于 25mL 容量瓶中, 用混合内标溶液 (1.4.1) 定容, 使成为浓度约为 20mg/L 的混合标准工作液 注 : 混合标准工作液现配现用, 根据需要可配制成其他浓度 样品处理称取 1g 样品 ( 精确至 0.01g) 于反应管中, 加 17mL0.06mol/ L,pH=6.0 的柠檬酸盐缓冲盐溶液,70 恒温水浴振荡 30min, 加入 3mL200mg/mL 的连二亚硫酸钠水溶液,70 恒温水浴振荡 30min 将反应液全部倒入硅藻土提取柱中, 用 4 X 20mL 乙醚洗涤提取至圆底烧瓶中, 提取液于 35 左右的温度低真空下浓缩至 1mL, 氮吹至近干 准确移取 1mL 混合内标溶液 (1.4.1) 至圆底烧瓶, 洗涤烧瓶壁, 静置, 移取洗涤液至分析样品瓶中, 待气质联用仪分析测试用 测定按 1.2 操作进行, 以保留时间和特征碎片离子定性, 外标法定量 结果与讨论 2.1 色谱条件的选择 以 DB-35MS UI 柱 (30m 250μm 0.25μm) 作为分析柱, 以 5975C/7890A 气质联用仪作为分析仪器进行检测条件的优化 实验发现, DB-35MS UI 柱在满足标准物质分离的前提下, 分析时间缩短为 24min, 比标准方法缩短了近 10min; 同时, 各种芳香胺化合物的出峰次序除联苯胺和 4,4 - 二氨基二苯甲烷次序发生交换外, 其他化合物与标准基本保持一致 ; 另外,DB-35MS UI 柱在长时间使用下, 也能保证其良好的柱效, 满足分离效果和分析要求 2.2 DB-35MS UI 柱的使用效果 133

134 图 1 新 DB-35MS UI 色谱柱的色谱图 图 2 DB-35MS UI 使用 5 个月后的色谱图 2.3 传统色谱柱的使用效果 图 3 新 DB-5MS 色谱柱的色谱图 134

135 图 4 新 DB-5MS 使用 5 个月后的色谱图 色谱条件 : 毛细管色谱柱 : DB-5MS (30m 250μm 0.25μm); 进样口温度 : 250 ; 升温程序 : 60 ( 保持 1min),12 /min 升至 210, 15 /min 升至 230 ( 保持 8min),3 / min 升至 250 ( 保持 1min),25 /min 升至 280 ( 保持 1min) 质谱接口温度 : 270 ; 质谱扫描范围 : 35amu~350amu; 进样方式 : 不分流进样 ; 载气 : 氦气 ( %), 流量为 1.0mL/min; 进样量 : 1μL; 离化方式 : EI, 电压为 70eV; 溶剂延迟 : 4min 结论 本文使用 DB-35MS UI 色谱柱, 在满足标准物质分离的前提下, 分析时间缩短为 24min, 比标准方法缩短了近 10min,DB-35MS UI 柱在长时间使用下, 也能保证其良好的柱效, 满足分离效果和分析要求, 从而提高了实验效率并降低检验成本 附录 A 禁用芳香胺化合物 序号 芳香胺名称 01 邻甲苯胺 02 2,4- 二甲基苯胺 03 邻甲氧基苯胺 04 对氯苯胺 甲氧基 -5- 甲基苯胺 06 2,4,5- 三甲基苯胺 氯 - 邻甲基苯胺 08 2,4- 二氨基甲苯 09 2,4- 二氨基苯甲醚 萘胺 氨基联苯 12 4,4'- 二氨基二苯醚 13 联苯胺 14 4,4'- 二氨基二苯甲烷 15 3,3'- 二甲基 -4,4'- 二氨基二苯甲烷 16 3,3'- 二甲基联苯胺 17 4,4'- 二氨基二苯硫醚 18 3,3'- 二氯联苯胺 19 4,4'- 亚甲基 - 二 -(2- 氯苯胺 ) 20 3,3'- 二甲氧基联苯胺 氨基偶氮苯 135

136 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱和超高惰性衬管分析邻苯二甲酸酯类增塑剂 关键词 增塑剂 气质联用 作者 杨曦 深圳世联检测技术服务有限公司 摘要 对邻苯二甲酸酯类增塑剂的检测分析在玩具安全检测中十分重要 由于该类增塑剂的广泛使用, 其在环境和萃取溶剂中存在较高的背景干扰, 对气相色谱整个系统的惰性要求更高, 尤其是色谱柱和衬管的惰性, 可提供更好的峰形, 实现更低的检测灵敏度 在该应用中, 采用安捷伦超高惰性衬管和 J&W DB-5ms UI 超高惰性气相色谱柱检测出六种邻苯二甲酸酯类增塑剂 (CPSC-CH-C ), 方法线性卓越, 相关系数值高 136

137 材料与方法色谱条件 仪器 : Agilent 7890A GC /5975C MSD 进样器 : Agilent 7683B 自动进样器自动进样,1.0uL 不分流进样,290, 吹扫流量 50 ml/min at 1.0 min 衬管 : 安捷伦超高惰性衬管 ( 部件号 : ) 样品 : DBP( 邻苯二甲酸二丁酯 ) BBP( 邻苯二甲酸丁酯苯甲酯 ) DEHP( 邻苯二甲酸二 (2- 乙基己 ) 酯 ) DNOP( 邻苯二甲酸二正辛酯 ) DINP( 邻苯二甲酸二异壬酯 ) DIDP( 邻苯二甲酸二异葵酯 ), 六种邻苯二甲酸酯浓度分别为 μg/ ml, 溶剂为正己烷, 内标为 BB( 苯甲酸苄酯 ) 载气 : 氦气 1mL/min, 恒流模式 色谱柱 : Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert 30 m 0.25 mm 0.25 μm ( 部件号 : UI) 柱温 : 初温 :50, 保持 1 分钟, 后以 30 /min 升至 280, 然后以 15 /min 升至 310, 保持 4 分钟 检测器 : MSD 离子源温度 230, 四极杆温度 150, 传 输线温度 300, EI 模式, 选择离子监测 : 选择离子 (m/z)( 加黑为定量离子 ) BB 91.1,105,194,212 DBP 149,167,205,223 BBP 91.1,149,206 DEHP 149,167,279 DNOP 149,167,261,279 DINP 149,167,293 DIDP 149,167,307 结果与讨论 谱图 1. 邻苯二甲酸酯标样谱图 BB 2.DBP 3.BBP 4.DEHP 5.DNOP 6.DINP 7.DIDP 137

138 谱图 2: 样品谱图 BB 2.DBP 3.BBP 4.DEHP 5.DNOP 6.DINP 7.DIDP 工作曲线 : 138

139 139

140 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱分析胺类染发剂中间体 关键词染发剂苯二胺超高惰性色谱柱 作者 谭建华 广州市质量监督检测研究院 摘要 染发剂的质量与安全已经引起人们的广泛关注, 因此, 加强对染发剂中胺类中间体的检测非常重要 目前, 分析胺类染发剂中间体最常见的方法为气相色谱法 然而, 由于胺类中间体具苯胺结构, 其活性较强, 对气相色谱整个系统的惰性要求很高, 特别是对于衬管和色谱柱的要求非常严格, 否则会造成峰形的拖尾和峰宽拓展, 将严重影响检测的灵敏度和重现性 在本应用中, 采用安捷伦 J&W DB-5ms UI 超高惰性气相色谱柱分离检测三种胺类染发剂中间体 ( 邻 间 对苯二胺 ), 三种中间体的峰形尖锐且对称, 保证了分析方法的高灵敏度和重现性 140

141 试验材料与方法样品制备条件 : 称取 2.00g 样品于 50mL 具塞比色管, 加入 1mL 2% 亚硫酸钠溶液和 25mL 甲醇, 漩涡振荡 30s, 再加入 15mL 甲醇, 混匀, 超声提取 15min, 用甲醇定容至刻度 充分混匀后, 静置, 上清液经 0.45μm 滤膜过滤, 滤液作为待测样液 色谱条件仪器 : Agilent 7890N GC / 5975C MSD 进样器 : Agilent 7683B 自动进样器自动进样,1.0μL 分流进样 ( 分流比 10:1),250 衬管 : 安捷伦带玻璃棉不分流超高惰性衬管 ( 部件号 : ) 载气 : 氦气 1mL/min, 恒流模式色谱柱 : Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert 30 m 0.25 mm 0.25 μm ( 部件号 : UI) 柱温 : 初温 :100, 保持 2 分钟, 后以 5 /min 升至 140, 保持 3 分钟 ; 后运行 :280,5 分钟检测器 : MSD 离子源温度 250, 四极杆温度 150, 传输线温度 280, EI 模式, 全扫描, 分子量范围 amu 结果与讨论 在采用安捷伦超高惰性衬管和 DB-5ms UI 的仪器条件下, 三种胺类染发剂中间体 ( 邻 间 对苯二胺 ) 的色谱分离效果有以下特点 : 1 保证了较理想的理论塔板效率, 三种中间体和其他染发剂中间体及基体杂质得到了有效分离 ; 2 三种中间体色谱峰峰形尖锐, 峰宽无明显拓展, 与采用常规的衬管和 DB-5ms 色谱柱相比, 相同条件下灵敏度要提高 30 % ~ 60 % 3 三种中间体色谱峰峰形对称, 保证了色谱积分的准确性和重现性 在连续进样 6 针条件下, 定量相对标准偏差均小于 1.0 % 4 多次进样条件下, 三种中间体色谱分离良好 DB-5ms UI 柱的低流失及对碱性化合物的低活性, 确保了在多次染发剂样品进样条件下 ( 大于 200 针 ), 色谱柱仍然能保持较高理论塔板效率, 有效保证了长期样品分析的准确性, 色谱柱寿命要大大优于常规 DB-5ms 色谱柱 丰度 谱图. DB-5ms UI 标准品谱图 1. 邻苯二胺 2. 对苯二胺 3. 间苯二按 141

142 使用安捷伦 J&W HP-5ms 使用安捷伦超高惰性毛细管 J&W GC HP-5ms 柱分析半挥发性有机物超高惰性毛细管 GC 柱分析半挥发性有机物 关键词 环境 半挥发性有机物 应用文摘 环境 作者 Doris Smith and Kenneth Lynam Agilent Technologies, Inc Centerville Road Wilmington, DE USA 摘要 采用如 US EPA 方法 8270 进行痕量半挥发性有机物的分析是世界范围评估环境污染的重要工具 目标半挥发物广泛的化学多样性对于色谱分离来说是一个挑战 本文介绍采用安捷伦 J&W HP-5ms 超高惰性毛细管 GC 柱与电子轰击单四极杆扫描质谱分析痕量半挥发物的优越性 安捷伦科技采用了新的测试方法来更为有效地评价 GC 柱的惰性 新的测试方法选用了更具挑战性的测试标样包括如 :1- 丙酸 4- 甲基吡啶 磷酸三甲酯来深入研究色谱柱的惰性和质量, 并且用这些标样来验证每根色谱柱的惰性 142

143 引言 USEPA 方法 8270[1] 是一个采用 GC/MS 测定环境样品中半挥发性有机物的常用方法 该方法针对几种不同的被分析物, 包括胺类 醇类 多环芳烃和苯酚类 由于许多被分析物质具酸碱性, 使得将色谱柱或仪器的活性降到最小成为获得良好色谱性能和可靠结果的关键 GC 柱的活性最小化对于被分析物响应最大化十分关键 在半挥发性化合物中, 硝基苯酚类是活性最大的一类化合物 特别是众所周知的 2,4- 二硝基苯酚, 它在分析过程中被吸附于气路中的活性点上而导致响应值极低 当 2,4- 二硝基苯酚处于低浓度时, 由于和样品气路通道之间的相互作用, 其响应因子 (RF) 可能低于 USEPA 方法 8270 所要求的 RF 最低均值 使用超高惰性系列色谱柱可有效地消除由于毛细管 GC 柱的活性给结果带来不确定性的潜在因素 本文分析了包含 USEPA 方法 8270 略表中的一系列被分析物的一个常规标准样品, 以评价色谱柱的性能 这个半挥发物 简单混合物 包括 : 亚硝基二甲胺 苯胺 苯甲酸 2,4- 二硝基苯酚 4- 硝基酚 2- 甲基 -4,6 二硝基苯酚 五氯苯酚 4- 氨基联苯 联苯胺 3,3' 二氯联苯胺 苯并 [b] 荧蒽以及苯并 [k] 荧蒽, 还有推荐的内标物 选择这些目标被分析物是基于其化学活性以及较差的色谱行为 这一混合物对于半挥发物分析系统性能的快速评价特别有用 该混合物含有各种难分析的被分析物 : 从早流出的亚硝胺和晚流出的多环芳烃, 故可以快速评价色谱性能 第二个 大混合物 标样包含更宽范围的半挥性化合发物, 用来评价超高惰性色谱柱分析更复杂样品时的性能 该标准样品包含各种酸, 碱以及中性基团, 从极低沸点组分到高沸点多环芳烃 实验部分 本系列实验采用安捷伦 6890N GC/5975B MSD, 配备 7683B 自动进样器 表 1 列出了用于这些分析的色谱条件 表 2 为本系列实验中使用的耗材 表 1. USEPA 方法 8270 校准标样的色谱条件 GC: 安捷伦 6890N/5975B MSD 进样器安捷伦 7683B, 5.0-µL 进样针 ( 安捷伦部件号 ) 1.0 µl 不分流进样载气氦气,30 cm/s, 恒流进样口不分流,260 C, 吹扫流速 :50 ml/min, 开始吹扫时间 :0.5 min, 省气流速 :20 ml/min, 开启时间 :3 min 进样口衬管脱活的双锥直接连接衬管 ( 安捷伦部件号 G ) 色谱柱安捷伦 HP-5ms 超高惰性柱 30 m 0.25 mm 0.25 µm ( 安捷伦部件号 19091S-433UI) 柱温以 15 C/min 的升温速度从 40 C (1 min) 升至 100 C, 再以 10 C/min 的速度升至 210 C (1 min), 再以 5 C/min 的速度升至 310 C, 保持 8 min 检测 MSD, 离子源温度 :300 C, 四极杆 :180 C, 传输管 :290 C, 扫描范围 : amu 表 2. 样品流路耗材 样品瓶 琥珀色螺纹盖玻璃瓶 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶盖 蓝色螺纹瓶盖 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶内插管 100 µl 玻璃 / 聚合物脚 ( 安捷伦部件号 ) 进样针 5 µl ( 安捷伦部件号 ) 隔垫 高级绿色隔垫 ( 安捷伦部件号 ) 进样口衬管 脱活的双锥直接连接衬管 ( 安捷伦部件号 G ) 毛细管柱密封圈 0.4 mm 内径, 短 ; 85/15 Vespel/ 石墨 ( 安捷伦部件号 ) 20 倍放大器 20x 倍放大镜 ( 安捷伦部件号 ) 143

144 样品制备采用从 Ultra Scientific (Kingston, RI) 购买的 12 组分常规半挥发性混合物制备一系列 7 个浓度水平的校准标准 半挥发性储备溶液的标样浓度为 2,000 µg/ml USEPA 方法 8270 推荐的内标混合物购自 AccuStandard (New Haven, CT) 内标/ 代用品 (surrogate) 溶液的标样浓度为 4,000 µg/ml 校准标样采用浓度分别为 和 1 µg/ml 的组分和内标来制备 溶液制备使用二氯甲烷溶剂和 A 级移液管和烧杯 所用的二氯甲烷为 Burdick 和 Jackson 光谱纯, 购自 VWR International (West Chester, PA) 二氯甲烷用作试剂空白以及进样针清洗溶剂 含有 83 个半挥发性组分和内标物的 USEPA 方法 8270 Level 2 标准样品组购自 AccuStandard 大混合物校准标准的组分浓度为 5 µg/ml 结果与讨论 超惰性色谱柱的基准惰性评价测试安捷伦 J&W 超高惰性系列毛细管 GC 柱的惰性的基本方法是在低浓度和低温条件下测试极具挑战性的测试标样 采用这样一个严格的方法, 来为安捷伦 J&W 超高惰性系列毛细管 GC 柱的 每一根色谱柱建立一致的基准惰性评价规范 该基准惰性测试评估可用于预测可否成功分析易于吸附在活性点上的化学活性物质, 特别是像本文例举的痕量水平的半挥发物质 关于测试混合物和其它应用实例的详细描述, 请参见文献 2 至文献 7 半挥发物的分析 (US EPA 8270) 本文使用安捷伦 J&W 超高惰性柱 HP-5ms 30 m 0.25 mm 0.25 µm ( 部件号 19091S-433UI), 评价了浓度范围为 1 到 80 µg/ml 的 7 个浓度水平的半挥发物的校准曲线 图 1 显示了浓度为 1 µg/ml 的简单混合校准标样, 进样量为 1-µL 的典型色谱图 该分析的扫描模式为 Scan 五氯苯酚和联苯胺是两个用于确认进样口和色谱柱的惰性的组分 这些组分的色谱峰拖尾可表明色谱柱的活性 如图 2 所示, 对简单混合标准的分析, 得到了尖锐而对称的色谱峰 对 5-ng 在柱 8270 大混合标准样品进行分析, 可以使每个半挥发物都得到良好分离, 如图 3 所示 USEPA 方法 8270 分析半挥发性物时, 要求系统性能测试化合物如 2,4- 二硝基酚的 RF 最小均值为 0.050,2,4- 二硝基酚是一个高活性被分析物, 已经被证明是最具挑战性的化合物之一, 低浓度时, 其响应因子常常低于期望值 在简单混合校准标样分析中, N ,4- ( ) -d4 ( ) d8 ( ) 6. -d10 ( ) 7. 2, , d10 ( ) d12 ( ) 15. 3,3-16. [b] 17. [k] 18. -d12 ( ) 图 1. 将安捷伦 J&W 超高惰性毛细管 GC 柱 HP-5ms 30 m 0.25 mm 0.25 µm 上 ( 部件号 19091S-433UI) 分析 1-ng EPA8270 简单混合标准溶液的总离子色谱图 (Scan 模式 ), 色谱条件列于表 1 144

145 图 2. 进样量为 1-µL, 浓度为 1.0 µg/ml 的 EPA8270 简单混合标准溶液的总离子色谱图的放大部分 图中所示的峰为两个易于拖尾的半挥发物 色谱条件列于表 1 中 N d ,3- ( ) 10. 1,4- ( ) -D ,4- ( ) ,2- ( ) N- - -N d ,4- ( ) ,4- ( ) 27. 1,2,4- ( ) 28. -d ,4, ,4, , d , , ,6-55. N ,4, d d ,3-72. [a] 73. -D [b] 78. [k] 79. [a] 80. -d [1,2,3,cd] 82. [a,h] 83. [g,h,i] 图 3. 安捷伦 J&W 超高惰性毛细管 GC 柱 HP-5ms 30 m 0.25 mm 0.25 µm 上 ( 部件号 19091S-433UI) 分析 5-ng EPA8270 标准溶液 ( 大混合 ) 的总离子色谱图 ( 扫描模式 ), 色谱条件列于表 1 145

146 1-ng 水平的 2,4- 二硝基苯酚的响应值大于 0.1, 在研究的浓度范围内平均响应值为 0.15 图 4 所示为 1-ng 2,4- 二硝基苯酚加载于柱上的信噪比的典型色谱图 这一难分析物质的信噪比大于 16:1 这显示了 HP-5ms 超高惰性毛细管 GC 柱的优异性能 在研究的范围内线性非常好, 即使对于更难分析的苯酚类,R 2 值 也达到 或更大 图 5 显示了几种活性更大的被分析物的相 关系数 ,4- S/N = = = 图 4. 安捷伦 J&W 超高惰性毛细管 GC 柱 HP-5ms 30 m 0.25 mm 0.25 µm 上 ( 部件号 19091S-433UI) 分析 1-µL 浓度为 1.0 µg/ml 的 EPA8270 简单混合标准溶液的总离子色谱图 ( 扫描模式 ) 的放大图 图中所示的色谱峰为 2,4- 二硝基苯酚, 该化合物为更难分析的半挥发物之一 柱上每种组分的量为 1 ng 色谱条件列于表 1 中 R 2 N- 亚硝基二甲胺 ,4- 二硝基苯酚 硝基苯酚 五氯苯酚 联苯胺 e e µg/ml 图 5. 在 EPA 8270 简单混合标准溶液中某些更难分析的被分析物的相关系数, 本研究的浓度范围为 1 到 80 µg/ml 以联苯胺线性回归为例 146

147 结论 本文使用安捷伦 J&W HP-5ms 超高惰性毛细管 GC 柱成功地分析了低含量的半挥发有机物 所有研究的半挥发物均有优异的线性响应, 即使每个组分的柱上加载量仅为 1-ng 时, 其 R 2 值也能达到 0.99 或更大 得到优异的线性和高 R 2 值的原因之一在于色谱柱内表面的高惰性 化学活性点少使得这些色谱柱成为半挥发物分析的理想选择 更多信息 要了解更多有关我们产品和服务的信息, 请访问网站 : 本文使用安捷伦 6890N/5975B GC/MSD, 配备惰性电子轰击源, 以扫描模式完成 柱上加载量为 1-ng 时,2,4- 二硝基苯酚的信噪比大于 16:1 这一结果显示了采用安捷伦 J&W HP-5ms 超高惰性柱分析低含量半挥发性有机物的优势 若采用安捷伦公司的最新产品, 如 7890A/5975C GC/MSD 三轴检测器, 并配有 J&W HP-5ms 超高惰性毛细管 GC 柱, 则可得到更低的检测限 参考文献 1. US EPA 方法 8270D, 第 4 版, 2007 年 2 月, "Semivolatile Organic Compounds by Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC/MS)" 2. Mitch Hastings, Allen K. Vickers, and Cameron George, "Inertness Comparison of Sample of 5% Phenyldimethylpolysiloxane Columns," Poster Presentation, 54th Annual Pittsburg Conference, Orlando, FL, 2003 年 3 月 3. "Agilent J&W Ultra Inert GC Columns: A New Tool to Battle Challenging Active Analytes," 安捷伦出版物 EN, 2008 年 5 月 29 日 4. Mike Szelewski and Bill Wilson, "Improvements in the Agilent 6890/5973 GC/MSD System for Use with USEPA Method 8270," 安捷伦出版物 EN, 2001 年 11 月 7 日 5. Kenneth Lynam, "Semivolatile Analysis Using an Inertness Performance Tested Agilent J&W Ultra Inert DB-5ms Column," 安捷伦出版物 EN, 2008 年 5 月 13 日 6. Kenneth Lynam and Doris Smith, "Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) Analysis Using an Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert Capillary GC Column," 安捷伦出版物 EN, 2008 年 7 月 7. Kenneth Lynam and Doris Smith, "Polybrominated Diphenyl Ether (PBDE) Analysis Using an Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert Capillary GC Column," 安捷伦出版物 EN, 2008 年 8 月 安捷伦对本材料所包含的错误, 或与设备 性能或使用该材料相关的事故或所造成的损害概不负责 本出版物所含信息 说明和技术指标如有变更, 恕不另行通知 安捷伦科技公司版权所有, 年 1 月 20 日中国印刷 CHCN 147

148 Agilent J&W DB-624UI 超高惰性 Agilent J&W DB-624UI 超高惰性色谱柱对挥发性有机酸的痕量分析色谱柱对挥发性有机酸的痕量分析 关键词 环境有机酸作者 John Oostdijk Ken Lynam 和 Allen Vickers 安捷伦科技有限公司 应用简报 环境摘要安捷伦的新型去活 6% 氰丙基苯基聚二甲基硅氧烷 (624) 固定相极大地提高了对酸性物质的分离性能, 而且对碱性物质和醇类物质也具有出色的分离性能 由于固定相的选择性相似, 因而易于替换现有色谱柱 前言 挥发性有机酸是具有酸性的有机化合物 最常见的有机酸是羟酸, 例如甲酸和乙酸 传统氰丙基苯基二甲聚硅氧烷固定相的作用性使得这些酸的分析困难重重 这种作用性会导致酸性化合物的丢失 响应和保留时间重现性差以及不理想峰形, 从而导致较高的检测限 Luong 等人 [1] 使用严格的测试混标对不同的气相色谱柱进行了测试和对比, 结果发现这些色谱柱对酸性物质的分析性能较差 安捷伦对 6% 氰丙基苯基二甲聚硅氧烷固定相 (624 固定相 ) 采用了新型去活工艺 这种去活工艺极大地提高了固定相对酸性物质的分析性能, 而且对碱性和醇类物质也具有极好的分析性能 由于固定相的选择性相似, 因而分析人员可以轻松替换他们现有的色谱柱 148

149 材料与方法 Agilent 提供两种不同的 624 超高惰性固定相 本应用简报介绍了 Agilent J&W DB-624UI 固定相, 而且这些结果也同样适用于 Agilent J&W DB- Select 624UI <467> 固定相 每个分析都给出了具体的色谱分析条件和消耗品 结果与讨论超高惰性测试 安捷伦开发超高惰性色谱柱, 以便为多种活性化合物的分析提供最高的惰性 为了实现这个目标, 使用超高惰性测试混标对每根超高惰性色谱 柱进行测试 对于 Agilent J&W DB-624UI 色谱柱产品线, 目前已 开发了新的混标, 其在低温下对此色谱柱的惰性进行测试, 结果 表明所有的组分均得到很好的分离 ( 图 1) 色谱分析条件 色谱柱 : Agilent J&W DB-624UI,30 m 0.25 mm,1.4 µm ( 安捷伦部件号 UI) 载气 : 氢气,42 cm/s 柱温箱 : 70 C 恒温 进样口 : 1 µl, 分流比 1: FID (pa) (ng) , 图 1. Agilent J&W 624UI 色谱柱在 260 C 老化 1 个小时, 然后使用 ng 水平的超高惰性测试混标对其进行测试, 结果表明该色谱柱对 2 ng 上样量乙酸和 5 ng 上样量 正丁酸具有出色的分离性能 149

150 校准曲线如果色谱柱是惰性的, 那么我们就可以得到线性的校准曲线 例如, 图 2 所示的 30 m 0.32 mm 1.8 µm 色谱柱上的两种关键化合物 : 正丁酸和 4- 甲基吡啶的校准曲线 这两个酸性和碱性化合物的校准曲线都具有较好的线性, 即使其含量低至 ng 水平 A R 2 = B R 2 = (pa) (pa) ng ng 图 2. 正丁酸 (A) 和 4- 甲基吡啶 (B) 在 Agilent J&W DB-624UI 色谱柱上的校准曲线 150

151 酸性标准品 表 1 给出了所使用的有机酸种类 用二氯甲烷进行了稀释, 以便分 流进样后获得较低的上样量 表 1. 本实验所使用的有机酸 CAS 碳原子数化合物结构 CAS 碳原子数化合物结构 C1 甲酸 H O C OH C5 异戊酸 O OH C2 乙酸 H O H C C H O H C5 正戊酸 O O OH C3 丙酸 C3 丙烯酸 H H O H C C C O H H O H C5 乙酰丙酸 C7 正庚酸 HO H 3 C O CH 3 O OH OH O C4 甲基丙烯酸 O OH C8 2- 丙基戊酸 HO O O C4 异丁酸 HO C8 2- 乙基己酸 OH C4 正丁酸 acid H H H H O C C C C H H H O H C10 香茅酸 OH O 151

152 Agilent 7890A 气相色谱配备了火焰离子化检测器 (FID) 和窄径 DB-624UI 气相色谱柱 经老化后, 注入 ng 的 C 1 -C 5 有机酸 测试混标 ( 图 3) FID 对甲酸的响应很低, 因而加入了高浓度 (250 ng) 的甲酸以便获得明显的峰 但是高浓度对峰形有不利影响 色谱分析条件 色谱柱 : Agilent J&W DB-624UI,30 m 0.25 mm,1.4 µm ( 安捷伦部件号 UI) 载气 : 氢气,3 ml/min, 恒流 柱温箱 : 70 C, 保持 1 min, 然后以 20 C/min 升至 160 C 进样口 : 250 C,1 µl, 分流比 1:200 进样口衬管 : 4 mm, 玻璃棉 ( 安捷伦部件号 ) FID: 260 C FID (pa) [ng] i i 图 3. Agilent J&W DB-624UI 气相色谱柱对 C 1 -C 5 有机酸混合物的分析 152

153 重复进样 6 次以证明其重现性 ( 图 4) 保留时间和响应很稳定 色谱分析条件见图 图 4. Agilent J&W DB-624UI 气相色谱柱对 C 1 -C 5 有机酸混合物的 6 次进样分析 153

154 我们也制备了 C 1 -C 8 有机酸测试混标, 并用 GC-FID 对其进行了分 析 ( 图 5) 该测试混标中有少量甲酸, 低于 FID 的检测限 0.6 ng 和 6 ng 上样量的较高分子量的酸具有很好的峰形 FID response (pa) A 色谱分析条件 色谱柱 : Agilent J&W DB-624UI,30 m 0.25 mm,1.4 µm ( 安捷伦部件号 UI) 载气 : 氢气,3 ml/min, 恒流 柱温箱 : 70 C, 保持 1 min, 然后以 20 C/min 升至 260 C 进样口 : 250 C,1 µl 和 0.1 µl, 分流比 1:200 进样口衬管 : 4 mm, 玻璃棉 ( 安捷伦部件号 ) FID: 260 C FID 260 C B FID (pa) 图 5. Agilent J&W DB-624UI 气相色谱柱对 6 ng (A) 和 0.6 ng (B) 上样量的 C 1 -C 8 有机酸混合物的分析 154

155 FID 不是分析有机酸的唯一选择,MSD 也可以检测有机酸 采用 了新的混标, 甲酸以及其他更高分子量的有机酸的柱上进样量为 17 ng( 图 6) MSD 可以对有机酸进行很好的分析, 甚至是甲酸 和香茅酸 色谱分析条件 色谱柱 : Agilent J&W DB-624UI,30 m 0.25 mm,1.4 µm ( 安捷伦部件号 UI) 载气 : 氦气,3 ml/min, 恒流 柱温箱 : 70 C, 保持 1 min, 然后以 20 C/min 升至 260 C 进样口 : 250 C,1 µl, 分流比 1:20 进样口衬管 : 4 mm, 玻璃棉 ( 安捷伦部件号 ) Agilent 5973 MSD: 传输线 250 C,EI 源 230 C, 四极杆 150 C,EI 全扫描范围为 m/z MSD m/z 图 6. Agilent J&W DB-624UI 气相色谱柱对 6 到 17 ng 上样量的 C 1 -C 10 有机酸混合物的分离 155

156 对比 0.32 mm 内径的色谱柱 与 0.25 mm 内径的色谱柱一样,0.32 mm 内径的色谱柱也被广泛 应用 使用 GC-FID 和 C 1 -C 10 有机酸混合物对 0.32 mm 内径的色 谱柱进行分析, 并与相同尺寸的非安捷伦 624 色谱柱进行了对比 260 C 下老化 1 h 以后, 我们在一台具有 2 个通道的气相色谱系 统上, 同时对这些色谱柱进行测试 结果显示, 甲酸低于检测 限, 乙酰丙酸与 2- 丙基戊酸没有完全分离 ( 与 0.25 mm 内径的色 谱柱相比, 塔板数较低 ) 其他酸均在 DB-624UI 色谱柱上得到 了很好的分离 ( 图 7) 在非安捷伦色谱柱上, 低浓度有机酸均未 检出 色谱柱 : Agilent J&W DB-624UI,30 m 0.32 mm,1.8 µm ( 安捷伦部件号 UI) 载气 : 氢气,4 ml/min, 恒流 柱温箱 : 70 C, 保持 1 min, 然后以 20 C/min 升至 260 C 进样口 : 250 C,1 µl, 分流比 1:200 进样口衬管 : 4 mm, 玻璃棉 ( 安捷伦部件号 ) FID: 260 C FID (pa) UI 14 A R 图 7. Agilent J&W DB-624UI 色谱柱 ( 蓝色 ) 和传统的非安捷伦 624 色谱柱 ( 红色 ) 在 260 C 下老化 1 小时后, 对 6 到 17 ng 上样量的 C 1 -C 10 有机酸混合物的分析 156

157 结论 Agilent J&W DB-624UI 和 Agilent J&W DB-Select 624UI <467> 气相色谱柱非常适合分析包括 C 1 -C 10 有机酸在内的富有挑战性的 极性化合物 与传统的 624 固定相相比,DB-624UI 色谱柱在惰 性方面有明显改善 我们使用超高惰性测试混标控制色谱柱的质 量, 这保证了每根色谱柱对最苛刻测试标样的惰性 避免了分析酸性化合物出现假阴性或不准确的结果 由于新型超高惰性 624UI 与传统的 624 色谱柱的选择性相似, 因而以最新的 Agilent J&W DB-624UI 色谱柱更换传统的 624 色谱柱的分析人员基本不需要进行重新验证 此外, 我们还可以为客户定制所需尺寸规格的 624UI 色谱柱 参考文献 1. J. Luong, R. Gras, W. Jennings. J. Sep. Sci. 30, 2480 (2007). 更多信息 以上数据具有代表性 有关我们产品与服务的详细信息, 请访问我们的网站 : 157

158 使用带玻璃毛超高惰性进样口衬管和 GC/FID 使用带玻璃毛超高惰性进样口衬管和 GC/FID 进行半挥发性物质的分析进行半挥发性物质的分析 关键词 超高惰性衬管 半挥发性物质 应用报告 环境 作者 Limian Zhao 和 Bill Wilson 安捷伦科技公司 2850 Centerville Road Wilmington, DE 美国 David Mao 安捷伦科技公司 91 Blue Ravine Road Folsom, CA 美国 摘要 由于对玻璃毛进行了高效的去活处理, 带玻璃毛的超高惰性衬管和 GC/FID 提供了卓越的惰性 均匀的样品混合和蒸发, 并且最大化的保护了色谱柱和检测器, 从而能够进行半挥发性物质的精确分析 158

159 前言 GC 进样口衬管是进样口系统的核心部件, 样品在其中汽化, 与载气混合并且进入毛细管色谱柱 带玻璃毛的进样口衬管由于玻璃毛具备的优点而被广泛的使用 衬管中的玻璃毛有助于样品均匀混合及更好的定量 它提供了较大的表面积有助于液体样品的汽化 它也可以作为一个捕集阱, 捕集样本中的非挥发性残留物, 从而保护 GC 色谱柱不受样品基质的负面影响 玻璃毛衬管也防止样品在汽化前触及进样口底部 然而, 由于玻璃毛的大表面积以及去活性能较低, 使其应用, 尤其是对活性的分析物, 如杀虫剂, 活性酸性和碱性化合物, 长期以来受到很大的限制 传统的去活技术通常不能使玻璃毛表面有效去活 留在玻璃毛上的活性位点可导致敏感化合物到达色谱柱前发生降解或吸附 这将使定量复杂化, 导致峰拖尾或分裂, 对于敏感分析物尤为突出 因此, 带玻璃毛的进样口衬管通常不推荐用于活性物质的分析 USEPA 8270 方法广泛用于确定环境中半挥发性有机化合物的浓度 采用这种方法的样品通常是同时含有酸性 碱性和中性物质的混合物 由于仪器流路表面与活性组分的相互作用, 这一测试是对 GC/MS 仪器的一个挑战, 其中进样口衬管对活性的影响尤为重要 衬管表面的活性点会对这些化合物造成不必要的吸附, 并导致系统响应的损失 活性最高的化合物如硝基酚在低含量时具有较低的响应因子 (RFs), 导致校正曲线的线性较差以及分析物的灵敏度较低 使用带玻璃毛的衬管时, 这种影响可以被放大 使用带玻璃毛的衬管, 敏感分析物的响应在较低浓度水平时 (<20 ppm) 可能会完全消失, 从而导致很差的校准曲线线性以及分析失败 安捷伦的超高惰性衬管去活过程大大提高了玻璃毛去活的效率和耐用性 玻璃毛的大表面积可以彻底去活 超高惰性去活技术使带玻璃毛的超高惰性衬管可使用 EPA 8270 方法分析敏感半挥发性有机化合物 在这项评估中, 测试混合物包括在 8270 方法中有代表性的难分析化合物 :N- 亚硝基二甲胺, 苯胺,2,4- 二硝基酚,4- 硝基酚,4,6- 二硝基 -2- 甲基苯酚,4- 氨基联苯, 五氯苯酚, 联苯胺, 3,3- 二氯联苯胺, 苯并 [b] 荧蒽, 苯并 [k] 荧蒽 该测试混合物以前被用于安捷伦 GC/MSD 系统的 USEPA 8270 方法改进 [1] 因为随着时间推移化合物响应的重现性, 所有衬管试验都使用一个 FID 检测器便于实现更好的比较 色谱柱上 2-80ng 的校准曲线用于线性评估 此外, 对 330 C 的 10 日热稳定性和 100 次进样重复性进行了考察 实验部分 标准品和试剂 EPA 8270 定制标准品和内标物购自 Ultra Scientific 公司 (North Kingstown, RI, USA) 超低残留分析级二氯甲烷购自 J. T. Baker 公司 (Phillipsburg, NJ, USA) 溶液和标准品 8270 定制标准品购买时是浓度为 2000 微克 / 毫升混合物的二氯甲 烷溶液 系列校正标准品使用二氯甲烷定容稀释制备, 浓度为 和 80 微克 / 毫升 8270 半挥发性内标 (IS) 混合物的二 氯甲烷溶液浓度为 4000 微克 / 毫升, 取适量标准品加入上述标样 中得到一致的 40 微克 / 毫升 IS 浓度 仪器 所有的测试均使用配备安捷伦 7683B 自动进样器和 FID 的安捷伦 GC 进行 表 1 列出了在这个测试使用的仪器条件, 表 2 列出了在 实验中使用流路耗材 备件 表 1. 使用安捷伦 GC/FID 系统进行半挥发性活性化合物测试的仪器条件 自动进样器安捷伦 7683B,5 微升进样针 ( 安捷伦部件号 ), 1 微升进样体积进样前溶剂 A( 二氯甲烷 ) 清洗 :1 样品抽取 :3 进样后溶剂 B( 二氯甲烷 ) 清洗 :3 载气 进样口 分析柱 氦气 3 毫升 / 分恒流 不分流模式 ;250 C, 在 1.5 分钟 30 毫升 / 分钟吹扫流量 Ultra 2 column,25 米 0.32 毫米, 0.52 微米,( 部件号 19091B-112) 柱温程序 40 C( 保持 1 分钟 ), 以 15 C/ 分钟的速度升温至 310 C(0 分 ) 检测器 FID,250 C, 氢气 / 空气 / 补充气氮气 :40/450/45 毫升 / 分钟 159

160 表 2. 结果与讨论 这些试验的目的是评估在使用 EPA 8270 方法分析半挥发性物质时 超高惰性带玻璃毛衬管的效果 虽然带玻璃毛衬管可以在分析复 杂环境样品时保护色谱柱和检测器系统, 但是由于其大表面积和 不彻底的衬管去活工艺使玻璃毛具有不可控的活性, 因此往往不 推荐它们用于敏感组分分析 安捷伦超高惰性去活工艺, 使超高 惰性带玻璃毛衬管可用于敏感半挥发性有机物分析 特意用 FID 作为检测器, 以消除任何源于质谱的活性 使用预先配制好的测 试混合物, 包括四个酚类物质, 几种碱和几种中性组分 [1] 选择 的这些化合物不仅代表 8270 活性分析物, 也易于分离并能被 GC/FID 清晰地检测到 图 1 显示了测试混合物样品的色谱图 使 用超高惰性带玻璃毛衬管的可行性取决于实际校准曲线线性 衬 管间重现性 高温热稳定性以及重复进样精度 与此同时, 对竞 争对手的等效带玻璃毛衬管也进行了测试, 用以平行比较校准曲 线线性 流路备件 样品瓶琥珀色螺纹口瓶盖 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶盖蓝色螺纹口瓶盖 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶内插管 150 µl 玻璃带聚合物支架 ( 安捷伦部件号 ) 隔垫高级绿色不粘连 11 毫米隔垫 ( 安捷伦部件号 ) 垫圈 0.5 mm 内径,85/15 聚酰亚胺 / 石墨 ( 安捷伦部件号 ) O 型圈不粘连顶部翻转衬管 O 型圈 ( 安捷伦部件号 ) 进样口衬管安捷伦超高惰性去活单细径锥不分流带玻璃毛衬管 ( ) 进样口密封垫进样口分流平板密封垫 ( 安捷伦部件号 ) IS 1 2 IS 2 IS IS , IS IS 6 校准曲线线性和衬管间重现性目标分析物的线性校正曲线是得到准确 可靠的定量分析结果的关键 EPA 8270 方法没有指定的校准范围, 但美国环保局合同实验室计划 (CLP) 广泛使用传统的柱上 20 至 160 纳克动态范围 随着更新型 GC/MS 系统灵敏度的增加, 用户也需要更低的检测限 因此, 选择使用色谱柱上 2 到 80 纳克的校准范围用于这一分析 色谱柱上 2 纳克定量限在 FID 上获得了满意的响应和峰形, 并且其信噪比大于 20 为了评估在校准曲线范围内的化合物线性, 每个校准水平的响应因子 (RFs) 按公式 1 计算 曲线中的总 RF 值用来计算相对标准偏差 (RSD) = RF 值越高, 分析物的响应越高 峰强度越强, 整个校准范围内的 RSD 值越低, 校正曲线的线性度越好 据 USEPA 8270 方法要求 [2], 每个目标物的 RSD 应小于 20% 当使用 FID 替代 MSD 作为检测器时, 由于固有的响应差异,MSD 和 FID 的 RFs 不相同 图 2 显示了色谱柱上 2-80 纳克整个校准范围内 FID 的平均 RF 值和选定典型的 8270 法活性分析物的 RSDs 如在图 2 所示, 每个柱状图表示采用七个衬管测试相应分析物各浓度水平的平均 RF 顺序是从上至下从 2 纳克增加到 80 纳克 在每个柱状图上都列出了 2-80 纳克校准范围的平均 RF 和 RSD 值 3,3 - 二氯联苯胺数据不可用, 因为它与内标物 5 号峰, -d12 完全共同洗脱 ( 图 1) 必须说明的一点是本测试需要使用 30 毫升 / 分钟吹扫流量的较长不分流时间 (1.5 分钟 ) 较长不分流时间保证目标分析物在固定流量下更完全的进入色谱柱 1 N- (N-NDMA) 2 3 2,4- (2,4-DNP) 4 4- (2,4-D NP) 5 4, (4,6-DN-2-MP) 6 4- (4-ABP) (PCP) 8 9 3,3-10 (b) 11 (k) IS 1 -d4 IS 2 -d8 IS 3 -d10 IS 4 -d10 IS 5 -d12 IS 6 -d12 图 1. 带峰识别标记的 8270 法短测试混合物色谱图 160

161 , 3.1 RFs, RSD (%) FID RFs , , , , , , , , , N- 2,4-4- 4, (b) (k) 图 2. 使用安捷伦超高惰性带玻璃毛去活衬管 ( 部件号 ) 在校准范围 (2-80 纳克 ) 内分析 8270 法中典型活性分析物的 RFS(FID) ( 衬管数 = 7) 在七只超高惰性带玻璃毛衬管中, 所有化合物的 RSD 均小于 15%, 均满足 EPA 方法要求, 包括挑战性最高的化合物 2,4-DNP, 也达到 平均 RF 值 0.277,RSD 为 13.1% 衬管间性能重现性也很优异 表 3. 衬管 2,4-DNP 在来自四个不同的批次安捷伦超高惰性去活带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 上七次重复的平均 RF( 使用 FID 检测器 ) 和 RSD 批次 柱上量 2-80 纳克范围的平均 RF RSD (%) 超高惰性带玻璃毛衬管 批次 1 超高惰性带玻璃毛衬管 超高惰性带玻璃毛衬管 3 批次 超高惰性带玻璃毛衬管 超高惰性带玻璃毛衬管 5 批次 超高惰性带玻璃毛衬管 超高惰性带玻璃毛衬管 7 批次 表 3 显示来自四个不同批次的超高惰性衬管七次重复的平均 RF 和 RSD 值 高温下的多次进样重复性和热稳定性 通过连续 100 次进样 1 微升 5 微克 / 毫升标准样品测试多次进样重复性 每 10 次进样后收集数据并计算 RF 值 图 3 显示了 5 纳克 100 次进样的重复性 结果表明, 使用超高惰性带玻璃毛衬管可以实现 100 进样 RSD 低于 6% 的优异重复性 100 次进样之前和之后运行两个校准曲线 两条曲线相互吻合, 任一活性目标化合物均未发现曲线偏离 图 4 显示了最具代表性的 2,4-DNP 100 次进样前和后的校准曲线 161

162 FID RFs 图 3. 2,4- 图 (2.7%) 2,4- (5.3%) 4- (3.3%) 4, (3.2%) 4- (1.4%) (2.0%) (2.3%) 安捷伦超高惰性去活带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 的 100 次进样重复性,8270 法中所有活性分析物在 5 纳克水平 100 次进样的 RSD 均小于 6% y = x R 2 = y = x R 2 = 使用安捷伦超高惰性去活带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 对 2,4- 二硝基酚 100 次进样前后校正曲线 FID RFs 图 C 安捷伦超高惰性去活带玻璃毛衬管 (P/N ) 在 330 C 10 天的热稳定性,8270 法中活性分析物在 5 纳克 10 天测试中的 RSD 均小于 7% 多次进样和热稳定性试验的结果证明了超高惰性去活带玻璃毛衬管出色的稳定性, 能允许在较长一段时间内运行更多的样品, 并减少停机维修时间 有了对分析柱和检测器更好的保障, 超高惰性带玻璃毛衬管帮助整个系统的实现长寿命的定量分析 与竞争对手同等衬管的性能比较 (2.9%) 2,4- (4.4%) 4- (3.1%) 4, (4.3%) 4- (2.3%) (1.5%) (6.4%) 性能比较是通过将超高惰性带玻璃毛衬管与竞争对手的相似衬管在同等配置条件下比较来进行的, 包括 Restek Siltek, Restek IP SemiVolatile 和 Restek Sky 衬管 要显示衬管的性能差异, 除了 2,4- 二硝基酚, 同时也使用了其他一些化合物包括 4,6- 二硝基 -2- 甲基苯酚,4- 氨基联苯, 五氯苯酚和联苯胺进行了详细比较 这些化合物均为在 EPA8270 方法 [2] 提及的问题化合物 超高惰性玻璃毛衬管的热稳定性通过使衬管保持在 330 C 的进样口中 10 天进行测试 每一天, 运行两次 1 微升 5 微克 / 毫升标准品, 收集数据并计算 RF 值 活性分析物在这十天内的 RF 变化见图 5 结果表明, 超高惰性去活带玻璃毛衬管是热稳定的, 在进样口 330 C 时活性分析物 RSD 小于 7% 162

163 如表 4 所示, 超高惰性去活带玻璃毛衬管通常在校准范围内能达到更低的 RSD 和更高的平均 RF 值, 显示了在校准范围内优异的线性和更好系统灵敏度 超高惰性衬管比 Restek Siltek 去活带玻璃毛衬管性能更好, 其性能相当于或略高于 Restek IP 去活半挥发性和 Restek Sky 带玻璃毛衬管 超高惰性去活衬管带玻璃毛和不带玻璃毛衬管的对比在以前的文献中已经说明了单细径锥无玻璃毛不分流衬管在活性半挥发性化合物的分析中的优异性能 [1,3] 直通衬管也因为最小的进样口活性被推荐用于干净样品的分析 [1] 然而, 假如使用这些衬管分析脏样品时则存在一个潜在的风险, 脏样品会使色谱柱承受更多的降解并更容易使检测器污染 在衬管中添加的玻璃毛通过捕集来自于样本中的高沸点物质和其他干扰物, 可以有效地保护色谱柱和检测器 (MS 源 ) 然而, 玻璃毛衬管的惰性由于其 大表面积和无效的去活而无法得到有效应用 安捷伦超高惰性衬管去活技术提供了玻璃衬管体及玻璃毛的有效和耐用的去活 图 6 所显示了超高惰性带玻璃毛衬管和相同配置 ( 单细径锥, 不分流 ) 不带玻璃毛衬管之间的平行比较结果 结果表明, 超高惰性带玻璃毛衬管与不带玻璃毛衬管对活性半挥发分析物的定量分析具有相同性能 玻璃毛衬管还能提供其他的优点, 如均一的样品混合 有效的液体汽化及对色谱柱以及对 MS 源的保护 安捷伦超高惰性带玻璃毛衬管被证明是分析复杂基质样品的最佳选择 表 4. 使用 GC/FID 在 2-80 纳克校正范围内与竞争者同等衬管的性能比较 玻璃毛衬管 化合物 Compounds 安捷伦超高惰性去活衬管 (n=7) Restek Siltek 去活衬管 (n=4) Restek IP 去活半挥发性衬管 (n=4) Restek Sky (n=3) 2,4- 二硝基酚 4,6- 二硝基 - 2- 甲基苯酚 4- 氨基联苯 五氯苯酚 联苯胺 Average RF RSD (%) Average RF RSD (%) Average RF RSD (%) Average RF RSD (%) Average RF RSD (%)

164 , , RF FID RFs , , , , , , , , , , , , ,4-4- 4, 图 6. 安捷伦超高惰性去活带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 和超高惰性去活不带玻璃毛衬管 (p/n ) 的性能对比 结论 参考文献 安捷伦超高惰性带玻璃毛衬管表现出卓越的进样口惰性, 支持 EPA 8270 法中半挥发性活性分析物的定量分析 校准曲线的线性满足 EPA 法要求的所有活性分析物的 RSD<20% 的规定, 甚至当降到 2 纳克时也是如此 在 330 C 的热稳定性评价测试中, 去活带玻璃毛衬管在超过 10 天的时间里保持了一致性 所有活性化合物在超过 100 次的进样中均表现出优异的重现性,RSD 低于 6% 玻璃毛的高效 耐用的去活性能, 使安捷伦超高惰性带玻璃毛衬管为半挥发性活性分析物的准确定量分析提供了优异的惰性 由于带玻璃毛衬管还拥有其他优点, 诸如样品混合均匀和汽化 非挥发性残留物捕集 色谱柱和检测器保护, 因此超高惰性带玻璃毛衬管是脏样品基质中活性化合物分析的最佳选择 1. M. Szelewski, B. Wilson, P. Perkins, 高性能 Agilent 6890/5973 气质联用系统用于美国 EPA 8270 分析法 安捷伦科技出版号 CHCN 2. USEPA 8270D method, fs/8270d.pdf 3. L. Zhao, A. Broske, D. Mao, 使用 GC 和活性化合物对新型安捷伦超高惰性无玻璃毛衬管进行分析评估 安捷伦科技出版号 CHCN 详细信息 如需获得更多产品和服务的信息, 请访问我们的网站 164

165 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱对多溴联苯醚 (PBDE) 进行分析 关键词 环境多溴联苯醚 作者 Ken Lynam 和 Doris Smith 安捷伦科技有限公司 2850 Centerville Road Wilmington,DE USA 摘要 痕量和超痕量多溴联苯醚 (PBDE) 的分析是研究全球食品供应与环境质量的重要手段 在本应用中, 我们使用电子轰击单四极杆质谱仪全扫描模式对痕量 PBDE 进行测定 在这些极具挑战性的分离中, 如果分析人员知道每根气相色谱柱都经过了彻底的色谱柱惰性测试, 那么他们对结果的准确性会有更大的信心 安捷伦科技公司采用了新的测试方法以便更有效地评估气相色谱柱的惰性性能 这种新的测试方法审慎地采用了新型测试标样, 以便彻底检测色谱柱的惰性和质量 包括 1- 丙酸 4- 甲基吡啶和磷酸三甲酯在内的极具活性的测试标样用于验证每根色谱柱的惰性 165

166 前言 多溴联苯醚 (PBDE) 不仅可以在环境中长期存在, 而且越来越普遍 这类化学品通常用作纺织品和电子产品 ( 如电视和计算机设备 ) 的阻燃剂 从单溴化到完全溴化的十溴联苯醚, 不同溴化程度的 PBDE 同系物可能有 209 种 按照惯例, 每种单一同系物均有一个化学名和溴联苯醚 (BDE) 编号 例如, 完全溴化的十溴联苯醚的编号为 BDE-209 PBDE 类的分子遇到热和光易分解 BDE-209 较长的保留时间和对热分解的敏感性使其成为极具挑战性的分析物 BDE-209 的结构 Br Br Br Br Br Br Br O Br Br Br 不幸的是, 这类化学品经常存在于食品和普通的室内尘埃中 [1 5] 与多氯联苯 (PCB) 化合物类似,PBDE 也易于在环境中长期存在, 并富集在脂肪组织中 人类接触 PBDE 的主要途径是通过摄取被污染的食物以及吸入被污染的室内尘埃 鱼 肉 乳制品 鸡蛋和蔬菜中均已发现可测水平的 PBDE 与其他的食品源相比, 鱼中往往含有更高水平的 PBDE 在美国 比利时和新加坡所进行的室内尘埃的研究均显示尘埃含有可评估水平的 PBDE 寻找可靠 灵敏且稳定的 PBDE 分析方法引起了全球的关注 虽然大量的研究发现母乳和人类脂肪组织中有可评估水平的 PBDE, 但是 PBDE 对人类造成的长期毒害尚未充分了解 这些研究表明母亲长期接触这些特定的 BDE 物质与发育中胎儿神经所受的影响之间存在一定关联 2004 年, 由于人类健康问题, 欧盟对五溴联苯醚和八溴联苯醚的使用颁布了禁令 本应用简报着重介绍了 15m Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱在分析极具挑战性的 PBDE 方面的优势 安捷伦科技公司实施了新的测试方法以便更有效地评估气相色谱柱的惰性 这种新的测试方法审慎地采用了新型的测试标样, 以便彻底调查色谱柱的惰性和质量 包括 1- 丙酸 4- 甲基吡啶和磷酸三甲 酯在内的极具活性的测试标样用于验证每根色谱柱的惰性 毛细 管气相色谱柱的活性是造成结果不可靠的潜在源头, 唯有使用超 高惰性系列的色谱柱才可消除 实验部分 本系列实验使用配有 7683B 自动进样器的 Agilent 6890N GC/5975B MSD 系统 表 1 列出了分析所使用的色谱条件 表 2 列出了实验所使用的样品流路消耗品 样品制备 7 个浓度水平的含 8 种组分的 BDE 校准标样均从 AccuStandard (New Haven,CT) 购得 这些溶液直接被转移至棕色的玻璃 自动进样器样品瓶中, 按所供应的使用 BDE 和 -205 的浓度范围为 0.5 至 250 ng/ml BDE-209 的浓度范围为 2.5 至 1,000 ng/ml 所使用的异辛烷 为 Burdick and Jackson Ultra Resi 级别, 从 VWR International (West Chester,PA,USA) 购得 异辛烷用作试剂空白和进样 针清洗溶剂 表 1. 色谱条件 气相色谱 SIM 程序 Agilent 6890N/5973B MSD 进样器 Agilent 7683B,5.0 μl 注射器 ( 安捷伦部件号 载气 5246),1.0 μl 不分流进样, 每种组分的上样量为 5 ng 氦气,72 cm/s, 恒流 进样口脉冲不分流 ;325,20 psi 保持 1.5 min, 吹扫气流 50 进样口衬管 ml/min, 保持 2.0 min 去活的双锥形直接连接衬管 ( 安捷伦部件号 G ) 色谱柱 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性 15 m 0.25 mm 0.25 检测条件 μm( 安捷伦部件号 UI) 柱温箱以 17 /min 的速度从 150 升至 325, 保持 5 min MSD 离子源温度 300, 四极杆温度 150, 传输线温度 300, 扫描范围 amu SIM 离子 时间 组 PBDE [M] + [M Br 2 ] + [M Br 2 ] +2 确认 (min) 溴代数离子

167 表 2. 样品流路消耗品 样品瓶 棕色玻璃样品瓶 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶盖 蓝色螺口盖 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶内插管 100 μl 玻璃 / 聚合物支脚 ( 安捷伦部件号 ) 注射器 5 μl( 安捷伦部件号 ) 隔垫 高级绿色隔垫 ( 安捷伦部件号 ) 进样口衬管 去活双锥形直接连接衬管 ( 安捷伦部件号 G ) 密封垫 0.4 mm 内径, 短 ;85/15 Vespel/ 石墨 ( 安捷伦部件号 ) 20 倍放大器 20 倍放大器 ( 安捷伦部件号 ) 结果与讨论 超高惰性色谱柱的基线惰性图在低浓度和低温下, 用高活性的测试标样对 Agilent J&W 超高惰性系列毛细管气相色谱柱进行测试, 是验证其惰性的基本方法 [6] 这是一种新型严格的方法, 它可以为 Agilent J&W 超高惰性气相色谱柱系列的每根色谱柱建立一致的基线惰性图 活性物质易吸附在色谱柱的活性位点上, 因而基线惰性图也就意味着对化学活性物质的成功分析, 尤其是对痕量水平的分析, 如本应用示例中的 BDE 测试混标和更多应用实例的详细描述请见参考文献 7 至 9 PBDE 分析 PBDE-209 因其较长的保留时间和高温易分解的特性而成为极具挑战性的分析物 高温热稳定性是这类化合物所存在的普遍问题, BDE-209 因其高度的溴化和较长的保留而使问题更为明显 BDE 成功分析的关键是限制这些化合物在高温下的时间 不同于典型 的 30 m 长的色谱柱, 本实验采用 15 m 长的色谱柱, 以限制 BDE- 209 的停留时间 [10,11] 幸运的是,BDE 在使用 Agilent J&W DB-5ms 固定相时, 可以得到很好的分离, 并具有对称的峰形, BDE 在较短的色谱柱上得到了成功的分离 图 1 给出了本次研究中 8 种 BDE 组分的总离子色谱图 在本应用简报中, 我们使用 Agilent J&W 超高惰性 DB-5msUI 15 m 0.25 mm 0.25 μm( 部件号 UI) 色谱柱对有 8 种组分 BDE 在 7 个浓度水平下的校准曲线进行了评估 BDE 和 -205 的浓度范围为 0.5 至 250 ng/ ml,bde-209 的浓度范围为 2.5 至 1,000 ng/ml 结果显示了出色的灵敏度, 即使是对于更具挑战性的 BDE-209, 在上样量为 ng 时也能得到 3.28 的信噪比 图 2 给出了 BDE-209 上样量为 ng 时的灵敏度 BDE BDE BDE BDE BDE BDE BDE BDE 图 1. Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性 15 m 0.25 mm 0.25 μm 毛细管气相色谱柱 ( 部件号 UI 0.005ng 上样量的 BDE 和 ng 上样量的 BDE-209 分析的总离子色谱图 (SIM 模式 ) 167

168 S/N = 3.63 = = 图 ng 上样量的 BDE-209 总离子色谱图 (SIM 模式 ) 放大图, 图中最大的峰为 BDE-209,BDE-209 较长的保留时间和热不稳定性使其成为极具挑战性 的 BDE 化合物 在研究区间内, 所有的分析物都具有出色的线性, 得到的 R 2 为 或更高 图 3 给出了每个单一分析物的相关系数, 并以 BDE-209 为例给出了其线性回归曲线 BDR R BDE 图 3. 本研究中 8 种组分在 0.5 ng/ml 至 1000 ng/ml(bde-209 在 2.5 至 1000 ng/ml) 的浓度范围内的相关系数及极具挑战性的 BDE-209 的线性回归曲线 168

169 结论 本应用简报成功阐述了在 15 min 内使用 15 m Agilent J&W DB-5 ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱对痕量水平的 BDE 类化合物进行的分析 该色谱柱对于所研究的 8 种 BDE 化合物都表现出了出色的线性, 在每种组分低至 0.05 ng(bde-209 为 ng) 的上样量时, 所得的 R 2 为 0.997, 甚至更高 出色的线性得益于色谱柱超高惰性的表面 这些色谱柱因为没有化学活性位点而成为痕量水平应用的绝佳选择 配备惰性电子碰撞源的 Agilent 6890/5975B GC/MSD(SIM 模式 ) 具有出色的灵敏度, 即使是对于 BDE 类化合物中最具挑战性的 BDE-209 当 BDE-209 的上样量为 ng 时, 该系统的信噪比高于 3 该结果清楚地展示了 Agilent J&W DB- 5 ms UI 超高惰性色谱柱对痕量水平 BDE 的超强分析能力 使用安捷伦最新的气相色谱 / 质谱产品, 如 7890/5975C GC/MSD 三轴检测器与 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性气相毛细管柱联合使用, 有望降低分析的定量限 参考文献 1. Nerissa Wu, Thomas Herrmann, Olaf Paepke, Joel Tickner, Robert Hale, Ellen Harvey, Mark La Guadia, Michael D. McClean, and Thomas Webster, Human Exposure to PBDEs: Associations of PBDE Body Burdens with Food Consumption and House Dust, Environmental Science & Technology, Volume 41, Number 5, 2007, pages Stefan Voorspoels, Adrian Covaci, Hugo Neels, and Paul Schepens, Dietary PBDE Intake: A Market-Basket Study in Belgium, Environmental International, Volume 33, Issue 1, January 2007, pages Jing Tan, Si Min Cheng, Annamalai Loganath, Yap Seng Chong, and Jeffery Philip Obbard, Polybrominated Diphenyl Ethers in House Dust in Singapore, Chemosphere, Volume 66, Issue 6, January 2007, pages Souichi Ohta, Diasule Ishizuka, Hajime Nishirnura, Teruyuki Nakoa, Osamu Azoasa, Yoshiko Shimaduzu, Fumie Ochiai, Takafumi Kida, Masatoshi Nishi, and Hideaki Miyata, Comparison of Polybrominated Diphenyl Ethers in Fish, Vegetables, and Meats and Levels in Human Milk of Nursing Women in Japan, Chemosphere, Volume 46, Issue 5, February 2002, pages Thomas A. McDonald, Polybrominated Diphenlyether Levels Among United States Residents: Daily Intake and Risk of Harm to the Developing Brain and Reproductive Organs, Integrated Environmental Assessment and Management, Volume 1, Number 4, 2005, pages Mitch Hastings, Allen K. Vickers, and Cameron George, Inertness Comparison of Sample of 5% Phenyldimethylpolysiloxane Columns, Poster Presentation, 54th Annual Pittsburg Conference, Orlando, FL, March A New Tool to Battle Challenging Active Analytes (Agilent J&W 超高惰性气相色谱柱 : 应对活性分析物挑战的新工具 ), 安捷伦科技出版物 EN,2008 年 6 月 2 日 8. Kenneth Lynam, Semivolatile Analysis Using an Inertness Performance Tested Agilent J&W Ultra Inert DB- 5ms Column, ( 使用通过惰性性能测试的 Agilent J&W 超高惰性 DB-5ms UI 色谱柱分析半挥发物 ), 安捷伦科技出版物 EN,2008 年 5 月 19 日 9. Kenneth Lynam and Doris Smith, Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) Analysis Using an Agilent J&W DB- 5ms Ultra Inert Capillary GC Column, ( 使用 Agilent J&W DB-5ms UI 超高惰性毛细管气相色谱柱分析多环芳烃 (PAH)), 安捷伦科技出版物 EN, 2008 年 7 月 24 日 169

170 10. Jonas Björklund, Petter Tollbäck, Christian Hiärne, EvaDyremark, and Conny Östman, Influence of the Injection Technique and the Column System on Gas Chromatographic Determination of Polybrominated Diphenyl Ethers, Journal of Chromatography A, 1041 (2004) Chuanhong Tu and Harry Prest, Determination of Polybrominated Diphenyl Ethers in Poly- meric Materials Using the 6890 GC/5793N Inert MSD with Electron Impact Ionization, ( 使用具有电子碰撞电离模式的 6890 气相色谱 /5793N 惰性质谱检测仪对聚合材料中多溴联苯醚的测定 ), 安捷伦科技出版物 EN,2005 年 4 月 5 日 170

171 使用 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性色谱使用 Agilent J&W DB-35ms 柱和超高惰性色谱柱和 DB-XLB 色谱柱在 DB-XLB GC/µECD 色谱柱在上进行水 GC/μECD 上进行水中卤乙酸的测定中卤乙酸的测定 关键词 环境 应用报告 环境, 水质 水质 作者 Doris Smith 和 Ken Lynam 安捷伦科技公司森特维尔路 2850 号威尔明顿,DE19809 美国 摘要 使用安捷伦的 Bond Elut SAX 固相萃取吸附剂能有效的提取和浓缩水样中的卤乙酸 (HAAs) 双色谱柱 GC/µECD 方法, 使用安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性色谱柱和 DB-XLB 色谱柱, 提供对衍生的 HAAs 进行一致和灵敏的分析 对大多数的 HAAs 的检测限是 纳克 / 毫升 在三个强化水平 (0.2-2,1-10 和 4-40 ng/ml) 的回收率从 82.5% 到 116.5%, 相对标准偏差 (RSDs) 小于 3.5% 171

172 前言 公众饮用水最常用的消毒方法是氯化法 在氯化过程中, 如次氯酸钠这样的氧化剂, 能与存在于水中的任何天然有机物或溴化物反应, 形成消毒副产物 (DBPs) 其中很多消毒副产物已经被列为可能的致癌物, 并由美国环境保护署 (EPA) 按照 1 级消毒剂 / 消毒副产物准则 [1,2] 进行监控 卤乙酸 (HAAs) 是继三卤甲烷后第二大类消毒副产物 (DBPs) 推荐监测的九种卤乙酸包括单氯乙酸 (MCAA) 二氯乙酸(DCAA) 三氯乙酸(TCAA) 单溴乙酸 (MBAA) 二溴乙酸(DBAA) 三溴乙酸(TBAA) 溴氯乙酸 (BCAA) 溴二氯乙酸(BDCAA) 和二溴氯乙酸 (DBCAA) 前五种酸被划为一组进行总 HAA5 监控, 设定的最高污染物水平 (MCL) 为 60 ng/ml [3] 虽然目前还没有规定其余几种酸的 MCL 值, 但是推荐对所有 9 种卤乙酸 (HAA9) 进行监测 EPA 方法 目前用于 HAA9 以及饮用水中氯化除草剂茅草枯的监测标准 [4] 由于其低挥发性和极性, 卤乙酸必须在气相色谱分析前转换为甲基酯衍生物 修订的 EPA 方法 包括使用 MTBE 的 HAAs 的液液萃取, 然后与酸性甲醇进行酯化反应 由此产生的甲酯分配到有机相中, 中和提取液, 去除上层醚层后用于 GC/µECD 分析 虽然 HAAs 的分析一般都使用液液萃取 (LLE), 但是固相萃取 (SPE) 具有很多优点, 如高选择性 高容量 减少溶剂使用 减少样品制备时间并减少每次的分析成本 最近的研究表明 SPE 可成功的用于 HAAs 萃取 [5,6,7] 由于卤乙酸阴离子形态的 ph 值高于其 pka 值, 使用强阴离子交换剂 (SAX) 可以用于有效地保留和预浓缩这些分析物 本文报告, 使用硅基季胺强离子交换树脂, 安捷伦 Bond Elut SAX, 做为 SPE 吸附剂 甲基化 HAAs 的定量测定是通过使用双色谱柱的 GC/µECD 方法实现的 选择安捷伦的 J&W DB-35ms 超高惰性气相色谱柱用于甲基酯的主要分析 色谱柱和衬管惰性对获得可重复的 可靠的 结果非常关键, 尤其是对溴化三卤乙酸, 特别容易与进样口或色谱柱上的活性位点相互作用 使用 Agilent J&W DB-XLB 色谱柱进行验证分析, 该色谱柱具有比主要色谱柱更弱的极性固定相, 提供了一种补充分离模式, 有助于确认分析物的 由于一些卤乙酸会发生不完全酯化,EPA 方法 采用了一个程序化的标准技术以建立校准曲线 这种技术需要把标准品作为样品对待并通过分析前的样品萃取和衍生化进行处理 这种方法用于补偿转化率低于 100% 的酸甲基酯化 实验部分 本实验使用安捷伦 7890A GC 系统, 配备双 µecd 检测器和安捷伦 7683B 自动进样器 使用一个惰性三通按照 1:1 的比例分流到主色谱柱和确认色谱柱 表 1 列出了用于这些分析的色谱条件 表 2 列出了流路耗材备件, 表 3 列出了用于这些实验的 SPE 样品制备备件 表 1. 色谱条件 GC/µECD 安捷伦 7890A GC 系统 进样器 安捷伦 7683B,5.0 µl 锥形进样器 ( 部件号 G ) CFT 设备 惰性三通 ( 部件号 G ) 分流比 1:1 保留间隙 2 m 0.25 mm 内径高温去活熔融石英毛细管 ( 部件号 ) 进样口 1 µl 不分流 ;180 C, 吹扫流速 60 ml/min 在 0.15 min 开始 色谱柱 1 DB-35ms UI 30 m 0.25 mm, 0.25 µm ( 部件号 UI) 色谱柱 2 DB-XLB 30 m x 0.25 mm, 0.5 µm ( 部件号 ) 载气 氦气, 恒流 3.2 ml/min 在 40 C 柱箱 40 C (0.5 min),12 C/min 到 95 C,25 C/min 到 200 C,35 C/min 到 325 C (1.25 min) µecd 340 C, 恒定柱流 + 尾吹 (N 2 ) =30 ml/min 172

173 表 2. 流路备件 样品瓶和瓶盖 MS- 认证的琥珀色钳口玻璃样品瓶和瓶盖工具包 ( 部件号 ) 进样瓶内插管 250 µl 玻璃 / 聚合物支脚 ( 部件号 ) 进样器 5 µl 锥管 ( 部件号 G ) 隔垫 高级绿色 ( 部件号 ) 进样口衬管 螺旋双细径锥不分流去活衬管 ( 部件号 ) 垫圈 0.4 mm 内径短 ;85/15 聚酰亚胺 / 石墨 ( 部件号 ) CFT 接头 内螺母 ( 部件号 G ) CFT 垫圈 粉砂岩垫圈,0.25 mm 内径 ( 部件号 ) 20 倍放大器 20 倍放大器环 ( 部件号 ) 表 3. SPE 样品制备备件 SPE 滤芯 安捷伦 Bond Elut SAX,500 mg,6 ml ( 部件号 ) SPE 适配头 3 和 6 ml 适配头 ( 部件号 ) SPE 储存器 60 ml 容量 ( 部件号 ) 试剂和化学品 所有的试剂和溶剂是 ACS 或超 Resi 级 甲醇,MTBE 和硫酸钠 来自于 JT Baker, 通过 VWR 国际购得 ( 西切斯特, 宾夕法尼 亚, 美国 ) 硫酸从 Sigma-Aldrich 公司购买, 碳酸氢钠购自 Fisher Scientific 公司 (Fair Lawn, NJ), 氯化铵购自 Mallinckrodt 公司 (Phillipsburg, NJ) 卤乙酸和它们的甲基酯, 替代和内标购 自 Ultra Scientific 公司 (West Chester, PA, USA) 每个分析物浓 度列于表 4 表 4. HAAs 商品储存溶液和主要稀释标准品中每个分析物的浓度 µg/ml µg/ml (MCAA) (DCAA) (TCAA) (MBAA) (DBAA) (TBAA) (BCAA) (BDCAA) 溶液和标准品配制 10 mg/ml 的氯化铵水溶液 在采样过程中将该溶液加入样品用于将基质中的残留消毒剂如次氯酸转化为氯胺, 以使产生额外 DBP 的可能降至最低 使用 MTBE 稀释商品卤乙酸储备液, 制备成一系列浓度在 1 10 µg/ml 的分析物标准品稀释液 该溶液是用于强化校准和回收标样用的试剂水 替代标样,2- 溴丁酸用 MTBE 稀释制备成浓度为 1 和 20 µg/ml 的溶液并在提取前加入样品 使用含 1,2,3- 三氯丙烷的 MTBE 萃取溶剂做为内标, 使用 MTBE 稀释制备成最终浓度为 500 ng/ml 的内标 使用该溶液萃取样品 将 10 ml 硫酸滴加入装有大约 60 ml 甲醇的置于冷却浴中的 100 ml 容量瓶中, 后恢复到室温, 然后用甲醇稀释至刻度并充分混合, 制成 10% 的酸性甲醇溶液 配制浓度为 150 g/l 的硫酸钠水溶液 将硫酸钠加入一定量的水中, 充分混合溶解后仍有少量不溶的碳酸氢钠残留, 以此制备饱和碳酸氢钠溶液 HAAs 主要稀释标准品和替代标样加标溶液用于通过适当稀释制备试剂水中的校准曲线 样品制备使用 SPE 对 50 ml 水样品进行萃取, 用酸化甲醇酯化, 然后用 MTBE 提取甲基酯, 用于 GC 分析 图 1 显示了 SPE 样品制备和酯化过程流程图 取 50 ml 水并加入 0.5 ml 浓度为 10 mg/ml 的氯化铵水溶液, 用以将残留的游离氯转化成氯胺 必要的话使用硫酸调节样品的 ph 到 5 ± 0.5 向质量控制样品中加入适量加标溶液制备成分析物浓度范围为 0.2 2,1 10 和 4 40 ng/ml 的样品. 将真空系统和安捷伦 Bond Elut SAX SPE 小柱固定好, 后使用 10 ml 甲醇以及 10 ml 水缓慢侵润活化 活化后, 适配器和大柱管被固定到小柱上, 控制真空以 2 ml/min 的速度对 50 ml 样品 173

174 SPE 萃取步骤 加入 0.5 ml 氯化铵水溶液到 50 ml 水样品中 酯化步骤 加入 2 ml MTBD 含内标溶液到洗脱液, 加盖, 涡旋 5 秒 根据需要用硫酸调节样品的 ph 值为 5 ± 0.5 将带盖离心管放至加热模块 50 C, 保持 2 小时 如果必要的话加入替代标样和质控加标溶液 取出离心管并冷却 将玻璃基座真空装置和 SPE 小柱安装好 加入 7 ml 150 g/l 硫酸钠水溶液并涡旋 30 秒 使用 10 ml 甲醇以及 10 ml 水活化 Bond Elut SAX SPE 小柱 静置分层 ( 大约 5 min) 控制真空使流速为 2 ml/min 加入 50 ml 水样上样 使用长巴斯德吸管吸出弃去下层水相 加入 10 ml 甲醇到小柱并以 2 ml/min 淋洗小柱 加入 1 ml 饱和碳酸氢钠水溶液并涡旋几秒钟 卸真空并插入 15 ml 螺口离心管 将醚层移入气相色谱样品瓶后进行分析 向小柱中加入 3 ml 10% 硫酸 / 甲醇并以 1.5 ml/min 速度洗脱 图 1. 水中卤乙酸的 SPE 样品制备和衍生化流程图 进行上样萃取 当上样结束后, 加入 10 ml 甲醇洗去干扰物 然后卸真空, 使用 15 ml 螺口锥形离心管收集洗脱液 加入 3 ml 的 10% 硫酸 / 甲醇溶液控制流速以 1.5 ml/min 洗脱 HAAs 取出离心管, 将 2 ml MTBE 萃取溶剂加入酸性甲醇洗脱液中 将离心管加帽涡旋, 然后放在加热模块上 50 C (± 2 C) 保持 2 个小时进行甲基化处理 衍生化完成后, 取出离心管并冷却 待溶液冷却后, 加入 7 ml 150 g/l 硫酸钠溶液, 涡旋几秒钟 等待相分离, 移除底部的水层 然后加入 1 毫升的饱和碳酸氢钠涡旋中和 MTBE 相 然后使用表 1 中的色谱条件通过 GC/µECD 进行醚提取物的分析 174

175 结果和讨论 目标物茅草枯和卤乙酸甲基酯在 DB-35ms UI 主分析柱和 DB-XLB 确认柱上实现分离仅需不到 9 min 时间 卤乙酸甲基酯标准品色谱图见图 2, 显示出非常好的峰形和与其他酯类的分离度, 在每根色谱柱上出现一个共洗脱物 共洗脱峰在相应色谱柱上实现基线分离, 用于证实它们的存在和无干扰定量 按照 EPA 方法 552.3, 用程序化的校准技术绘制一条六点校准曲线 用超过目标浓度范围的不同量酸强化的水标准品作为样品被处理并通过分析前的样品萃取和衍生化处理 制备了从 ng/ml 到 5-50 ng/ml 不同浓度的六个标准溶液, 然后使用表 1 中的方法过程进行萃取和衍生化, 并用 GC/µECD 分析 ,2,3- (IS) (SS) DB-35ms UI 2, DB-XLB 9, 图 2. 使用 GC/µECD 和安捷伦 J&W DB-35ms UI 30 m 0.25 mm,0.25 μm 色谱柱 ( 部件号 UI) 和 DB-XLB 30 m 0.25 mm, 0.5 μm 色谱柱 ( 部件号 ) 上分析卤乙酸酯的色谱图 用于标准品制备的制备方法标准和衍生化方法列于图 1, 色谱条件列于表 1 175

176 由相关系数 (R 2 ) 定义的校准曲线线性可以用于评估一个气相色谱色谱柱的性能 溴化三卤乙酸甲基酯往往是不稳定的, 会出现脱溴 水解和脱羧等降解, 使它们的色谱分析具有挑战 一个非线性的响应可能是化合物在进样口或色谱柱的吸附或分解的指示 DB-35ms UI 和 DB-XLB 色谱柱的性能产生卓越的 R 的线性, 超过本次研究的校准范围 每个卤乙酸甲基酯分析值列于表 5 该方法能在痕量水平实现一个高灵敏度甲基化 HAAs 检测 图 3 所示在 DB-35ms UI 和 DB-XLB 色谱柱上一个萃取和衍生化的 纳克 / 毫升强化试剂水样品的卓越峰响应 所观察的水平处于或低于在 EPA 方法 上报导的推荐水平 表 5. GC/µECD 分析衍生化 HAA 校准标样的相关系数 J&W DB-35ms UI DB-XLB HAAs DB-35ms UI R 2 DB-XLB * * ** ** (SS) * DB-35ms UI ** DB-XLB HAAs ,2,3- (IS) DB-35ms UI 1 2, DB-XLB , 图 3. 使用 GC/µECD 在安捷伦 J&W DB-35ms UI30 m 0.25 mm,0.25 μm 色谱柱和 DB-XLB 30 m 0.25 mm,0.5 μm 色谱柱上分析 ng/ml 酯化卤乙酸的局部放大色谱图 为了更好地说明使用内标物浓度为 50 ng/ml 色谱条件列于表 1 176

177 使用安捷伦 Bond Elut SAX SPE 进行样品制备, 可以极为有效的对加标水样中的卤乙酸进行保留和预浓缩 这样所需样品体积就会很小同时检测限更低 水样必要时用硫酸调节到 ph 5± 0.5, 以确保卤乙酸的离子化 图 4 显示了加入卤乙酸强化并使用样品制备和衍生化程序而制备的水样 通过测定已知加标样品的回收率说明方法的准确性 在 1 倍 5 倍和 20 倍加标水平计算回收率 酸的回收率大于 82%,RSD 值低于 3.5% 单独的 HAAs 回收率列于表 6 这些结果表明了使用 SPE 方法萃取 HAAs 的有效性及 GC/µECD 定量分析的一致性 HAAs ,2,3- (IS) (SS) DB-35ms UI , ,10 11 DB-XLB 图 4. 使用 GC/µECD 在安捷伦 J&W DB-35ms UI ( 部件号 UI) 和 DB-XLB ( 部件号 ) 毛细管气相色谱柱上按照相应方法和分析步骤分析得到的 1-10 纳克 / 毫升强化试剂水样色谱图 177

178 表 5. 使用安捷伦的 Bond Elut SAX SPE 萃取,J&W DB-35ms UI ( 部件号 UI) 和 DB-XLB ( 部件号 ) 色谱柱定量分析强化水中的卤乙酸的回收率和可重复性 DB-35ms UI ng/ml % RSD (n=6) % RSD (n=6) % RSD (n=6) * (SS) ng/ml % RSD (n=6) % RSD (n=6) % RSD (n=6) * (SS) * % DB-XLB 178

179 ,2,3- (IS) (SS) DB-35ms UI 2, DB-35ms UI DB-XLB DB-XLB , 图 5. 使用 GC/µECD 在安捷伦 J&W DB-35ms UI ( 部件号 UI) 和 DB-XLB ( 部件号 ) 色谱柱上按照相应制备方法和分析步骤得到的两种水样的色谱图 用这种方法分析两种饮用水样品的 HAAs 自来水和瓶装矿泉水根据图 1 所示的样品制备和衍生化步骤进行采集和制备 在自来水样品中检测到 0.3 ng/ml 的 DCAA( 峰 3), 也检测到其他四种 HAAs(TCAA, BCAA, BDCAA 和 DBAA), 但是低于本文的校准范围 瓶装矿泉水中没有检测到 HAAs 这两种样品的色谱图见图 5 结论 本应用报告说明了成功检测水样品中低水平和痕量水平卤乙酸的快速有效分析方法 Agilent J&W DB-35ms UI 和 DB-XLB 毛细管色谱柱完全分离目标 HAA 甲基酯, 并提供了卓越的灵敏度, 完成在低含量水平下的可靠定量 低于 EPA 最大污染水平 (MCLs) 水中 HAAs 能够被很好的检测到 校准标样的回归系数 R , 强化研究的回收率是 82.5% 到 116.5%, 平均 RSD < 3.5%, 证明了使用 J&W DB-35ms UI 和 DB-XLB 色谱柱能有效的分析低含量卤乙酸 安捷伦 Bond Elut SAX SPE 吸附剂成功的萃取并预浓缩了水样中的卤乙酸, 并提高了痕量水平的分析检测能力 SPE 方法提供了一个可靠地可替代 LLE 的方法, 是一种快速并简单地样品制备过程, 具有减少溶剂使用及降低成本等优点 179

180 鸣谢 作者感谢 Dr. Joan Stevens 对安捷伦 SPE 萃取处理的帮助和建议 参考 1. 美国 EPA( 美国环境保护署 ),12 月 16 日,1998a, 国家主要饮用水规则 消毒剂和消毒副产物, 最终规定 Fed. Reg. 63:241: 美国 EPA( 美国环境保护署 ),12 月 16 日,1998b 1 级消毒剂和消毒副产物规定 U.S. EPA 815-F EPA, 饮用水污染 & MCLs 列表, 美国环境保护署, 华盛顿, DC, 检索 10 月 14 日,2003 年来自于 4. US EPA 2003 方法 552.3, 液液萃取衍生化和电子捕获检测器气相色谱法测定饮用水中卤乙酸和茅草枯 修订 S Waseem 和 Md. Pauzi Abdullah 确认固相萃取技术用于 饮用水中卤代乙酸测定的可靠性 Sains Malaysiana 39(2)(2010): MA Rahman, MP Abdullah, JM Daud 和 S Waseem 饮用 水中卤乙酸化合物 (HAAs) 测定分析方法的开发 The Malaysian Journal of Analytical Sciences Vol 10 No 1 (2006): J Čulík, T Horák, M Jurková, P Čejka, 和 V Kellner. 啤酒中卤乙酸的测定,Proceedings of ECOpole tchie.uni.opole.pl 更多信息 获得更多关于我们的产品和服务的信息, 请访问网站 180

181 使用 Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱分析 EPA 方法 8270D 中的半挥发物使用 Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱分析 EPA 方法 8270D 中的半挥发物 关键词 环境 半挥发物 应用简报 环境 作者 : Pat Sasso 和 Ken Lynam 安捷伦科技公司 摘要 通过分析一组包含 29 种碱性 中性 酸性化合物 (BNA) 的混合物来评价 Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱 分析结果显示, 这些差异很大的分析物组分均能获得合适的峰形 分离度以及响应因子 将这根色谱柱与另一供应商推荐的适合 EPA 方法 8270D 的高端色谱柱进行比较 比较以下三个主要因素 : 拖尾因子 分离度以及响应因子 其中包含了一种极复杂组分的平均响应因子 多数实验室的 BNA 常规测试通常采取费时的提取方式, 以期能够回收不同样品中的各类型化合物 因为仅需提供单次色谱分析结果, 因此实验室可大大简化工作流程 安捷伦结合 EPA 方法对固定相进行专门的设计和测试, 使色谱柱的选择更加简便 前言 EPA 方法 8270D 可提供对固体或液体样品 空气以及粉尘颗粒的分析 [1] 该方法正文中所列的重点污染物种类非常多, 超过了 250 种化合物 决定该分析研究的关键因素在于获得可信任的数据库匹配, 让色谱分离成为解决分析难题的关键一步 另一干扰谱图匹配的因素是不理想的峰形, 这样容易形成拖尾, 因此需要通过提取或去卷积获得可靠的定性确认 分离度以及分离效率也是使分析变得更加复杂的因素, 共流出峰可让化合物的定性匹配变得更加困难 最后,EPA 校准指南将最低校准点的浓度作为最低报告限值 (MRL) 的参考值 因此未来的 MRL 值会越来越低 181

182 DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱为分析提供了所需的分离度 惰性以及选择性, 既能满足分析的要求也能维持所需的通量 [2] 使用 EPA 所列的一系列活性化合物组分来阐述与色谱柱质量相关 的问题 该研究中, 所选取的化合物范围较小, 并且具有完全不 同的活性, 可用来快速评价系统的性能 材料与方法 在这一系列实验中,Agilent 7890A 系列 GC 与 5975C GC/MSD 联用, 并配备惰性 350 无涂层 EI 源 气相色谱条件 色谱柱 : Agilent J&W DB-UI 8270D,20 m 0.18 mm,0.36 µm ( 部件号 ) 样品 : 载气 : MSD 进样口传输毛细管 :Agilent J&W DB-UI 8270D, 1.5 m 0.18 mm,0.36 µm Agilent 8270 半挥发性化合物的评价混合物,10 ng/µl ( 部件号 ) 氦气,25 psi, 恒压模式, 后运行为 1 psi 柱温箱 : 40 C( 保持 3 min), 以 25 C/min 升温至 300 C ( 保持 3 min) 进样 : 不分流, 隔垫吹扫 1 min, 吹扫流速为 3 ml/min 进样口温度 : 170 C 检测器 : MSD 传输线辅助温度 :265 C PCM C-1: 1 psi, 运行过程中以 5 ml/min 流出 反吹 : 后运行 3.5 min,45 psi 气相色谱 : Agilent 7890A 系列 GC 自动进样器 : Agilent 7693, 二氯甲烷进样量 0.5 µl 质谱条件 溶剂延迟 : 2.5 min MS 温度 : 300 C( 离子源 ),150 C( 四极杆 ) 传输线 : 290 C 扫描范围 : MS 安捷伦流路备件 Agilent 5975C, 惰性 350 EI 源, 三轴检测器 样品瓶 : 棕色, 螺口盖 ( 部件号 ) 瓶盖 : 蓝色, 螺口盖 ( 部件号 ) 样品瓶内插管 : 250 µl, 带聚合物支架 ( 部件号 ) Ultimate 接头工具包 : ( 部件号 G ) Siltite 密封圈 : 0.25 mm 内径 ( 部件号 ) 注射器 : 5 µl( 部件号 ) 隔垫 : 高级绿色隔垫 ( 部件号 ) 进样口衬管 : 双锥形直接连接衬管 ( 部件号 G ) 放大器 : 20 倍 ( 部件号 ) 标准品制备将溶于二氯甲烷的浓度为 10 ng/µl 的含 29 种化合物的校验混标用二氯甲烷 (J.T. Baker 超低农残分析级 ) 按 1:5 的比例稀释, 使每种组分在不分流模式获得 1 ng 的柱上进样量 在装有 1 ml 标准溶液的样品瓶中加入 15 µl 去离子水, 使溶液中的水饱和, 含量为 0.15% 样品前处理采用安捷伦高流速 Bond Elut C18 柱萃取所需分析的样品, 如上所述 [4] 在洗脱前, 使用 20 ml 去离子水对海水进行淋洗以去除盐分 通过各组分浓度为 10 µg/l 的校验混标制备实验室质控样品 Agilent Bond Elut C18 萃取柱,1 g,6 ml( 部件号 ) 真空装置处理工作站 ( 部件号 ) 支管阀 ( 部件号 ) 60 ml 储液槽 ( 部件号 ) 适配器 ( 部件号 ) 硫酸钠干燥萃取柱 ( 部件号 ) 用 HCl 将 250 ml 水样 ph 调节至 2, 采用吸附剂和二氯甲烷进行萃取 浓缩 将浓缩液与另一 250 ml 样品混合, 该样品用 NH 4 OH 调节 ph 至 8 然后进一步萃取并浓缩至 500 µl 这样最终可获得 1000 倍的浓缩萃取物 检测出的咖啡因在 µg/l 浓度水平, 显示出可能存在的人类引起的污染 [5], 如图 6 所示 高速萃取柱的粒径为 150 µm, 对于非浑浊样品可以仅靠其重力作用进行萃取 这样可以减少真空的使用并可降低流速的调节 评估自来水或其它含氯水源中 N- 二硝基二甲胺 (NDMA) 回收率时需要对样品容器进行脱氯处理, 因而在样品收集前需加入 100mg 硫代硫酸钠 ( 按每升水计算 ) 海水样品无需脱氯, 因为 NDMA 不存在于加标海水中, 如图 5 所示 182

183 结果与讨论 比较 Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱和其他供应商色谱柱的性能为能证明色谱柱质量的微小差别, 在评价过程中采用校准曲线中的最低点 [6] 将生产批号不同的 DB-UI 8270D 色谱柱与生产批号不同的另一供应商推荐的高端色谱柱进行比较 从统计学角度进行平均拖尾因子 选择性及响应因子的测定 这些数值通过五个浓度下平滑处理后的 TIC 色谱图计算获得, 安捷伦 MSD 工作站的性能报告中可提供这些数据 ( 版本 E ) 一旦测得这些平均值, 这些数据可被用来与非安捷伦色谱柱进行比较, 前提是相同的 GC/MS 条件以及相同的色谱柱规格 从拖尾因子的角度上分析,NDMA 苯胺及 1,4- 二氯苯是三组需要注意的组分 混合物中其它 26 种组分会获得较好的拖尾因子和理想的色谱图 用于评价色谱柱选择性的关键物质对是百菌清和菲 根据国家食品和农业政策中心 (NCFAP) 的相关规定, 百菌清是继硫磺和铜粉之后的第三常用的杀真菌剂 [8] 菲可在香烟烟雾中被发现, 并稳定存在于环境中 测试混标中的其它所有组分均可获得较好的选择性及匹配度 尤其需要关注的是 2,4- 二硝基苯酚 (DNP), 它的信噪比最低 从分析上说,DNP 是方法 8270D 目标化合物列表中最需要关注的化合物 DNP 的平均响应因子 (RF) 最小, 为 0.05 凡无法满足方法 8270 响应因子标准的化合物, 在进行样品分析前, 均需进行系统维护使响应因子达到标准 在比较中, 计算并测定平均 RF 并使其接近于该分析的限值 图 1 显示了, 使用 DB-UI 8270D 色谱柱后可获得混标中所有组分的可接受的色谱峰形 表 2 标示了安捷伦和非安捷伦色谱柱之间可观察到的差别 半挥发性化合物分析方法中活性最大的碱性化合物之一是 NDMA 图 2 显示了使用安捷伦和非安捷伦 8270D 色谱柱分析时 NDMA 的重叠色谱图 较早洗脱的化合物在进样口及色谱柱上均表现出较差的洗脱行为 NDMA 在目前大多可用的色谱柱上的峰形均较差 峰号 n- 亚硝基二甲胺 2. 苯胺 3. 1,4- 二氯苯酚 -d4 4. 异佛尔酮 5. 1,3 - 二甲基 硝基苯 6. 萘 7. 六氯环戊二烯 8. 速灭磷 9. 氘代苊 10. 2,4- 二硝基苯酚 硝基酚 二硝基甲苯 13. 芴 14. 4,6- 二硝基邻甲酚 15. 氟乐灵 表 2. 比较了安捷伦和非安捷伦色谱柱之间可观察到的差别 Agilent J&W DB-8270D 超高惰性色谱柱 非安捷伦色谱柱 化合物 均值 TF n- 亚硝基二甲胺 苯胺 ,4- 二氯苯 分辨率 西玛津 17. 阿特拉津 18. 五氯酚 19. 特丁磷 20. 百菌清 21. 菲 -d 艾氏剂 23. 环氧七氯 24. 异狄氏剂 25. 4,4 -DDT 26. 3,3 - 二氯联苯胺 27. 氘代屈 -d 苯并 [b] 荧蒽 29. 二萘嵌苯 -D12 图 1. 采用 Agilent J&W DB-UI 8270D GC 柱分析含 29 种半挥发 性组分的评价混合物得到的总离子流图 百菌清 菲 均值 RF 均值 RF 2,4- 二硝基苯酚

184 图 3 显示了使用安捷伦和非安捷伦色谱柱分析 DNP 的重叠色谱 图 DNP 是一种土壤污染物, 在低浓度时很难对其进行回收和定 量 DNP 还可作为农药和木材防腐剂使用 [9] 图 4 是关键难分离化合物对谱图的放大图 这对化合物的分离度 会因为色谱柱尺寸的微小改变而变化, 如 : 长度 内径以及批与 批之间膜厚的不同 T F = 2.14 T F = 图 2. 比较 Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱 ( 绿线 ) 以及非安捷伦色 谱柱 ( 红线 ) 因柱外效应引起的 N- 二硝基二甲胺峰拖尾 RF = RF = 图 3. 使用 Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱 ( 绿线 ) 以及非安捷伦色谱 柱 ( 红线 ) 在不分流进样模式下 1 ng 柱上进样量的 2,4- 二硝基苯酚的响应因子 184

185 R = 图 4. 百菌清和菲这一关键难分离化合物对在 Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱 ( 绿线 ) 以及非安捷伦色谱柱 ( 红 的分离情况 , 峰号 2. 苯胺 3. 苯甲酸 4. 2,4- 二硝基苯酚 硝基酚 甲基 - 4,6 - 二硝基苯酚 7. 五氯酚 8. 二氯二胺联苯 9. 联苯胺 10. 1[1,1 - 联苯 ]-4,4 - 二氯 - 二胺 11. 苯并 [b] 荧蒽 12. 苯并 [k] 荧蒽 图 5. 使用 Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱分析来 自于美国新泽西州海岸的加标海水 Ion r MF=963 RMF= 图 min 处的咖啡因说明了人类污染源的存在 185

186 结论 相比于非安捷伦的高端色谱柱而言,Agilent J&W DB-UI 8270D 超高惰性气相色谱柱仅能够微小地改善 EPA 8270D 化合物的色谱行为, 这些改善是可观察到的 DNP 的响应因子 NMDA 的拖尾因子以及百菌清和菲这一芳香化合物对的分离是评价该分析方法是否成功的关键因素 经过与最有竞争力的高端色谱柱的对比发现,DB-UI 8270D 色谱柱已经超出了分析标准的要求并且表现出业内最优秀的性能 致谢 8. L. P. Gianessi. M. B. Marcelli. Pesticide Use in U.S. Crop Production: National Center for Food and Agricultural Policy, Washington, DC, U.S. (2000). 9. U.S. EPA. 2,4-Dinitrophenol. Air Toxics Web Site. U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, U.S. (2000). 如需更多信息 这些数据仅代表典型结果 有关我们的产品和服务的详细信 息, 请访问我们的网站 : 作者感谢 Joan Stevens 就采用固相萃取净化技术分离海水中化 合物进行样品前处理所作出的富有成果的讨论 参考文献 1. U.S. EPA. EPA Method 8270D Semivolatile Organic Compounds by Gas Chromatography/Mass Spectrometry. U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, U.S. 2. K. Lynam., 使用安捷伦特殊设计的 J&W DB-UI 8270D 色谱柱分析半挥发性组分, 应用简报, 安捷伦科技公司, 出版号 CHCN (2012) 3. LECO. High-Throughput GC-TOFMS Analysis Using EPA Method 8270D. LECO corp. (2008). 4. A. A. Reese, H. Prest., 固相萃取和气相色谱 - 色谱分析酚类化合物, 应用简报, 安捷伦科技公司, 出版号 CHCN (2002) 5. Z. Rodriguez del Reya, E. F. Graneka, S. Sylvester. Marine Poll. Bull. 64, 1417 (2012). 6. U.S. EPA. Calibration Curves: Program Use/Needs. EPA Forum on Environmental Measurements. U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC, U.S. (2010). 7. Yun Zou, Chongtian Yu., Semi-Volatile Organic Compounds Analysis Using an Agilent J&W DB-5ms Ultra Inert Column ( 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱进行半挥发性有机化合物的分析 ), 应用简报, 安捷伦科技公司, 出版号 EN (2009) 安捷伦对本资料中可能存在的错误或由于提供 展示或使用本资料所造成的间接损失不承担 任何责任 本资料中的信息 说明和指标如有变更, 恕不另行通知 安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司,2012 中国印刷 2012 年 11 月 15 日 CHCN 186

187 使用安捷伦 J&W DB-35ms 使用安捷伦超高惰性色谱柱和 J&W DB-35ms DB-XLB 超高惰性色谱柱和色谱柱对水中低于 μg/l 级的有机氯农药和除草剂进行 DB-XLB 色谱柱对水中低于 GC/μECD 法分析 µg/l 级的有机氯农药和除草剂进行 GC/µECD 法分析 关键词 环境保护 应用报告 环境保护 作者 Doris Smith and Ken Lynam Agilent Technologies, Inc Centerville Rd Wilmington, DE 摘要 本文中使用安捷伦 SPEC C18AR 液固萃取 (LSE) 膜盘成功提取了水中的有机氯农药残留和除草剂 使用双柱配置的 GC/µECD 系统进行检测, 安捷伦 J&W DB-35ms UI 超高惰性色谱柱用于初步分析,DB-XLB 色谱柱用于进一步确认 该方法为浓度接近或低于最大污染限值的含氯有机物提供了高度灵敏和高度一致的分析方案 根据预估的分析物萃取浓度, 方法使用的校准范围为 1 到 100 ng/ml 研究分别对一个 0.01 µg/l 的加标水样和一个自来水样进行了提取和分析, 以测试该分析方案的有效性 前言 农药和除草剂在农业生产和日常生活中普遍使用 在很多环境的地下水和地表水中都检出有农药残留 喷洒农药过后的残留物经地表径流渗透过土壤进入到地下水, 进而进入到供水系统 由于农药对健康和环境会造成严重的影响, 因而人类饮用水污染问题受到越来越多的关注 长期使用污染水所导致的潜在健康问题包括肝脏损伤和致癌几率加大, 最近的研究表明饮用污染水还可能导致内分泌紊乱 [1,2] 欧盟(EU) 和美国环保局 (EPA) 已经立法规定了饮水中农残的最大允许浓度值 [2,3,4] 187

188 色谱柱和衬管的惰性对获得高度一致和可靠的分析结果有非常关键的影响, 尤其是在分析具有挑战性的农残如异狄氏剂和 DDT 时, 因为这些化合物非常容易和衬管或色谱柱上的活性点发生反应 [5,6] 最大限度地降低分析路径的活性是法规要求的痕量分析获得准确结果的关键 该研究采用了安捷伦超高惰性的色谱柱和衬管, 以确保分析路径的全程惰性 使用 GC/µECD 双色谱柱配置对有机氯农残进行了定量 安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性色谱柱用来进行初步分析, 而 J&W DB- XLB 色谱柱用于进一步确认, 与初步分析用的色谱柱相比, 其极性较弱的固定相有助于分析物的识别 DB-35ms 超高惰性色谱柱对有机氯农药具有良好的选择性, 可实现 EPA508.1 方法中 37 种农药和除草剂的高效分离 EPA508.1 方法推荐使用五氯硝基苯和 4,4'- 二溴联苯分别作为内标物和替代标准物 但因为这两种化合物和我们的目标物在色谱柱上共流出, 本研究改用 CLP 农残分析中常用的替代标准物四氯间二甲苯 (TCMX) 和十氯联苯, 从而很好地解决了共流出的问题 校准曲线的制备需要大量的时间并消耗大量的试剂 人工的样品制备过程更是容易产生误差, 使结果的重复性和精密度变差 安捷伦 7696A 样品制备工作台可以自动化完成多种样品制备操作, 同时显著降低溶剂消耗和样品制备的时间 安捷伦 7696A 样品制备工作台在多个样品制备应用中表现出了极高的精密度和重复性, 有效降低了随机误差的产生 [8,9,10] 有机氯农药和除草剂通过液 - 固萃取的方式从水中萃取出来 由于目标分析物的浓度可能为痕量水平, 因而需要大量的水样以萃取出足够检出量的农药 现行方法的样品体积为 1L, 使用传统的萃取方法萃取时会耗费大量的时间, 而安捷伦 SPEC C18AR 47 mm LSE 萃取盘可以在加速萃取的同时有效地保留目标化合物 实验部分本研究使用配置了双 µecd 检测器和 7683B 自动进样器的安捷伦 7890A GC 进行样品分析 使用惰性三通装置按照 1:1 的比例将流出物分流到初级色谱柱和确认色谱柱 表 1 为该研究所采用的气相色谱条件, 表 2 为研究所需的流路耗材, 表 3 为样品制备所需耗材 表 1. 色谱条件 色谱柱 1 安捷伦 DB-35ms UI 30 m 0.32 mm,0.25 µm ( 部件号 UI) 色谱柱 2 安捷伦 DB-XLB 30 m 0.32 mm,0.5 µm ( 部件号 ) GC/µECD 安捷伦 7890 系列 GC 进样器 安捷伦 7683 自动液体进样器,5.0 µl 锥形进样针 ( 部件号 ) CFT 装置 惰性三通 ( 部件号 G ) 分流比 1:1 保留间隙柱 5 m 0.32 mm 内径的去活熔融石英管 进样口 2 µl 不分流 ;250 C; 吹扫气流速 60 ml/min, 0.5 min 载气 氦气, 平均流速 :35 cm/s(80 C) 柱温箱 80 C(0.5 min), 26 C/min 到 175 C, 6.5 C/min 到 235 C,15 C/min 到 300 C(6 min) µecd 340 C, 恒定柱流 + 尾吹 (N 2 )= 30 ml/min 表 2. 流路耗材样品瓶和瓶盖 MS- 认证的棕色钳口玻璃样品瓶和瓶盖套装 ( 部件号 ) 样品瓶内插管 250 µl, 玻璃 / 聚合物支脚 ( 部件号 ) 进样针 5 µl, 锥形 ( 部件号 ) 隔垫 高级绿色隔垫 ( 部件号 ) 进样口衬管 超高惰性单锥衬管 ( 部件号 ) 垫圈 0.5 mm 内径短圈 ;85% Vespel/15% 石墨垫圈 ( 部件号 ) CFT 接头 内螺帽 ( 部件号 G ) CFT 垫圈 SilTite 垫圈,0.32 mm 内径 ( 部件号 ) 20 倍放大器 20 倍放大环 ( 部件号 ) 188

189 表 3. 样品制备耗材 SPEC 膜盘安捷伦 SPEC C18AR 47 mm( 部件号 A74819) SPEC 膜盘多管系统 SPEC 6 位装置 ( 部件号 A712) SPEC 支架 ( 部件号 A713) SPEC 1 L 溶剂瓶 ( 部件号 A714) 试剂和化学品 所有试剂均为 ACS 级或者 Ultra Resi 级 乙酸乙酯 (EtOAc) 甲 醇 (MeOH) 和二氯甲烷 (MeCl 2 ) 来自于 JT Baker, 通过 VWR International(West Chester, PA) 购得 盐酸 (HCl) 和亚硫酸钠 (Na 2 SO 3 ) 购于 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO) EPA508.1 标准 品和替代标准品购于 Ultra Scientific(North Kingstown, RI, USA) 溶液和标准品 配制 50 mg/ml 的亚硫酸钠水溶液 该溶液在采样过程中加入到 水样中以消除残余氯 按照 1:1 的比例配制乙酸乙酯和二氯甲烷 的混合溶液, 只需等量混合两种溶剂 将 25 ml HCl 滴加到装有约 22 ml 水的 50 ml 容量瓶中, 容量瓶置于冷水浴中, 边滴边冷却, 滴加完成待溶液冷却至室温后, 加水定容至刻度, 充分混匀, 配制成 6 N 的 HCl 溶液 将市售的农药原液用乙酸乙酯稀释成浓度为 1 µg/ml 的初级标准溶液, 该溶液用于添加到水样中, 用于方法分析 用乙酸乙酯配制 1 µg/ml 的替代标准溶液, 并在萃取前加入到水样中 使用安捷伦 7696A 样品制备工作台, 以乙酸乙酯为溶剂, 通过标准和替代标准的初级溶液制备浓度从 1 到 100 ng/ml 的校准系列溶液 向 1 L 水样中加入 1 ml 50 mg/ml 的亚硫酸钠溶液, 以消除残留的氯 用 6 N HCl 溶液调节水样的 ph 至 2 以下 向溶液中加入适量的农药标准溶液, 配成含分析物浓度 0.01 µg/l 的质控样品 (QC) 安装好真空多管抽滤装置, 将 SPEC 膜盘皱面向上放置在过滤头上, 用 5 ml 1:1 的乙酸乙酯和二氯甲烷混合溶液浸润活化 1min, 然后在真空下缓慢抽滤 再加入 5 ml 甲醇, 继续缓慢抽滤 注意抽滤结束后在膜盘上保留一浅层甲醇防止膜盘变干 最后, 用 5 ml 水冲洗膜盘, 缓慢真空抽虑后, 在膜盘上保留一浅层溶液防止膜盘变干 将 5 ml 甲醇加入到 1 L 水样中充分混匀 加入适量的替代标准溶液, 振荡 将水样以 ml/min 的速度抽滤通过萃取膜盘, 水样抽滤结束后, 继续抽滤 10min 以干燥膜盘 将滤液瓶取出, 换上装有收集管的烧瓶, 将收集管与膜盘基座的流出端相连, 将过滤装置重新安装好 用 5 ml 乙酸乙酯冲洗样品收集瓶, 并用一次性移液管转移到膜盘上 真空缓慢抽滤洗脱溶剂 然后换用 5 ml 二氯甲烷重复洗脱步骤 使用一次性玻璃移液管移取 3 ml 乙酸乙酯 : 二氯甲烷为 1:1 的溶液淋洗滤层, 重复此操作两次 使洗脱液流经装有 5 到 7g 无水硫酸钠的玻璃干燥管进行干燥 用 3 ml 乙酸乙酯 : 二氯甲烷为 1:1 的溶液冲洗干燥管两次 将萃取液和淋洗液收集到一个浓缩管中, 用 Labconco CentriVap 离心浓缩仪 (78100 系列 ) 浓缩至约 0.8 ml, 浓缩过程中, 用乙酸乙酯冲洗浓缩管内壁 2-3 次 最后用乙酸乙酯将萃取液体积定容至 1.0 ml, 并转移至自动进样器的样品瓶中, 利用 GC 进样分析 样品制备使用安捷伦 SPEC C18AR 47 mm 固 - 液萃取膜盘对 1L 水样进行萃取, 将萃取液吹干 浓缩后利用 GC 进样分析 图 1 为液固萃取 (LSE) 样品制备的流程图 189

190 样品萃取步骤 向 1 L 水样中加入 1 ml 50 mg/ml 的 Na 2 SO 3 溶液 用 6N 的 HCl 溶液调节样品溶液 ph ~ 2 用 5 ml 乙酸乙酯冲洗样品收集瓶, 并用一次性移液管转移到膜盘上 安装过滤装置, 将 SPEC C18 膜盘皱面向上装在过滤基座上 真空过滤, 使洗脱液缓慢流过膜盘 用 5 ml 1:1 的乙酸乙酯和二氯甲烷混合溶液润洗膜盘 浸润 1min, 然后真空缓慢抽滤 改用 5 ml 二氯甲烷重复此操作 使用一次性移液管移取 3 ml 1:1 的乙酸乙酯和二氯甲烷混合液淋洗滤层, 重复操作两次 加入 5 ml 甲醇溶液浸润膜盘缓慢抽滤, 并保留一薄层甲醇在膜盘上, 注意勿使膜盘变干 将所有滤液合并, 使其流经装有 5-7 g 无水硫酸钠的玻璃管干燥 用 5 ml 水润洗膜盘, 同样保留一薄层水样在膜盘上 用 3 ml1:1 的乙酸乙酯和二氯甲烷混合液淋洗干燥管, 重复操作两次 将萃取液和淋洗液合并在浓缩管中 向水样中加入 5 ml 甲醇, 充分混匀 向样品中加入替代标准溶液, 充分振摇 使用离心浓缩装置将萃取液浓缩至 0.8 ml 将样品抽滤通过膜盘 浓缩过程中用乙酸乙酯冲洗浓缩管内壁 2-3 次 继续抽滤 10min, 使气体通过以干燥膜盘 用乙酸乙酯将萃取液定容至 1.0 ml 倒掉过滤到瓶中的滤液, 在过滤基座上装上收集管准备收集萃取液 将萃取液转移到 GC 样品瓶中进行分析 图 1. 水中有机氯农药的萃取流程图 190

191 结果和讨论 37 种目标有机氯农残和除草剂在安捷伦 DB-35ms UI 初级色谱柱和 DB-XLB 确认色谱柱上实现分离, 并且仅需不到 23 min 时间 图 2 为 50 ng/ml 的农残标准品乙酸乙酯溶液在双柱系统的 GC/µECD 上获得的色谱图 图 3 中部分色谱图的放大视图显示的是 10 ng/ml 的 EPA 农残标准品在 DB-35ms UI 色谱柱 上表现出良好的响应和分离效果 图 4 展示了 DB-XLB 色谱柱的 分离性能和选择性的不同, 充分显示了其作为确认色谱柱的优势 所在 EPA 有机氯农残和除草剂的分离 Hz Hz , DB-35ms UI 39 DB-XLB * a g- 12. b d g- 25. a ,4 -DDE ,4 -DDD ,4 -DDT * * 图 2. GC/µECD 分析 50 ng/ml 农残标准品在双柱 J&W DB-35ms UI 30 m 0.32 mm,0.25 µm 色谱柱 ( 部件号 UI) 和 DB-XLB 30 m 0.32 mm, 0.5 µm 色谱柱 ( 部件号 ) 上的色谱图 该标液为农残标准物质的乙酸乙酯溶液, 使用安捷伦 7696A 样品制备工作台制备, 色谱分析条件参考表 1 191

192 EPA 低浓度农残在安捷伦 DB-35ms UI 色谱柱上的峰形和分离效果 Hz a- g- b- d- g- a- I 4,4 -DDE 4,4 -DDD II 4,4 -DDT 图 3 GC/µECD 分析 10 ng/ml 有机氯农残标准品在 DB-35ms UI 30 m 0.32 mm,0.25 µm 色谱柱上谱图的部分放大视图 色谱分析条件参考表 1 192

193 EPA 低浓度农残标准品在 DB-XLB 色谱柱上的峰形和分离效果 a- g- b- d- g- a- I 4,4 -DDE II 4,4 -DDT 4,4 -DDD Hz 图 4 GC/µECD 分析 10 ng/ml 有机氯农残标准品在 DB-XLB 30 m 0.32 mm,0.5 µm 色谱柱上谱图的部分放大视图 色谱分析条件参考表 1 为测试方法的线性, 制备了 7 个浓度水平的校准曲线 校准曲线的线性用相关系数 (R 2 ) 来表示, 可用其来评估气相色谱色谱柱性能的好坏 将市售原液配制的初级标准溶液乙酸乙酯逐级稀释, 配制成 1, 2.5, 5, 10, 25, 50 和 100 ng/ml 共 7 个浓度的标准样品溶液, 使用安捷伦 7696A 样品制备工作台进行此标准样品制备操作 如果得到非线性的响应则意味着目标物发生分解或者在进样口或色谱柱上产生了吸附作用 该研究中, 使用 DB-35ms UI 和 DB- XLB 色谱柱, 在整个线性范围内获得的相关系数 R , 农残各组分的相关系数值参见表

194 表 4. GC/µECD 分析 EPA 有机氯农残各组分校准曲线的相关系数 (R 2 ) 线性结果 分析物 R 2 Agilent DB-35ms UI DB-XLB 分析物 R 2 Agilent DB-35ms UI DB-XLB 六氯环戊二烯 敌草索环氧七氯 二甲基苯基丙烯酯 氰草津 氯甲氧苯 丁草胺 氟乐灵 g- 氯丹 四氯间二甲苯 (ss) a- 氯丹 毒草胺 硫丹 I 六氯苯 * 4,4 -DDE a- 六六六 狄氏剂 莠去津 * 杀螨酯 西玛津 * 异狄氏剂 g- 六六六 ,4 -DDD b- 六六六 硫丹 II 七氯 ,4 -DDT 甲草胺 异狄氏剂醛 d- 六六六 硫丹硫酸酯 百菌清 甲氧滴滴涕 艾氏剂 顺 - 氯菊酯 草克净 反 - 氯菊酯 丙草胺 十氯代联苯 (ss) DCPA (ss)- 替代标准品 * 共流出 该方法对痕量水平的有机氯农残检测具有很高的灵敏度 欧盟 规定水中单个组分的农药残留限值为 0.1 µg/l [3] 为确保达到该 检测水平, 要求检测方法的检出限 (LOD) 必须低于此限值 图 5 为 0.01 µg/l 加标水样的萃取液在 DB-35ms UI 色谱柱和 DB-XLB 色谱柱上的谱图结果 该加标水样农残浓度比上述限值低 10 倍, 同时也接近并低于 EPA 建立的饮水最高污染浓度 (MCLs) 限值 [1] 使用安捷伦 SPEC C18AR 液 - 固萃取膜盘进行样品萃取可有效保留 和富集加标水样中的有机氯农残 为测定水中规定的 MCLs 水平 的痕量农残组分, 需要将大量水样浓缩至农残可检测水平 使用 47 mm 超大 C18 膜盘可以对 1L 水样以 ml/min 的速度进行萃取, 这样可以在 10min 内完成水样处理, 节约了样品制备时 间, 提高了样品分析通量 194

195 GC/µECD 分析空白水样和加标水样萃取液的色谱图对比 * a g- 12. b d g- 25. a- 26. l 27. 4,4 -DDE ,4 -DDD 32. ll 33. 4,4 -DDT sulfate * * Hz Hz , , , ,16 18, , ,38 37, DB-35ms UI 0.01 µg/l DB-XLB 0.01 µg/l 图 5. GC/µECD 分析 0.01 µg/l 加标水样和空白水样萃取液在 DB-35ms UI 30 m 0.32 mm,0.25 µm 色谱柱 ( 部件号 UI) 和 DB-XLB 30 m 0.32 mm, 0.5 µm 色谱柱 ( 部件号 ) 上的色谱图对比 样品制备流程参考图 1, 色谱条件参考表 1 使用该方法还对某饮水水样中的有机氯农残进行了分析 自来水样品采集和制备流程参照图 1, 色谱分析条件参照表 1 在本研究的标定范围内未检出自来水中存在目标有机氯农残 样品的 GC/µECD 色谱图如图 6 所示 195

196 GC/µECD 分析空白水样和饮用水水样萃取液的色谱图对比 * a g- 12. b d g- 25. a- 26. I 27. 4,4 -DDE ,4 -DDD 32. II 33. 4,4 -DDT sulfate * * Hz Hz DB-35ms UI DB-XLB 图 6. GC/µECD 分析自来水水样和空白水样萃取液在 DB-35ms UI 30 m 0.32 mm,0.25 µm 色谱柱 ( 部件号 UI) 和 DB-XLB 30 m 0.32 mm, 0.5 µm 色谱柱 ( 部件号 ) 上的色谱图对比 样品制备流程参考图 1, 色谱条件参考表 1 196

197 结论 该应用报告开发了一种有效的分析方法用于萃取并检测水中低于 µg/l 级的有机氯农残和除草剂 安捷伦 J&W DB-35ms UI 毛细管色谱柱可高效实现 37 种目标物的分析, 并在低浓度下提供卓越的 灵敏度和可靠的定量水平 目标物在安捷伦 DB-XLB 色谱柱上的分 离提供了高度一致的分析结果 使用安捷伦 SPEC C18AR 47 mm 液 - 固萃取膜盘可从水中成功萃取和富集农残组分, 在提高痕量组分检测性能的同时, 有效地降低了样品制备时间 使用安捷伦 7696A 样品制备工作台制备的标准样品的校正曲线在双柱分析系统的整个线性范围内相关系数 R 使用该方法可检测水中低于 EU 和 EPA 最大允许限值 10 倍浓度的农残 使用该方法成功制备并分析了 0.01 µg/l 的加标水样, 充分说明了使用安捷伦 J&W DB-35ms UI 色谱柱和安捷伦 DB-XLB 色谱柱的双柱设计进行低浓度有机氯农残分析的高效性 对某自来水样品的检测, 在本方法的线性范围内, 未检出有任何有机氯农残 致谢 作者衷心感谢 Dr. Joan Stevens 对安捷伦 LSE 萃取处理的帮助和建议 参考文献 1. Vos JG, Dybing E, Greim HA, Ladefoged O, Lambré C, Tarazona JV, Brandt I, Vethaak AD.(2000)Health effects of endocrine-disrupting chemicals on wildlife, with special reference to the European situation. Crit. Rev. Toxicol. 30(1): ECC Council Directive 80/778/ECC. Official Journal of the European Communities, No. L 229, August 30, 1980, p EEC. Drinking Waters Directive, Official Journal N229/11, Directive 80/778/EEC, Ken Lynam,Doris Smith. 使用安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性气相色谱柱进行具有挑战性的农药分析 (2010). 安捷伦科技, 出版号 : CHCN. 6. Limian Zhao, Allan D. Broske(2010). 采用气相色谱和活性化合物评估超高惰性衬管去活技术. 安捷伦科技, 出版号 : CHCN. 7. US EPA Method Determination Chlorinated Pesticides, Herbicides, and Organohalides by Liquid-Solid Extraction and Electron Capture Gas Chromatography. Revision 安捷伦 7696A 样品制备工作台产品简介 (2011). 安捷伦科技, 出版号 : CHCN. 9. Rebecca Veeneman, Dale Snyder(2010) 自动化样品制备提高数据质量. 安捷伦科技, 出版号 : CHCN. 10. James D. McCurry(2011), 安捷伦 7696A 工作台在复杂样品自动化制备中的应用. 安捷伦科技, 出版号 : CHCN. 更多详细信息 有关我们产品和服务的更多信息, 请访问 2. EPA. List of Drinking Water Contaminants & MCLs, US Environmental Protection Agency, Washington, DC, Retrieved October 14, 2003 from 197

198 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性 GC 使用 Agilent J&W DB-5ms 柱分析多溴二苯醚超高惰性 GC 柱分析多溴联苯醚 关键词 环境 应用简讯 环境 作者 Kenneth Lynam 和 Doris Smith 安捷伦科技公司 2850 Centerville Road Wilmington, DE 美国 前言 多溴二苯醚联 (PBDE) 分析是国际上了解食品供应和环境质量的重要途径 本应用介绍了利用电子轰击 GC MS 对痕量级 PBDE 的分析 对于这类具有挑战性的物质分离而言, 由于对每根 GC 柱的柱惰性均进行了充分测试, 因此进一步增加了分析工作者对分析结果准确度的信心 安捷伦已经采用新的测试方法来更为有效地评价 GC 柱的惰性 这个新的检测方法专门使用高活性探针, 深入探察柱的惰性和品质 这些用来检验柱惰性的高活性探针包括 1- 丙酸 4- 甲基吡啶和磷酸三甲酯等 毛细管 GC 柱的活性作为造成测定结果不确定性的一种潜在因素, 实际上已随着超高惰性系列柱的出现而被消除 PBDE 分析 PBDE-209 是一种颇具挑战性的待测物, 这源于它的长保留时间和易于高温降解特性 因此, 高温条件下的热不稳定性是这类组分分析的难点, 而 BDE-209 分析尤为困难, 这主要由于它溴化程度很高, 且保留时间长 成功分析 BDE 的一个关键因素就是限定这类化合物的高温暴露时间 我们采用 15 m 的 GC 柱代替 30 m 的标准柱, 从而缩短了 BDE-209 的保留时间 幸运的是, 当使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性柱时, BDEs 分辨率良好, 峰形对称, 成功实现了 BDEs 在较短柱上的分离 图 1 展示了八种 BDEs 在本文测定条件下所得到的总离子流色谱图 198

199 BDE-47 2 BDE BDE-99 4 BDE BDE BDE BDE BDE 图 1. 进样 ng (BDEs ) 和 ng (BDE-209) 于 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性 15 m x 0.25 mm,0.25 µm 毛细管 GC 柱 ( 部件号 UI) 上的总离子流色谱图 (SIM 模式 ) 表 1 色谱条件 GC Agilent 6890N/5973B MSD 进样器 Agilent 7683B,5.0 µl 进样针 ( 安捷伦部件号 ), 1.0 µl 不分流进样, 每种化合物柱上进样 5 ng 载气 氦气, 恒流,72 cm/s 进样口 脉冲不分流 ;325, 压力 20 psi 保持 1.5 min,2 min 时打开吹扫, 流量为 50 ml/min 进样衬管 去活的双细径锥直接连接衬管 ( 安捷伦部件号 G ) 色谱柱 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性 15 m x 0.25 mm,gc 柱 ( 安捷伦 部件号 UI) 柱温箱 150 到 325 (17 /min), 保持 5 min 检测 MSD 离子源 300, 四极杆 150, 扫描范围 amu Agilent 配以惰性电子轰击源的 J&W DB-5ms Agilent 超高惰性毛细管 6890/5975B GC 柱具备分析痕量级 GC/MSD(SIM 模 BDE 式 ) 的强大能力 当使用任意一款安捷伦最新的具有优异的检测灵敏度, 即便是分析诸如 BDE-209 GC/MS 这类极具产品, 诸如挑战性的 6890N/5975C BDE 类物质也是如此 采用上述系统柱上进样 GC/MSD 三轴检测器时, 联用 Agilent J&Wng DB-5ms BDE-209 超高惰性毛细管进行分析, 其信噪比高于 GC 色谱柱, 3:1 定量限将会进一步降低 这一结果清楚地表明了如需访问全部应用报告, 请登录 : Agilent J&W DB-5ms 超高惰性毛细管 GC 柱具备分析痕量级 BDE 的强大能力 当使用任意一款安捷伦最新的 GC/MS 产品, EN.pdf 诸如 6890N/5975C GC/MSD 三轴检测器时, 联用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性毛细管 GC 色谱柱, 定量限将会进一步降低 该应用成功的表明, 使用 15 m Agilent J&W DB-5ms 超高惰性毛细管 GC 色谱柱可在 15 min 内完成对痕量级 BDEs 的分析 各组分柱上进样量最低可达 ng(bde-209 为 ng), 8 种 BDEs 线性关系良好, 相关系数 R 2 不小于 该类柱内表面的超高惰性是化合物分析能够获得良好线性和高 R 2 值的原因之一 由于缺乏化学活性位点, 该类毛细管 GC 色谱柱是痕量级分析的绝佳选择 199

200 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性 GC 使用 Agilent J&W DB-5ms 柱分析超高惰性 PAH GC 柱分析 PAH 关键词 环境 应用简讯 环境 作者 Kenneth Lynam 和 Doris Smith 安捷伦科技公司 2850 Centerville Road Wilmington, DE 美国 前言 痕量和超痕量多环芳烃 (PAH) 分析是国际上评估环境质量和食品纯度的重要途径 本应用介绍了利用电子轰击单四极杆对痕量级 PAH 的扫描质谱分析 对于这类具有挑战性的物质分离而言, 由于对每根 GC 色谱柱均进行了充分的柱惰性测试, 因此进一步增加了分析工作者对结果准确度的信心 安捷伦已经采用了新的测试方法来更为有效地评价 GC 柱的惰性, 这个新的检测方法专门使用高活性探针, 深入探察色谱柱的惰性和品质 这些高活性探针包括 1- 丙酸 4- 甲基吡啶和磷酸三甲酯等, 均可用于色谱柱惰性的检验 这是一种为每根 Agilent J&W 超高惰性 GC 色谱柱系列产品建立一致的基准惰性档案的严格方法 PAH 分析 本应用中, 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性 30 m 0.25 mm 0.25 µm 毛细管 GC 色谱柱 ( 部件号 UI) 分析浓度范围从 0.05 µg/ml 到 5 µg/ml 的 16 组分 PAH 标准混合物 在所研究浓度范围内, 每个组分的检测灵敏度都很高 在 15 min 分离时间内, 除茚并 [1,2,3-c,d] 芘和二苯并 [a,h] 蒽只达到部分分离之外, 每个 PAHs 组分均获得良好的分离度 图 1 展示了 0.5 µg/ml 浓度水平时某标准进样的总离子流色谱图, 色谱条件列于表 1 200

201 [a] 10. [a] 11. [b] 12. [k] 13. [a] 14. [1,2,3-cd] 15. [a,h,i] 16. [g,h,i] 图 1. 在 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性 30 m 0.25 mm 0.25 µm 毛细管 GC 色谱柱 ( 部件号 UI) 上进样 1 µl 分析 0.5 µg/ml 标准液的总离子流色谱图 ( 扫描模式 ) 该进样量意味着每个组分柱上进样 0.5 ng 表 1. 色谱条件 GC Agilent 6890N/5973B MSD 进样器 Agilent 7683B,5.0 µl 进样针 ( 安捷伦部件号 ), 1.0 µl 不分流进样, 每种化合物柱上进样 5 ng 载气 氦气,45 cm/s, 恒流 进样口 进样衬管 脉冲不分流 ;300, 压力 40 psi 保持 0.2 min,0.75 min 时打开吹扫, 流量为 30 ml/min 灭活的双细径锥直接连接衬管 ( 安捷伦部件号 G ) 色谱柱 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性柱 30 m 0.25 mm 0.25 µm ( 安捷伦部件号 UI) 柱温箱 检测 55 (1 min) 升温到 320 (25 /min), 保持 3 min MSD 离子源 300, 四极杆 180, 传输线 280, 扫描范围 AMU 本文在配以惰性电轰击离子源的 Agilent 6890N/5975B GC/MSD 上专门采用扫描模式进行分析 采用上述系统, 柱上进样 0.05 ng 苯并 [a] 芘的信噪比高于 9:1 这一数据清楚地显示了 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱用于分析痕量级 PAH 的强大能力 如需访问全部应用报告, 请登录 : EN.pdf 该应用成功表明, 使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性毛细管 GC 柱可在 15 min 内完成对痕量级 PAHs 的分析 16 种 PAHs 组分的柱上进样量最低可达 0.05 ng, 线性极佳, 相关系数 R 2 均不小于 该类柱内表面的超高惰性是分析能够获得良好线性和高 R 2 值的原因之一 由于缺乏化学活性位点, 该类毛细管 GC 色谱柱是痕量分析的绝佳选择 安捷伦对本文可能存在的错误, 或由于提供 展示或使用本文所造成的间接损失不承担任何责任 本文中的信息 说明和技术指标, 如有变更, 恕不另行通知 201

202 使用安捷伦特殊设计的 J&W DB-UI 8270D 使用安捷伦特殊设计的 J&W 色谱柱分析半挥发性组分 DB-UI 8270D 色谱柱分析半挥发性组分 关键词 环境 应用报告 环境 作者 Ken Lynam 安捷伦科技有限公司 摘要 使用 0.25 mm 内径和 0.18 mm 内径的安捷伦 J&W DB-UI 8270D 色谱柱分析具有挑战性的半挥发性分析物可获得极佳的峰形和色谱性能 通过采用 20 m 0.18 mm,0.36 µm DB-UI 8270D 毛细管气相柱在 16 min 内完成了对 29 种半挥发性分析物混标的分析, 充分证明了该色谱柱的实用性 另外, 对在 0.18 mm 内径高效气相柱上使用带有玻璃棉的超高惰性衬管的优势也进行了验证 前言 世界各地的水源存在大量以多种途径进入的挥发性和半挥发性污染物 在美国 (US), 这 些污染物依据针对半挥发性有机物的 US-EPA 8270 方法进行分析 [1] 在欧盟 (EU), 这类 化合物中的大部分被认为是挥发性有机物, 其沸点低于 250 C, 并按照 European Water Framework Directive 2000/60EC 进行分析 [2] 虽然这些目标分析物从监管的角度看检测方法各不相同, 但很显然, 在全球范围内对水质进行监测是十分必要的 现代高灵敏度的 GC/MS 仪器, 使用惰性验证的耗材部件, 为这些化合物的监测提供了便利而可靠的分析手段 202

203 很多 US EPA 8270 列表上的同类化合物作为优先物质或者倍受关 注的化学品也同时出现在 European Water Framework Directive 里 [3], 其沸点和化学性质各异 大量的活性化学基团包括碱性 酸性和含磷官能团, 都会对实现准确色谱分析形成挑战 [4] 含 活性官能团的分析物可能会吸附在流路中的任何活性位点上, 造 成峰拖尾 检测限升高, 或者出现最糟糕的情况 : 未检测到目标分析物 为满足这些活性物质和问题组分的分析要求, 使用特殊设计的色谱柱对实现持久的惰性非常重要 惰性验证测试对于获得尖锐的峰形 低检测限和分析者所追求的可靠系统性能都非常必要 [5] 每根安捷伦 J&W DB-UI 8270D 气相柱在出厂时都已使用强活性测试混标进行测试, 以确保分析活性半挥发性分析物时获得尖锐峰形和低检测限 超高惰性测试 使用严格的半挥发物测试混标特殊设计了一种半挥发超高惰性混标专门用于 DB-UI 8270D 色谱柱测试 测试混标包括丙酸 吡啶 间二甲苯 对二甲苯和 1- 氯 -2- 氟苯 使用这些混标同时评价了酸碱行为 芳香族异构体和卤素的选择性等 为彻底探查惰性效果, 测试同时在低浓度 ( 色谱柱上各组分 5-10 ng) 和低温 (45 C 恒温 ) 的苛刻条件下进行 图 1 为 DB-UI 8270D 色谱柱典型的测试谱图 包括测试色谱图在内的每根色谱柱检测结果为其出厂提供了惰性性能支持 pa J&W DB-UI 8270D 峰鉴定 1 丙酸 2 吡啶 3 1- 戊醇 4 1- 辛烯 5 正辛烷 6 1,2- 丁二醇 7 1- 氯 -2- 氟苯 8 间二甲苯 9 对二甲苯 庚酮 11 正壬烷 12 异丙苯 min 图 1. 采用安捷伦 J&W DB-UI 8270D 色谱柱测试半挥发性样品的色谱图 203

204 进样口衬管的去活处理是分析半挥发物时获得最可靠系统性能的 另一个关键因素 安捷伦超高惰性衬管同样采用了严格的测试混 标进行测试, 以保证比常规去活处理的衬管持久地获得更高惰性 性能和更尖锐的峰形 新型去活技术可以保证采用填装了玻璃棉 的超高惰性衬管实现活性酸 碱和有机磷等分析物的完美分析 总工作流程解决方案 先进的软件特性如同步 SIM/SCAN 保留时间锁定 反吹计算 器, 以及半挥发物数据库等作为工具可帮助加速半挥发物分析并 获得最终结果 一整套半挥发物分析系统出厂前经过了测试, 提 供的总工作流程解决方案可在装机第一天就立即投入运行 实验部分 GC/MS 系统 1 是一套由安捷伦 7890 系列气相色谱仪和带三轴检测器的 5975C 系列 GC/MSD 组成的联用系统 该系统使用的色 谱柱为 30 m 0.25 mm,0.25 µm DB-UI 8270D( 表 1) 使用包 含各分析物标称浓度均为 10 ng/µl 的 78 种分析物的混标来评价 所用色谱柱的色谱性能 GC/MS 系统 2 也是一套 7890/5975C 气质联用系统, 但色谱柱为 20 m 0.18 mm,0.36 µm DB-UI 8270D( 表 2) 使用的混 标包含了 29 种组分, 各组分的标称浓度均为 10 ng/µl 表 3 列出了用于两个 GC/MS 系统的流路耗材 表 1. 系统 1 的色谱条件 色谱柱 : 安捷伦 J&W DB-UI 8270D,30 m 0.25 mm,0.25 µm ( 部件号 ) 载气 : 氦气,1.2 ml/min 恒流, 隔垫吹扫 3 ml/min, 吹扫时间 0.7 min 50 ml/min, 载气节省关闭柱温箱 : 30 C( 保持 1.0 min), 以 15 C/min 升至 100 C, 以 20 C/min 升至 240 C( 保持 0.5 min), 以 15 C/min 升至 325 C( 保持 6.7 min) 进样口 : MMI, 非脉冲不分流模式,1 µl,275 C 进样口衬管 : 双锥形直接连接衬管 ( 部件号 G ) MSD: 传输线 325 C, 离子源 280 C, 四极杆 150 C 质量范围 AMU GC/MSD: Agilent 7890 系列 GC/5975C 系列 GC/MSD 进样器 : Agilent 7693,10.0 µl 进样针 ( 部件号 G ) 表 2. 系统 2 的色谱条件 色谱柱 1: 安捷伦 DB-UI 8270D,20 m 0.18 mm,0.36 µm ( 部件号 ) 色谱柱 2: 1.0 m 0.15 mm 内径去活熔融石英管 ( 部件号 ) 载气 : 氦气, 恒流 1.58 ml/min,40 C 柱温箱 : 40 C( 保持 2.5 min), 以 25 C/min 升至 320 C ( 保持 4.8 min) 进样口 : S/SL 1 µl 脉冲不分流 ;300 C,44 psi 脉冲 1.4 min, 1.42 min 时吹扫流量 50 ml/min, 载气节省关闭 进样口衬管 : 安捷伦超高惰性单锥衬管, 内装玻璃棉 ( 部件号 ) MSD: 传输线 325 C, 离子源 300 C, 四极杆 150 C, 质量范围 AMU GC/MSD: Agilent 7890 系列 GC/5975C 系列 GC/MSD 进样器 : Agilent 7683B,5.0 µl 进样针 ( 部件号 G ) Aux EPC: 运行期间 5 ml/min 时 2 psi 反吹 : 后运行 3.5 min,75 psi Aux EPC, 进样口压力 2 psi 表 3. 流路耗材 样品瓶 : 琥珀色硅烷化螺纹口样品瓶 ( 部件号 ) 样品瓶盖 : 蓝色螺口盖 ( 部件号 ) 样品瓶内插管 :250 µl 带玻璃 / 聚合物支脚 ( 部件号 ) 注射器 : 5 µl( 部件号 ) 进样口隔垫 : 高级绿色隔垫 ( 部件号 ) 进样口衬管 : 超高惰性单细径锥衬管 ( 部件号 ) 分流平板 : 带垫圈的进样口分流平板 (10/ 包, 部件号 ) 垫圈 : 0.4 mm 内径, 短型 ;85/15 Vespel/ 石墨 ( 部件号 ) PCT 接头 : 内部螺母 ( 部件号 G ) PCT 垫圈 : SilTite 垫圈,0.25mm 内径 ( 部件号 ) 放大器 : 20 倍放大器环 ( 部件号 ) 标准溶液制备 含 78 种组分, 单组分标称浓度均为 10 ng/µl 的 EPA 混 标购于 AccuStandard 公司 (New Haven,CT), 移取至样品 瓶中进样 含 29 种组分, 单组分标称浓度为 10 ng/µl 的 GC/MS 半挥发物 分析仪校检混标来自安捷伦科技有限公司 (Santa Clara,CA) ( 部件号 ), 移取至样品瓶中直接进样, 或用 Ultra Resi-analyzed 级的二氯甲烷 (J. T. Baker,Phillipsburg,NJ) 稀释后进样,Ultra Resi-analyzed 级的二氯甲烷也用于清洗进 样针 204

205 结果和讨论 图 2 为进样 1 µl 标称浓度为 10 ng/µl 的 78 种半挥发物混标时获得的色谱图 在该载样量下 ( 色谱柱上 10 ng), 可清晰分辨出各组分峰形,SCAN 信号足够用于谱库检索 24 min 内所有目标组分均峰形良好, 并完成了定性和定量分析 此条件下酸性组分五氯苯酚峰形良好,USP 峰拖尾因子小于 1.3 图 3 显示了图 2 总离子流图中苯并 [b] 荧蒽和苯并 [k] 荧蒽同分异构体共流出的放大部分 上述两峰的分辨率为 1.20, 显示了优异的分离效果 [b] [k] [k] [b] min 图 3. 苯并 [b] 荧蒽和苯并 [k] 荧蒽异构体的分离 分析条件见 表 J&W DB-UI 8270D 30 m 0.25 mm 0.25 µm min 图 种半挥发性组分混标的总离子流图 每个组分进样后的柱上载样量均为 10 ng 分析条件见表 1 205

206 图 4 展示了 29 种半挥发性混标中组分的分离, 各组分峰形完 美 该分离采用安捷伦 J&W DB-UI 8270D,20 m 0.18 mm, 0.36 µm 色谱柱,16 min 内即可获得结果 该混标包含了沸点范围跨度很大的不同化合物, 从 N- 亚硝基二甲胺到苝 -d 12 无论 是最早出峰的 N- 亚硝基二甲胺还是最晚出峰的苝 -d 12 均获得了 尖锐而对称的峰形 29 种组分混标中包含了多种化学活性的分析物, 如酸性酚类 有机碱 有机磷和有机氯农药 在使用 DB-UI 8270D,20 m 0.18 mm,0.36 µm 毛细管气相柱和填充了玻璃棉的超高惰性衬管的这一系统上,2,4- 二硝基苯酚 4- 硝基苯酚和五氯苯酚均获 得了良好的峰形和响应 碱类分析物如 N- 亚硝基二甲胺 苯胺 和 3,3'- 二氯联苯胺的响应和峰形也非常良好 DDT 和异狄氏剂 等有机氯农药易和表面活性位点反应发生分解, 尤其易发生在进 样口处 经过上百次溶剂空白和标准品进样后, 异狄氏剂和 DDT 的分解产物才分别降至各自总峰面积的 1.5% 以下 有机磷农 药, 如速灭磷 西玛津 阿特拉津和特丁硫磷, 由于其与衬管相 互作用, 故峰形也会有些拖尾 但使用带有玻璃棉的超高惰性衬 管分析这些具有挑战性的农药, 可获得极佳的峰形 从监管的角度来看, 这 29 种组分代表了欧盟 Directive 76/464/ EEC 附录列表 1 或 Directive 2008/105/EC 附录 II, 以及针对半挥发物分析的 US-EPA 8270D 方法中一大批重要的目标分析物 水质的确是全球范围关注的问题, 需要使用可靠的分析方法严格 监控 20 m 0.18 mm 0.36 µm J&W DB-8270D 10 ng/µl min 峰鉴定 1 N- 亚硝基二甲胺 硝基苯酚 21 菲 -d10 2 苯胺 12 2,4- 二硝基甲苯 22 艾氏剂 3 1,4- 二氯苯 -d4 13 芴 23 环氧七氯 4 异佛尔酮 14 4,6- 二硝基 -2- 甲基苯酚 24 异狄氏剂 5 1,3- 二甲基 -2- 硝基苯 15 三氟硝胺 25 4,4'-DDT 6 萘 16 西玛津 26 3,3'- 二氯联苯胺 7 六氯环戊二烯 17 阿特拉津 27 -d12 8 速灭磷 18 五氯苯酚 28 苯并 [b] 荧蒽 9 二氢苊 -d10 19 特丁硫磷 29 苝 -d ,4- 二硝基苯酚 20 百菌清 图 4. 采用安捷伦 J&W DB-UI 8270D 20 m 0.18 mm,0.36 µm 色谱柱 ( 部件号 ) 分析 29 种组分混标的色谱图 分析条件见表 2 206

207 图 5 展示了图 4 中保留时间从 9.3 min 到 9.8 min 内的放大色谱图 2,4- 二硝基苯酚是特别具有挑战性的化合物, 经常表现为峰扭曲和低响应 而此处可观察到一个尖锐对称 响应强度大的色谱峰 2, 结论 本文展示了使用内径分别为 0.25 mm 和 0.18 mm 两种规格的安捷伦 J&W DB-UI 8270D 色谱柱分析半挥发性有机物的显著效果 活性组分如酸性酚类 有机碱 异狄氏剂 DDT 和有机磷农药等在两种色谱柱上均获得了良好的峰形 在 0.18 mm 内径的色谱柱上结合使用了带有玻璃棉的超高惰性衬管, 发现异狄氏剂和 DDT 的分解程度大幅降低, 同时 29 种半挥发性测试混标中的有机磷农药也获得了尖锐对称的峰形 含 29 种组分的半挥发性测试混标对于 EU 和 US 监控实验室进行水质检验系统性能评价非常有效 混标中包含了两种监管体系中的分析物, 它们中的大多数进行色谱分析时具有相当的挑战性, 制成混标后可作为一个整体快速方便地评估系统性能 5 9 -d , , min 图 5. 2,4- 二硝基苯酚的放大色谱图 分析条件见表 2 207

208 客户致谢 在我 30 年的经历中, 我几乎运行过所有 USEPA 半挥发物分析方法, 如方法 , 当然, 还有 8270 系列 安捷伦 J&W DB-UI 8270D 气相柱的性能使半挥发有机物的分析 提升到了一个新的高度 无论是采用传统的进样口技术 ( 分流 / 不分流和 LVI 进样口 ) 还是柱上直接进样, 都充分证明了 DB-UI 8270D 具有以下优势 : 更高的色谱分离度 ( 分析 PAHs 时尤其明显!) 更高的惰性 ( 具有低 pka 值的酸性组分如 2,4- 二硝基苯酚和 4- 硝基苯酚的反应活性极小 ) 更佳的防降解特性 (4,4'-DDT 和异狄氏剂的降解率低于所有方法要求, 在多种情况下均低于 5%!) 更好的防五氯苯酚和联苯胺峰拖尾特性 ( 联苯胺峰形完全符合高斯分布 ) 在我以后针对客户的研究和工作中, 采用 USEPA 方法进行半挥 发性有机物分析时, 安捷伦 J&W DB-UI 8270D 气相柱会成为我 继续工作的首选, 同时也是我向客户推荐使用的色谱柱首选 参考文献 1. US-EPA Method 8270D Revision 4 (February 2007). 2. Directive 2000/60EC of the European Parliament and of the Council Establishing a Framework for Community Action in the Field of Water Policy (23 October 2000). 3. Priority Substances and Certain Other Pollutants Annex 2 of Directive 2008/105/EC (2008). 4. D. Rood. The Troubleshooting and Maintenance Guide for Gas Chromatographers. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany (2007). 5. J. Luong, R. Gas, W. Jennings. J. Sep. Sci. 30, 2480 (2007). 更多信息 此数据仅代表典型结果, 有关我们产品和服务的更多信息, 请访问 Jeffery S. Hollis 所有人 / 顾问 AnalySense - Sacramento, CA 208

209 医药领域

210 超高惰性毛细管气相色谱柱分析奥美拉唑中的残留溶剂 关键词 溶剂残留 DB-Select 624 UI 色谱柱 作者 钱跹第二军医大学药学院邹云安捷伦科技 ( 上海 ) 有限公司 摘要 奥美拉唑是一种能够有效地抑制胃酸的分泌的质子泵抑制剂, 广泛用于制备肠溶片或肠溶胶囊来治疗十二指肠溃疡 胃溃疡和反流性食管炎等疾病 该原料药在其制备工艺中使用了甲醇 丙酮 乙腈 二氯甲烷与甲苯 为了保证药品质量和用药安全, 本文根据 2010 版中国药典, 使用 DB-Select 624 UI 采用顶空气相色谱法对其中的有机溶剂的残留量进行了测定, 该超高惰性的色谱柱对这些化合物的分析可提供极好的峰形和重现性 210

211 1 材料与方法样品 取本品约 0.3g, 精密称定, 置 20ml 顶空瓶中, 精密加二甲基甲酰胺 3ml 使溶解, 密封, 作为供试品溶液 ; 另取甲醇 丙酮 乙腈 二氯甲烷和甲苯适量, 精密称定, 加二甲基甲酰胺溶解并定量稀释制成每 1ml 中分别含甲醇 0.3mg 丙酮 0.5mg 乙腈 41μg 二氯甲烷 60μg 和甲苯 89μg 的混合溶液, 精密量取 3ml, 置 2 0ml 顶空瓶中, 密封, 作为对照品溶液 色谱条件 进样器 : Agilent 7697A 顶空进样器, 顶空瓶平衡温度 95, 定量环温 度 110, 传输线温度 130, 平衡时间 45 min, 定量环 1 ml 进样口 : 150, 分流模式, 分流比 5:1 衬管 : 安捷伦去活直管型进样口衬管 ( 部件号 : ) 载气 : 氮气 4.5 ml/min, 恒流模式 色谱柱 : Agilent J&W DB-Select 624 UI,30 m 0.53 mm 3 μm ( 部件号 : UI) 柱温 : 起始温度为 50, 维持 7 分钟, 以每分钟 15 的速率升温至 110, 再以每分钟 20 的速率升温至 190, 维持 5 分钟 检测器 : FID 220 结果与讨论 仪器 : Agilent 7890A GC 谱图 1. 奥美拉唑残留溶剂对照品溶液和样品色谱图 pa 对照品色谱图 pa 对照品色谱图 DMF min 样品色谱图 样品色谱图 DMF min 1. 甲醇 2. 丙酮 3. 乙腈 4 二氯甲烷 5 甲苯 序号 组分名称 保留时间 峰面积 塔板数 分离度 拖尾因子 ( 对照品溶液色谱图 ) (min) (mau*s) (N) (Rs) (Tf) RT RSD(%) Area RSD(%) 1 甲醇 / 丙酮 乙腈 二氯甲烷 甲苯

212 结论 本实验中使用 DB-Select 624 UI 采用顶空气相色谱法对奥美拉唑的有机溶剂残留量进行了测定 由色谱图和表格可见, 超高惰性的 DB-Select 624 UI 色谱柱分析甲醇, 丙酮, 乙腈, 二氯甲烷和甲苯能给出极好的峰形, 柱效高, 分离度好 因此对奥美拉唑原料药有机溶剂残留量的测定具有极好的重现性 参考文献 药典委员会, 中华人民共和国药典 2010 年版, 第二部 212

213 超高惰性毛细管气相色谱柱分析地塞米松磷酸钠中的残留溶剂 关键词 溶剂残留 DB-Select 624 UI 色谱柱 作者 钱跹第二军医大学药学院邹云安捷伦科技 ( 上海 ) 有限公司 摘要 地塞米松磷酸钠是临床上常用的肾上腺皮质激素类药 在该药物制备过程中使用了一些有机溶剂, 如甲醇, 乙醇和丙酮 为了保证药品质量和用药安全, 本文根据 2010 版中国药典, 分别使用 Agilent J&W DB-624 Agilent J&W DB-624 UI 和 Agilent J&W DB-Select 624 UI 气相色谱柱采用顶空气相色谱法对其中的有机溶剂进行了分析 与传统的 DB-624 气相色谱柱相比,DB-Select 624 UI 的选择性稍有不同, 而 DB-624 UI 气相色谱柱则展现了相同的选择性 但由于 Agilent J&W DB-Select 624 UI 和 DB-624 UI 色谱柱具有超高的惰性, 因此都可提供更好的峰形, 更高的柱效 采用 DB-624 UI 分析实际样品也有非常好的重现性 213

214 1 材料与方法样品 取地塞米松磷酸钠约 1.0g, 精密称定, 置 10ml 量瓶中, 加内标溶液 取正丙醇, 用水稀释制成 0.02%(ml/ml) 的溶液 溶解并稀释至刻度, 摇匀, 精密量取 5ml, 置顶空瓶中, 密封, 作为供试品溶液 ; 另取甲醇约 0.3g 乙醇约 0.5g 与丙酮约 0.5g, 精密称定, 置 100ml 量瓶中, 用上述内标溶液稀释至刻度, 摇匀, 精密量取 1ml, 置 10ml 量瓶中, 用上述内标溶液稀释至刻度, 摇匀, 精密量取 5ml, 置顶空瓶中, 密封, 作为对照品溶液 色谱条件 仪器 : Agilent 7890A GC 进样器 : Agilent 7697A 顶空进样器, 顶空瓶平衡温度 90, 定量环温度 105, 传输线温度 120, 平衡时间 60 min, 定量环 1 ml 进样口 : 200, 分流模式, 分流比 20:1 衬管 : 安捷伦去活直管型进样口衬管 ( 部件号 : ) 载气 : 氮气 40, 恒流模式色谱柱 : Agilent J&W DB-624,30 m 0.53 mm 3 μm ( 部件号 : ) Agilent J&W DB-624 Ul,30 m 0.53 mm 3 μm ( 部件号 : UI) Agilent J&W DB-Select 624 UI,30 m 0.53 mm 3 μm ( 部件号 : UI) 柱温 : 初温 40, 以 5 /min 升至 120, 保持 1 分钟 检测器 : FID 250 结果与讨论 pa DB pa min DB-624 UI pa DB-Select 624 UI min min 谱图 1. 地塞米松磷酸钠残留溶剂对照品溶液色谱图 1. 甲醇 2. 乙醇 3. 丙酮 4. 正丙醇 ( 内标 ) 214

215 表格 1. Agilent J&W DB-624 DB-624 UI 和 DB-Select 624 UI 色谱柱的柱效和拖尾因子 甲醇 乙醇 丙酮 正丙醇 色谱柱 柱效 拖尾因子 柱效 拖尾因子 柱效 拖尾因子 柱效 拖尾因子 (USP Tf) (N) (USP Tf) (N) (USP Tf) (N) (USP Tf) DB DB-624 UI DB-Select 624 UI 由谱图 1 和表格 1 可见, Agilent J&W DB-624 UI 和 DB-624 对目标化合物的保留相似 ; 而 DB-select 624 UI 则稍有不同 使用了超惰性的色谱柱 DB-624 UI 和 DB-select 624 UI, 各目标化合物的 USP 拖尾因子更接近 1, 则峰形更尖锐对称, 柱效也均有提高, 尤其是甲醇和乙醇更为显著 pa 对照品溶液 pa min 供试品溶液 min 谱图 2:Agilent J&W DB-624UI 分析对照品溶液和供试品样品色谱图 1. 甲醇 2. 乙醇 3. 丙酮 4. 正丙醇 ( 内标 ) 215

216 数据结果 序号 组分名称 保留时间 峰面积 塔板数 分离度 供试品 ( 对照品色谱图 ) (min) (mau*s) (N) (Rs) 溶液含量 RT RSD(%) Area RSD(%) ug/ml 1 甲醇 / 未检出 2 乙醇 未检出 3 丙酮 正丙醇 (IS) 内标 结论 本实验中分别使用 Agilent J&W DB-624 DB-624 UI 和 DB- Select 624 UI 采用顶空气相色谱法对地塞米松磷酸钠的有机溶剂残留量进行了测定 超高惰性的色谱柱能提供更好的峰形, 更高的柱效, 极好的重现性, 适合于地塞米松磷酸钠中有机溶剂残留量的常规测定 参考文献 药典委员会, 中华人民共和国药典 2010 年版, 第二部 216

217 超高惰性毛细管气相色谱柱分析螺内酯中的残留溶剂 关键词 溶剂残留 DB-Select 624 UI 色谱柱 作者 钱跹第二军医大学药学院邹云安捷伦科技 ( 上海 ) 有限公司 摘要 螺内酯是一种利尿剂, 螺内酯原料药在国内外有较大的需求市场, 但对其制备工艺中使用的甲醇 乙醇 丙酮 四氢呋喃 乙酸乙酯 吡啶和二甲基甲酰胺 7 种溶剂的残留要求很严 为了保证药品质量和用药安全, 本文根据 2010 版中国药典, 使用 DB-Select 624 UI 采用顶空气相色谱法对其中的有机溶剂的残留量进行了测定, 该超高惰性的色谱柱分析这些化合物峰形好和重现性佳 217

218 材料与方法 样品取本品约 1g, 精密称定, 置 20ml 顶空瓶中, 精密加入内标溶液 ( 取正丙醇适量, 精密称定, 用二甲基亚砜稀释制成每 1ml 中约含 1mg 的溶液, 即得 )1ml, 用二甲基亚砜定量稀释至 10ml, 加盖密闭, 振摇使溶解, 作为供试品溶液 ; 另分别取甲醇 乙醇 丙酮 乙酸乙酯 四氢呋喃 吡啶与二甲基甲酰胺对照品, 精密称定, 用二甲基亚砜定量稀释制成每 1ml 中含甲醇 乙醇 丙酮与乙酸乙酯均约为 1mg, 含四氢呋喃 吡啶与二甲基甲酰胺分别约为 0.07mg 0.02mg 与 0.09mg 的溶液 : 精密量取 5ml, 置 20ml 顶空瓶中, 精密加入内标溶液 1ml, 用二甲基亚砜定量稀释至 10ml, 加盖密闭, 摇匀, 作为对照品溶液 色谱条件 仪器 : Agilent 7890A GC 进样器 : Agilent 7697A 顶空进样器, 顶空瓶平衡温度 80, 定量环温 度 110, 传输线温度 130, 平衡时间 30min, 定量环 1mL 进样口 : 200, 分流模式, 分流比 3:1 衬管 : 安捷伦去活直管型进样口衬管 ( 部件号 : ) 载气 : 氮气 4.5mL/min, 恒流模式 色谱柱 : Agilent J&W DB-Select 624 UI,30 m 0.53 mm 3 μm ( 部件号 : UI) 柱温 : 柱温为 40, 维持 8 分钟, 以每分钟 45 的速率升温至 200, 维持 3 分钟 检测器 : FID 250 结果与讨论 对照品色谱图 8 DMSO min pa min DMSO 800 样品色谱图 min 谱图 1. 螺内酯残留溶剂对照品和样品色谱图 1. 甲醇 2. 乙醇 3. 丙酮 4. 正丙醇 ( 内标 )5 乙酸乙酯 6 四氢呋喃 7 吡啶 8 二甲基甲酰胺 218

219 数据结果 : 序号 组分名称 保留时间 峰面积 塔板数 分离度 供试品 ( 对照品色谱图 ) (min) (mau*s) (N) (Rs) 溶液含量 RT RSD(%) Area RSD(%) ug/ml 1 甲醇 / 乙醇 丙酮 正丙醇 (IS) 乙酸乙酯 四氢呋喃 吡啶 二甲基甲酰胺 结论 本实验中使用 DB-Select 624 UI 采用顶空气相色谱法对螺内酯的有机溶剂残留量进行了测定 由色谱图和表格可见, 超高惰性的 DB- Select 624 UI 色谱柱对于小分子极性化合物和低浓度的碱性化合物吡啶都能提供极好的峰形, 因此对螺内酯有机溶剂残留量的测定具有极好的重现性 参考文献 药典委员会, 中华人民共和国药典 2010 年版, 第二部 219

220 使用安捷伦特殊设计和测试的针对 USP<467> 的 J&W DB-Select 使用安捷伦特殊设计和测试的针对 USP 624 UI 色谱柱进行溶剂残留分析 <467> 的 J&W DB-Select 色谱柱进行溶剂残留分析 关键词 溶剂残留 应用报告 生物制药 作者 Ken Lynam 安捷伦科技有限公司 摘要 本应用重点阐述了使用安捷伦特殊设计和测试的针对 USP <467> 的 J&W DB-Select 624UI 色谱柱 (30 m x 0.32 mm,1.8 µm) 测定 USP 残留溶剂的优势 对难分离化合物对的分 离 令人满意的信噪比和吡啶峰形均是成功进行 USP <467> 残留溶剂分析的关键色谱问题 研究分别对新的 DB-Select 624UI <467> 色谱柱分析 1 级 2A 级和 2B 级溶剂标液产生的色谱峰和来自其他厂商非专业设计和测试的普通色谱柱分析这些溶剂标液产生的色谱峰进行了对比 前言 制药行业的中间产物 辅料和药品制剂中的溶剂残留测试为全球范围内药品的安全防护提供了重要的保障 美国药典 (USP) 通则关于残留溶剂条例 <467> 的修订与国际协调委员会 (ICH)Q3C 指南密切结合 [1 2] 两大机构均采用基于毒性/ 剂量的方法来评估这些溶剂或挥发性有机杂质 (OVI) 对公众的风险危害水平 方法通常采用静态顶空 -FID 色谱法, 配以 G43 固定相厚膜色谱柱 [3] 220

221 1 级残留溶剂是指那些特别危险 在制药行业中应该尽量避免的溶剂 该级别的溶剂包括已知或疑似的人类致癌物和环境危险品 除了环境有害物 1,1,1- 三氯乙烷外, 其他溶剂残留量的目标限均规定在几个 mg/l 范围内 在对这类溶剂的合理规定限值进行论证时, 需要特别注意几个关键的色谱问题 此类溶剂的信噪比规定最小为 3 : 1, 这在 FID 检测四氯化碳时会是一个挑战 另一个要注意的问题是难分离化合物对苯和 1,2 - 二氯乙烷的分离度问题 2 级残留溶剂是指那些毒性相对较低但使用仍受到限制的溶剂 残留量目标限均规定在 50 到 3880 mg/l 的范围内 在 2A 级的溶剂中, 乙腈和二氯甲烷的分离度不能低于 1.0 1,4- 二氧六环对检测器的响应和甲基环己烷和吡啶峰的分离度是 2B 级溶剂在色谱分析方面的难点所在 3 级残留溶剂的溶剂毒性和对人体的危害比 1 级和 2 级都低 在论证这些原料时, 每天 50 mg 或 5000 mg/l 的接触上限被认为是可以接受的 其中的某些溶剂在 G43 固定相色谱柱上会与其他溶剂共流出, 需要在步骤 B 中使用 G16 固定相的色谱柱进行后续分析 在我们的网站中可以查询这类溶剂的色谱图和保留时间 本研究使用安捷伦针对 USP <467> 的 J&W DB-Select 624 UI 色谱柱 这种新型色谱柱的特殊化设计和严格的惰性测试帮助分析者获得高度一致的结果, 满足或超越 USP <467> 残留溶剂的分析要求 针对 USP <467> 的 DB-Select 624UI 色谱柱的固定相与 G43 相同, 专用于 USP 材料和方法研究使用安捷伦 7890/5975C GC/MS 系统, 配以多模式进样口 (MMI) 和 FID 检测器以及安捷伦 7697A 顶空进样器, 同时使用 MSD Chem Station E 软件 GC/ 顶空分析的色谱条件 色谱柱 : 安捷伦 J&W DB-Select 624UI USP <467> 专用色谱柱, 30 m 0.32 mm,1.8 µm( 部件号 UI) 载气 : 氦气,2.2 ml/min, 恒流,40 C 柱箱温度 : 40 C( 保持 20 min), 以 10 C/min 升至 240 C( 保持 5 min) 进样口 : MMI 模式,140 C, 进样体积 1 µl, 分流比 5 : 1 样品体积 : 1.0 ml 定量环 衬管 : 1 mm 直型单锥惰性衬管 ( 部件号 ) FID 检测器 : 250 C, 氢气 30 ml/min, 空气 400 ml/min, 氮气色谱柱流量 + 补偿流量 = 30 ml/min 流路备件与耗材 样品瓶 : 20 ml 平底钳口顶空瓶 (100/ 包, 部件号 ) 样品瓶盖 : 顶空瓶盖 / 高性能隔垫 (100/ 包, 部件号 ) 封盖器 : 20 mm 电动封盖器 ( 部件号 ) 传输线 : 0.53 mm 去活熔融石英管 (5 m, 部件号 ) 螺母 : 1/6 到 1/32 英寸变径螺母 ( 部件号 ) 隔垫 : 流失性和温度优化的不粘连隔垫 (50/ 包, 部件号 ) 进样口衬管 : 1 mm 直型单锥惰性衬管 ( 部件号 ) 镀金密封垫 : 带垫圈的镀金密封垫 (10/ 包, 部件号 ) 密封垫圈 : 0.5 mm 内径,85/15 Vespel/ 石墨短垫圈 (10/ 包, 部件号 ) 放大镜 : 20 倍放大镜 ( 部件号 ) 标准溶液 1 级残留溶剂 : USP 467 Class 1( 部件号 ) 2A 级残留溶剂 : USP 467 Class 2A( 部件号 ) 2B 级残留溶剂 : USP 467 Class 2B( 部件号 ) 221

222 标准溶液制备 按图 1 中所示, 根据 USP 通则 <467> 的方法制备 1 级 2A 级和 2B 级标准溶液 二甲基亚砜 (99.5%) 购自美国密苏里州圣路易斯市的 Sigma Aldrich 公司 实验用去离子水来自实验室内的纯 水制备系统 1 2A 2B 100 ml 9 ml DMSO 1 ml USP ml 1 ml USP 467 2A A 100 ml 1 ml USP467 2B B 100 ml 1 ml 100 ml 1 ml 1 2A 20 ml 1 ml 2A 5 ml 2B 20 ml 1 ml 2B 1 ml 1 20 ml 1 ml 1 5 ml 图 1. USP 467 水溶性标准溶液制备步骤 A 222

223 结果和讨论 色谱柱分析 1 级残留溶剂的性能 FID 特定限值水平检测四氯化碳时, 要求信噪比不低于 3 : 1, 这是色谱分析过程中需要面临的一个挑战, 另一个需要密切关注的 难点是苯和 1,2- 二氯乙烷的分离问题 图 2 所示为 1 级标准溶液 在 DB-Select 624 UI <467> 毛细柱上顶空进样的色谱图, 这里四氯 化碳的信噪比为 6.85, 苯和 1,2- 二氯乙烷的分离度 (Rs) 为 1.82 图 3 中显示了 1 级标准进样溶液色谱关键部分的放大谱图, 尽管每根色谱柱使用的仪器相同, 条件一致, 色谱柱规格统一, 但来自不同厂家的 G43 色谱柱表现不尽相同 其中一个厂家的色谱柱在分析四氯化碳时, 其信噪比未满足要求 ,1-2. 1,1, ,2-2 R s = 1.82 S/N= 图 2. 在 USP < 467> 特定限值下,1 级溶剂经安捷伦针对 USP <467> 的 J&W DB-Select 624UI 色谱柱 (30 m x 0.32 mm,1.8 µm, 部件号 UI) 分析得到的 FID 谱图 DB-Select 624UI <467> R = 1.82 X G43 Y G43 S/N=6.85 R = 1.59 R= 1.38 S/N=3.78 S/N= 图 3. 对比安捷伦针对 USP <467> 的 J&W DB-Select 624UI 色谱柱和来自其他厂家的 G43 色谱柱对苯 /1,2- 二氯乙烷难分离化合物对的分离效果和四氯化碳的信噪比 来自厂家 Y 的色谱柱分析四氯化碳时的信噪比未能满足要求 223

224 色谱柱分析 2A 残留溶液的性能乙腈和二氯甲烷难分离化合物对的分离度不能低于 1.0 图 4 显示使用 DB-Select 624UI <467> 色谱柱分析该化合物对得到的分离度为 2.13, 分析 2A 级残留溶液时需要注意的另一个关键色谱技术是 380 mg/l 的 1,4- 二氧六环对检测器的响应和与限值高达 3880 mg/l 的甲基环己烷的分离效果 图 5 比较了乙腈 / 二氯甲烷在 DB-Select 624UI <467> 色谱柱和 其他两个厂家的 G43 色谱柱上的分离度 每根色谱柱使用的仪器 运行条件以及色谱柱规格都相同 R s = , , , / R s = 图 4. 在 USP <467> 特定限值下,2A 级溶剂经安捷伦针对 USP <467> 的 J&W DB-Select 624UI 色谱柱 (30 m x 0.32 mm,1.8 µm, 部件号 UI) 分析得到的 FID 谱图 224

225 超高惰性气相色谱柱及配件应用文集 医药领域 DB-Select 624UI <467> X G43 R s = 2.13 Y G43 R s = 2.02 R s = 图 5. 乙腈/二氯甲烷难分离化合物对在安捷伦针对 USP <467> 的 J&W DB-Select 624UI 色谱柱和其他厂家 G43 色谱柱上的分离效果的比较 色谱柱分析 2B 级残留溶剂的性能 吡啶的峰形或拖尾程度是 2B 级溶剂的色谱分析中涉及到的最重 要的性能指标 图 6 中吡啶在 DB-Select 624UI <467> 色谱柱上 的拖尾因子为 USP ᅺጱ = ᘏᙐ 6. ᘏᙐ 7. 2-मཛྷ 8. ൠᕓ ၚᆌ ኟम ए ݠ 1,2- ᅚဗ क़ 图 6. 在 USP < 467> 特定限值下 2B 级溶剂经安捷伦针对 USP <467> 的 J&W DB-Select 624UI 色谱柱 30 m x 0.32 mm 1.8 µm 部件号 UI 分析得到的 FID 谱图 2256

226 图 7 对吡啶在安捷伦色谱柱和其他厂家 G43 色谱柱上的 USP 拖 尾结果进行了比较 每根色谱柱使用的仪器 运行条件以及色谱 柱规格都相同 注意, 在厂家 Y 的色谱柱上,200 mg/l 水平下 未检测出吡啶的色谱峰 结论 安捷伦针对 USP <467> 的 J&W DB-Select 624UI 色谱柱在 USP <467> 特定限值下对 1 级 2A 级和 2B 级溶剂的分析过程中表现出了卓越的性能 关键组分的难分离化合物对得到了很好的分离, 并且能够观察到在特定限值下四氯化碳的信噪比大于 6 吡啶的 USP 拖尾因子为 1.3, 明显优于同一仪器条件下其他厂家 G43 色谱柱上获得的结果 结果表明, 与其他非特殊设计和测试的 G43 色谱柱相比, 安捷伦 J&W DB-Select 624UI <467> 色谱柱表现出了更优越的性能 惰性测试造就了这一差别, 安捷伦的技术创新再一次帮助用户满足了他们对卓越分离效果的不懈追求 参考文献 1. United States Pharmacopeia. USP 34-NF29, General Chapter USP <467> Residual Solvents. USP, Pharmacopeia Convention Inc., Rockville MD, USA (12/2011). 2. International Conference on Harmonization. Impurities: Guideline for Residual Solvents, Q3C(R5). ICH of Technical Requirements for Registration of Pharmaceuticals for Human Use, Current Step 4 Version (2/2011). 3. Roger L. Firor. 使用安捷伦 7697A 顶空进样器进行 USP <467> 溶剂残留的高精度分析, 安捷伦科技有限公司, 出版号 CHCN(2011) 更多信息 本文中的数据仅代表测定的典型结果 有关产品和服务的更多信息, 请访问 DB-Select 624UI <467> X G43 Y G43 USP = 1.3 USP = 2.5 USP = ND 图 mg/l 的吡啶在安捷伦针对 USP <467> 的 J&W DB-Select 624UI 色谱柱和其他厂家 G43 色谱柱上的峰形比较 226

227 法医与滥用药物

228 CrossLab 超高惰性衬管在冰毒特征分析中的应用 关键词 冰毒 CrossLab 超高惰性衬管 作者 花镇东 北京禁毒情报研究中心 摘要 冰毒特征分析需要对冰毒中的微量杂质进行半定量, 这些杂质都属于胺类物质, 对衬管的 惰性要求较高 实验发现使用 CrossLab 超高惰性衬管可获得满意的结果 228

229 实验 实验设备 :Shimadzu QP-2010 Plus GCMS, Agilent DB-35MS 气相色谱柱实验流程 : 缴获冰毒样品 200 mg 溶于 4mL Tris 缓冲液 (ph=7.4), 加入 0.4 ml 甲苯, 振荡 20min, 离心, 取上清进行分析 讨论 冰毒为甲基苯丙胺盐酸盐晶体 目前地下加工厂生产冰毒有多种方法, 各种方法在合成中会产生不同的副产物, 并残留在得到的冰毒晶体中 通过对缴获冰毒样品中各种副产物的种类和含量进行分析, 可以推断冰毒的合成方法, 并对不同冰毒样品间的关联性进行研究 冰毒在加工时会经过两次结晶过程, 因此纯度一般可达 95% 以上, 剩余部分主要是残留溶剂, 而合成副产物仅占不足 1% 因此样品需进行萃取富集后才能对杂质含量进行分析 但是, 这些杂质与冰毒都属于含 N 的碱性化合物, 性质十分接近 国际通用的方法是用 0.4 ml 甲苯萃取 200 mg 冰毒中的杂质, 这使得最终萃取液中除杂质外还含有约 60mg/mL 的甲基苯丙胺 分析方法采取不分流 1μL 进样, 高含量胺的存在对衬管和色谱柱的惰性都提出了很高要求, 如果存在活性位点将导致甲基苯丙胺严重脱尾, 干扰副产物的分析 本文中尝试两种衬管的分析效果, 一种为 Agilent CrossLab 超高惰性衬管 ( 部件号 : ), 另一种为其他某品牌的衬管, 结果如下 : 图 1 总离子流色谱图 ( 上为 Agilent 超高惰性衬管, 下为另一品牌衬管 ) 229

230 从总离子流色谱图 ( 图 1) 看, 两种衬管的效果均较好, 甲基苯丙胺均在 7 分钟前流出, 未出现严重脱尾 数据处理主要是对色谱图中 24 种杂质的相对含量进行半定量分析, 其中三对杂质属于异构体, 出峰时间十分接近, 以下通过提取特征离子对两种情况下这些杂质的分离情况进行考察 : 图 2 杂质 1 2 提取离子色谱图 ( 上为 Agilent 超高惰性衬管, 下为另一品牌衬管 ) 图 3 杂质 3 4 提取离子色谱图 ( 上为 Agilent 超高惰性衬管, 下为另一品牌衬管 ) 230

231 图 4 杂质 5 6 提取离子色谱图 ( 上为 Agilent 超高惰性衬管, 下为另一品牌衬管 ) 由图 2- 图 4 可以看到, 前两对杂质在使用两种衬管时都可以基本达到基线分离, 能满足分别积分定量的需要, 但使用 Agilent 超高惰性衬管时拖尾稍弱 最后一对杂质则有较大区别, 在使用 Agilent 超高惰性衬管时可基本达到基线分离, 但在使用另一品牌衬管时拖尾较严重, 二者色谱峰有大面积重叠, 难以准确积分 该对杂质为甲基苯丙胺二聚体, 分子中含有两个 N 原子, 与活性位点的作用更强, 所以对衬管惰性要求更高 结论 Agilent Ultra Inert 超高惰性衬管具有良好的惰性, 对含多个 N 原子的碱性杂质分析时性能优异, 能很好满足冰毒特征分析的需要 231

232 超高惰性色谱柱在气质联用法分析血液中常见毒 ( 药 ) 物的应用 关键词 超高惰性色谱柱气质联用毒 ( 药 ) 物 作者 达情杨娅王晓姝苏州大学司法鉴定所苏州大学法医学系 摘要 目的在传统的气质联用法分析血液中常见毒 ( 药 ) 物的过程中, 采用超高惰性色谱柱, 并与常规的色谱柱进行比较 方法血液分别在中性和碱性条件下用乙醚提取两次, 取有机相合并,60 水浴挥干, 甲醇定容 取 1μL 进样分析 结论采用 HP-5ms 超高惰性色谱柱能够明显改善色谱行为, 优化峰形, 提高灵敏度, 可以为法医学鉴定 临床诊治以及药物监测提供更好的技术支持 生物检材中毒 ( 药 ) 物的检测一直以来都是法医毒物分析学中的一个重要课题, 随着现代分析技术的发展, 这一课题逐渐成为法医毒物分析学的主体内容之一 [1] 血液由于血药质量浓度反映了药物作用强度和中毒程度而成为了法医毒物分析中最常见也是最重要的检材之一 [2] 目前国内外对于药物分析的发展主要是不断改进样品的处理方法和使用高灵敏度的气相 液相气质联用法对样品进行分析 [3] 气相色谱质谱联用法(GC-MS) 结合了气相色谱和质谱的优点, 弥补了各自的缺陷, 因而具有灵敏度高 分析速度快 鉴别能力强的特点 [4] 因此, 在法医毒物分析中, 对于血液中各种毒 ( 药 ) 物的检测更是集中的体现了其优势所在 [5] 本研究采用了液液提取 [6] 的方式, 对案件中常见的几种药物进行了提取分析, 对比了常规的 HP-5ms 毛细管色谱柱和超高惰性 HP-5ms UI 毛细管色谱柱在实际应用中的效果 实验结果表明, 超高惰性色谱柱具有更好的适用性 232

233 试验材料与方法 1.1 仪器与试剂 仪器 Aglent7890A-5975C 气相色谱质谱联用仪 (Aglent 仪器公司 ), 离心机 ( 上海手术仪器厂 ),TGL-16G 高速离心机 ( 上海安亭科学仪器厂 ),DK-S22 电热恒温水浴锅 ( 上海精宏实验设备有限公司 ),XW-80A 涡旋混合器 ( 海门市其林贝尔仪器制造有限公司 ) 试剂 结果 目标药物保留时间 ( 参考值 ) 与主要碎片离子见表 1 表 1 各种药物参考保留时间和主要碎片离子 名称 保留时间 m/z 阿托品 巴比妥 甲胺磷 扑热息痛 使用 HP-5ms 色谱柱进样结果如图 1~4: 甲醇 (HPLC 级 ), 乙醚 ( 分析纯 ), 均为国药集团化学试剂有限公司产品,NaOH(40%), 为上海化学试剂有限公司产品, 阿托品 巴比妥 甲胺磷 扑热息痛对照品均为司法部司法鉴定科学技术研究所提供, 规格均为 1mg/mL 空白检材空白血液由健康志愿者提供, 存放于 4 冰箱中 1.2 样品前处理 准确取血液 2mL 于 10mL 离心管中, 用乙醚 3mL 涡旋混合提取 1min, 离心使之分层, 转移出乙醚提取液于 10mL 离心管中, 残留液中再加 10% NaOH 2 ~ 3 滴, 使血液呈碱性 (ph11 ~ 12), 用乙醚 3mL 提取残留液, 涡旋混合 1min, 离心使之分层, 转移乙醚层, 合并乙醚提取液, 于 60 水浴中挥发至近干, 残留物加 30μL 甲醇溶液, 供进样分析 图 1 提取阿托品色谱图 1.3 仪器条件 色谱柱 : Aglent 公司 HP-5ms UI 超高惰性色谱柱 ( mm 0.25μm),Aglent 公司 HP-5ms 毛细管柱 ( mm 0.25 μm) 柱温 : 初始温度 60 保持 1min, 以 20 /min 程序升温至 160, 以 10 /min 程序升温至 290 保持 16 min; 进样口温度 : 260 ; 载气 : 氦气 1.0 ml/min; 离子阱 :150 ; 质量范围 : 50 ~ 500 ; 进样量 :1 μl 图 2 提取巴比妥色谱图 233

234 图 3 提取甲胺磷色谱图 图 4 提取扑热息痛色谱图 234

235 2.2 使用 HP-5ms 超高惰性色谱柱进样结果如图 :5 ~ 8 图 5 提取阿托品色谱图 图 6 提取巴比妥色谱图 235

236 图 7 提取甲胺磷色谱图 图 8 提取扑热息痛色谱图 236

237 讨论 3.1 通过图 1 和图 5 对比可以看出, 在使用了超高惰性色谱柱之后, 同样浓度的阿托品的响应峰高值提到了近一倍 无论是低流失还是低活性, 对痕量分析都十分重要 低流失有助于降低噪音, 但是如果分析物被吸附在色谱柱的活性位点上, 分析结果仍将受损 只有当色谱柱既低流失又高惰性时, 结果才是可靠的 本实验所选择的超高惰性色谱柱, 具有一致的色谱柱惰性和超低的色谱柱流失, 明显的提高了灵敏度, 改善色谱性能, 同时确保了数据的完整性 3.2 通过 2.1 与 2.2 各组药物的色谱行为图对比可以看出, 在使用了超高惰性色谱柱之后, 各活性药物的色谱行为得到了极大的改善, 峰形有了明显的优化, 峰宽变窄, 并且不再出现拖尾现象, 信噪比显著提高 结论 本研究采用了超高惰性色谱柱对法医毒物分析中常见的药物进行了与常规色谱柱的分析对比 实验结果表明, 超高惰性色谱柱能够较好的改善药物的色谱峰形, 提高灵敏度, 为法医毒物分析以及临床诊治 药物监测等环节均提供了更优质的技术支持 参考文献 1. 沈敏, 姜宴, 向平. 体内滥用药物分析. 法律出版社 ; 沈敏, 向平, 沈保华.LC-MS/MS 多反应监测筛选分析血液中 132 种毒药物 [J]. 中国司法鉴定 [J],2006,22: 沈敏, 向平, 沈保华. 体液中常见滥用药物的系统筛选分析 [J]. 中国司法鉴定 [J],2001,1(1): 李霞, 唐玉海, 郑晓晖. 气相色谱 - 质谱联用法在体内药物分析方面的应用. 综述报告,2004,13(4): Alain G.Vertraete.Detection times of drugs of abuse in blood,urine,and oral fluid.ther drug monit, 2004,4(26) 姜兆林, 潘俊昌, 姚丽娟, 赵彦军. 血中氯胺酮的液液提取及 GC/ECD 检测. 江西公安专科学校学报,2003,3,2:

238 采用 Agilent 快速毒物分析仪和 Agilent J&W DB-35ms UI 超高惰性气相毛细管色谱柱分离氧吗啡酮和氧可酮的羟基采用 Agilent 快速毒物分析仪和 - 亚胺基三甲基硅烷 Agilent 衍生物 J&W DB-35ms UI 超高惰性气相毛细管色谱柱分离氧吗啡酮和氧可酮的羟基 - 亚胺基三甲基硅烷衍生物 关键词 法医 作者 Christine Giffin State of Delaware, Office of the Chief Medical Examiner Kenneth Lynam Agilent Technologies 2850 Centerville Road Wilmington, DE 应用 法医摘要 氧吗啡酮和氧可酮是半合成的镇静剂, 主要用于控制中等到严重的疼痛 在最近几年中几种过去难以得到的氧吗啡酮口服制剂进入市场 不幸的是, 如果这些新的制剂流散到滥用药物人的手中, 将会导致过量服用致死的危险 这些滥用的羟基 - 亚胺基三甲基硅烷衍生物药物, 使用典型的 5% 苯基色谱柱无论在色谱或质谱上都得不到分离 但是使用 Agilent J&W DB-35ms UI 超高惰性气相毛细管色谱柱则可以分离这些羟基 - 亚胺基三甲基硅烷衍生物 前言 这些新处方的目的是为立刻缓解突发性疼痛, 并缓解长时间持续性疼痛 [1] 不幸的是, 这些药物经过非法途径流散到滥用药物者手中, 成为其追求快感的致幻毒品 近来出现了这类药物的滥用者由于过量服用而致死的报道 药物滥用者通常不会通过长期缓释方式吸取这种药物, 而使用喷鼻 咀爵或与酒精一起服用 这是一种非常危险的行为, 因为氧吗啡酮的快感在类似镇静剂中是较为温和的, 而且它的生物利用率变化很大, 得到快感的制剂量不可预计, 因而药物滥用者很容易达到致死的剂量 238

239 在不同基质中如全血中分析这种滥用药物, 特别是痕量分析是一个极具挑战性的工作 快速毒物分析仪结合 Agilent J&W DB- 35ms UI 超高惰性气相毛细管色谱柱能够满足这一挑战性的要求, 可以在很难处理的基体中快速 准确地得到结果 [3] 选择性 惰性极佳的 Agilent J&W DB-35ms UI 超高惰性气相毛细管色谱柱能满足这种分离要求, 而使用 5% 苯基聚硅氧烷色谱柱时目标衍生物则共流出了 这些衍生物的分子离子图谱有同样的离子峰, 而选择性离子图谱极为重叠, 相应的氘代标记物也一样 [4] 实验部分 表 1. 使用 Agilent J&W DB35ms UI 柱进行快速筛选的仪器条件 载气 氦气, 恒压 35.0 psi 进样口 不分流,1 µl,280 C, 总流量 56.4 ml/min, 3 ml/min 隔垫吹 扫,0.4 min 后开启载气节省 50 ml/min 样品 Agilent GC/MS 毒物校验混标 (Agilent 部件号 ) 衬管 双锥去活 (Agilent 部件号 ) 色谱柱 Agilent J&W DB-35ms UI 15 m 0.25 mm, 0.25 µm (Agilent 部件号 UI),35psi 恒压模式 反吹 后运行 : 1 min 1 psi 进样口, 75 psi 辅助 EPC 柱箱 100 C(0.25 min) 到 345 C(40 C/min, 保持 2.25 min) 质谱检测器 传输管线 300 C, 离子源 300 C, 四极杆 180 C, 全扫描模式 氮磷检测器 Blos 铷珠 300 C,H 2 3 ml/min,60 ml/min 空气,11 ml/min 尾吹气和柱流量 CFT 设备 两通道分流器,MSD 和 NPD 之间有溶剂排放管 表 2. 使用 5% 苯基柱定量分析的仪器条件 载气 氦气恒流 1.0 ml/min 进样口 不分流 1 µl,280 C, 总流量 56.4 ml/min,3 ml/min 隔垫吹扫,0.4 min 后开启载气节省 50 ml/min 样品 全血萃取物 进样口衬管 双锥去活 (Agilent 部件号 ) 色谱柱 Agilent J&W DB-35ms UI 15 m 0.25 mm,0.25 µm (Agilent 部件号 UI),35psi 恒压模式 反吹 后运行 : 1 min 1 psi 进样口,75 psi 辅助 EPC 柱箱 100 C(1 min) 到 325 C(10 C/min, 保持 5 min) 质谱检测器 传输管线 300 C, 离子源 300 C, 四极杆 180 C, 扫描模式 氮磷检测器 Blos 铷珠 300 C,H 2 3 ml/min,60 ml/min 空气,11 ml/min 尾吹气和柱流量 CFT 设备 两通道分流器,MSD 和 NPD 之间有溶剂排放管 表 3. 载气 进样口 使用 Agilent J&W DB-35ms UI 柱定量分析的仪器条件 氦气恒流 1.0mL/min 不分流 1 µl,280 C, 总流量 56.4 ml/min,3 ml/min 切换隔垫吹扫,0.4 min 后开启载气节省 50 ml/min 样品 全血提取物 进样口衬管 双锥去活 (Agilent 部件号 ) 色谱柱 Agilent J&W DB-35ms UI 15 m 0.25 mm, 0.25 µm (Agilent 部件号 UI),35psi 恒压模式 反吹 后运行 : 1 min 1 psi 进样口,75 psi 辅助 EPC 柱箱 100 C(1 min) 到 345 C(10 C/min, 保持 9 min) 质谱检测器 传输管线 300 C, 离子源 300 C, 四极杆 180 C, 扫描模式 氮磷检测器 Blos 铷珠 300 C,H 2 3 ml/min,60 ml/min 空气,11 ml/min 尾吹气和柱流量 CFT 设备 两通道分流器,MSD 和 NPD 之间有溶剂排放管 表 4. 目标离子 氧可酮的羟基 - 氧吗啡酮的羟基 - 亚胺基三甲基硅烷衍生物 亚胺基三甲基硅烷衍生物 主要离子 OCOD 主要离子 OMOR 459 分析物 ( 共有离子 ) 459 分析物 ( 共有离子 ) 474 分析物 533 分析物 465 d6 标记物 462 d3 标记物 480 标记物 536 d3 标记物 样品制备 把含有 28 种滥用药物的 GC/MS 毒物校验混标 (Agilent p/n ) 转入样品瓶中, 储存备用 混合物进样量为 1 µl, 相当于每个化合物 5ng 在混合物中含有普罗地芬(SKF-525A), 用作保留时间锁定化合物, 用于快速毒物分析仪 已知浓度的氧可酮 d6- 氧可酮 氧吗啡酮和 d3- 氧可酮定量加入到 UTAK 全血中 使用甲醇和乙腈沉淀样品中的蛋白质 离心后, 上清液用乙酸缓冲液调节到 ph 4.5 由于不同的基质条件, 酮鸦片易于发生异构化反应, 所以必须对其进行衍生化, 以免影响回收率 在样品中加入 10% 的羟胺后在加热块中升温至 60 C 保持 30 min, 完成肟衍生化 冷却后用磷酸缓冲液调节 ph 至 6.0, 后进行固相萃取 (SPE) SPE 在多通道管正压下进行, 萃取小柱为共聚混合模式的 SCX/SPE 然后让样品在 90 C 下与 BSTFA 进行 30 min 的衍生化反应, 得到三甲基硅烷衍生物, 进样 GC/MS 分析 239

240 结果和讨论 图 1 显示在 Agilent J&W DB-35ms UI 柱上 28 个未衍生滥用药物的分离情况, 每个化合物 5 ng 这些活性很强的化合物的峰形, 即使在含量很低的情况下, 看起来也很尖锐 对称, 容易进行定量分析 这一校验混标含有来自几种药物类型的广泛的碱性和酸性药物,, 提供了一个有效的快速评估色谱柱和系统性能的工具 本研究证明色谱柱和系统的性能都很好 使用快速毒物分析仪和保留时间锁定 DRS 数据库以及方法转换软件, 在同一台仪器上把快速筛查方法转换到定量分析方法是一个很简单的过程 在繁忙的刑侦毒物实验室中, 可以用快速分析的模式筛查大量样品, 然后把系统切换到较高分离度模式下, 只对阳性样品进行定量分析 这就是本应用所揭示的方法 图 1 说明快速筛选的方法, 后面的图谱突出氧吗啡酮和氧可酮衍生物的定量分析, 首先是在 5% 苯基柱上, 然后是在 Agilent J&W DB-35m UI 柱上进行分析 5 ng Agilent J&W DB-35ms UI (MDA) 6 (MDMA) 7 (MDMA) SKF-525a RTL 图 1. 在 Agilent J&W DB-35ms UI 柱上对 5 ng/ 组分未衍生化滥用药物进行筛选的 NPD 色谱图, 条件列于表 1 中, 组分 12 是去卷积报告软件数据库中用于保 留时间锁定的化合物 240

241 在扩展的定量分析滥用药物方法中, 降低流速并减小程序升温速率, 在 5% 苯基柱上不能很好地分离氧吗啡酮和氧可酮的羟基亚胺三甲基甲硅烷衍生物 这些衍生物彼此十分相似, 需要提高色谱柱的选择性才能得到色谱分离 不幸的是, 氘代内标物和要分离的分析物离子按它们的质量数在 SIM 图谱中也有严重的重叠 在图 2 中可以明显地看到 SIM 离子的重叠 这种 SIM 离子重叠的图谱暗示在最好和最差的情况下都难以进行准确的定量分析 需要寻求另外的方法 需要使用选择性更好的色谱柱改进对这些衍生物分离的方法 使用中等极性色谱柱可以成功地分离这些衍生物 图 3 显示相应的氧吗啡酮 (OMOR) 羟基亚胺三甲基硅烷衍生物的 SIM 离子, 以及相同的氧可酮 (OCOD) 部分离子 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱具有色谱分离 OMOR 和 OCOD 离子的能力 图 2. OMOR OCOD 5% 465 d6 OCOD 462 d3 OMOR OCOD 533 OMOR OMOR 和 OCOD 衍生物离子在 5% 苯基柱上的 SIM 图谱 显示特有的离子和含氘化合物内标物的离子, 表 2 列出 GC/MS 所用 Agilent J&W DB-5ms UI 色谱柱进行定量分析的条件 表 4 列出 SIM 离子 OMOR OCOD Agilent J&W DB-35ms UI 536 d3 OMOR 533 OMOR 459 OCOD common ion 462 d3 OMOR 459 OMOR common ion 图 3. OMOR 和 OCOD 衍生物离子在 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱上的 SIM 图谱 在 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱上突出显示共有分析物离子峰的分离度 表 3 列出在 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱上进行定量分析的 GC/MS 条件 表 4 列出 SIM 离子 241

242 在 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱上分离吗啡 d6- 吗啡 可代因 d6- 可代因 氢吗啡酮 d6-hmor 6-MAM 和 d6-6-mam 不会受到干扰 但是 6-MAM 和一个未知杂质有重叠 没有得到 6- MAM 的较高浓度样品, 以便进一步研究这一可能杂质的潜在干扰 图 4 表示氧可酮 (OCOD) 羟基亚胺三甲基硅烷衍生物以及与其相应分离开的共有的氧吗啡酮 (OMOR) 部分离子的 SIM 结论 这一应用报告证明使用 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱可以成功地分离氧可酮和氧吗啡酮的羟基亚胺三甲基硅烷衍生物 这一色谱柱是这种应用的良好选择, 因为它可以很好地分离有挑战性的物质对, 而且具有很高的惰性 色谱柱的高惰性有助于改善峰形, 并保证低含量活性化合物如滥用药物的回收率 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱与快速毒物分析仪一同提供的选择性, 为如今现代化刑侦毒物实验室所应对的现实问题提供了一个极佳的解决方案 现在的刑侦研究人员有了一个可信赖的方法, 用以分离氧可酮和氧吗啡酮的羟基亚胺三甲基硅烷衍生物, 并可让他们快速地得到答案 Agilent 快速分析仪可以配置 5% 苯基或 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱用于快速筛查 快速分析仪在同一系统上也可以使用高分离度定量分析方法 Agilent MSD 毒物分析仪软件可以在筛选和定量分析之间进行直接转换 筛选和定量分析可以很容易设定, 并以相同的序列运行 这对于分离 OMOR 和 OCOD 衍生物很有必要,Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱是最好的选择, 它具有分离这些难分离物质对的色谱选择性和惰性 Agilent J&W DB-35ms UI OMOR OCOD 480 d6 OCOD 474 OCOD 465 d6 OCOD 459 OCOD 459 OMOR 图 4. 在 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱上分离 OCOD 和 OMOR 衍生物的 SIM 共有分析物离子说明在 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱上在 OCOD 和 OMOR 峰的分离度 表 3 列出 GC/MS 用于 Agilent J&W DB-35ms UI 色谱柱上定量分析条件 表 4 列出 SIM 离子 242

243 致谢 特别感谢 Christine Giffin, 感谢她制备了用于这些试验所使用的全血样品, 并欣然让我们分享了她的数据, 以及她的同事在刑侦毒物分析中的经历 十分感谢 Bruce Quimby 帮助我们在评估 Agilent J&W DB- 35ms UI 色谱柱 使用快速毒物分析仪以及在讨论中所做的贡献 参考文献 1. FDA NDA 应用报告编号 和 , 由 Endo Pharmaceuticals 提交,FDA 核准,2006,06,22 2. Sharon L. Walsh, Paul A. Nuzzo, Michelle R. Lofwall, 和 Joseph R. Holtman Jr. 在鸦片滥用人员处方中口服氧可酮 氧吗啡酮 氢可酮和氢吗啡酮的评估, Drug and Alcohol Dependence, 98, (2008) Bruce Quimby, 使用 GC/MS/NPD 系统和 725- 化合物 DRS 数据库改进刑侦毒物的筛查 Agilent 科技公司出版物 EN, 2008 年 5 月 4. B-G. Chen, M-Y Wu, RH Liu, S-M Wang, R. J. Lewis, R. M. Ritter 和 D. V. Canfield, 分析物及其同位素标记相似物 - 通常鸦片及其的衍生物之间质谱和离子强度相反的贡献, Forensic Science Review 20-75;

244 采用三重四极杆气相质谱对尿中违禁药物进行快速全面筛查采用三重四极杆气相质谱对尿中违禁药物进行快速全面筛查 关键词 法医 应用简报 法医 / 兴奋剂检查 兴奋剂检查 作者 Peter van Eenoo, Wim Van Gansbeke Nik De Brabanter, Koen Deventer Doping Control Laboratory (DoCoLab) Ghent University Technologiepark 30 B-9052, Zwijnaarde 比利时 摘要 采用 Agilent 7000 系列三重四极杆气相质谱系统, 建立了一个筛查七类 150 种以上违禁药物的快速分析方法, 检测水平不高于世界反兴奋剂机构 (WADA) 的最小要求检出限 (MRPL [1]) 方法使用一根短毛细管柱, 采用快速扫描模式, 以氢气为载气, 在 8 min 内可完成分析 244

245 前言 表 1. Agilent 7000A 三重四极杆气相质谱气相色谱质谱条件 伴随着当前不断涌现的新型疗法和 专门设计的 药物, 违禁使用 ( 滥用药物和体育运动中服用禁药 ) 药物已成为日益严重的全球性挑战 鉴于该问题的严重性, 早在 2000 年,WADA 就建立并更新了一份违禁物质名单, 并由经认证的兴奋剂检查实验室对其进行监查 WADA 为名单上物质的检测制定了 MRPL, 包括 : 五类永久禁用的物质 ( 蛋白同化制剂 激素和相关物质 b- 受体激动剂 抗雌激素制剂 利尿剂和其它掩蔽剂 ) 体育竞赛中禁用的四类物质 ( 兴奋剂 麻醉剂 大麻素类和糖皮质激素 ) 虽然人们对诸如血液 ( 血清 / 血浆 ) 唾液和头发等样品的分析有着越来越浓厚的兴趣, 但尿液仍是最常采用的样品类型 为了在不高于其 MRPL 的水平下使所有不同类型的禁用物质都获得必要的选择性, 色质联用法成为首选 [2],GC-MS 和 LC-MS 是当前兴奋剂检查使用的互补技术 虽然已经发表了一些方法, 但这些方法普遍缺乏对内源性类固醇进行定量分析与对多种外源性类固醇及其它违禁剂进行定性分析的有机结合 本文描述了一个应用 Agilent 7000A 三重四极杆气相质谱系统开发的, 用于检测多种内源性和外源性蛋白同化类固醇及其它违禁剂的方法, 分析时间少于 8 min 实验部分标准品与试剂 本文所使用的标准品和试剂见参考文献 1 仪器 气相色谱运行条件 分析柱 进样量 载气 柱温程序 传输线温度 310 C 质谱条件 调谐 EMV 增益 采集参数 样品制备 将 1 ml 尿样与 b- 葡萄糖醛酸酶混合, 以有效分解葡萄糖醛酸缀合 物, 获得游离的类固醇 然后用乙醚液液萃提取尿样, 将蒸干后 的残渣进行衍生, 用于气相质谱分析 将干燥的样品溶于 100 µl N- 甲基 -N-( 三甲硅烷基 ) 三氟乙酰胺 (MSTFA)- NH 4 I- 乙硫醇 (100:2:3,v/w/v) 中,80 C 加热 60 min [3] 分析参数 采用安捷伦三重四极杆气相质谱系统分析几类违禁物质的参数见 表 2-6 Agilent J&W HP-1 Ultra Inert 12.5 m 0.2 mm id, 膜厚 0.11 µm( 从 50 m 色谱柱上截取, 部件号 19091A-005) 5 µl; 进样器条件 :100 C( 保持 0.15 min), 以 12 C/s 的速度升至 280 C 氢气, 恒流,1.0 ml/min 100 C( 保持 0.4 min), 以 90 C/min 的速度升至 185 C; 以 9 C/min 的速度升至 230 C; 再以 90 C/min 的速度升至 310 C( 保持 0.95 min) 自动调谐 自动调整 EI, 多反应监测 碰撞气流量 N 2 碰撞气 :1.5 ml/min 淬灭气流量 氦气,2.25 ml/min 质谱温度离子源 280 C; 四极杆 180 C 方法开发采用带有分流 / 不分流毛细管进样口的 Agilent 7890 气 相色谱和 Agilent 7000A 三重四极杆气相质谱系统, 使用 Gerstel MPS2 自动进样器和 PTV 进样口 分析参数列于表

246 结果样品制备 兴奋剂检查实验室需要在相对小体积的复杂生物基质样品 ( 常为尿样 ) 中检测非常低水平的多种违禁物质 使用这个小体积样品, 实验室必须完成筛查并最终确证 ( 采用完全独立的分析 ) 任何违禁物质的存在 由于串联质谱的检测灵敏度高和选择性强, 样品制备方法仅需要 1 ml 尿样用于筛查多种违禁剂, 比它小 2-5 倍体积的样品用于采用气相质谱蛋白同化类固醇的常规筛查 该方法也是综合性的, 包括所有违禁麻醉剂 最常用的 b2- 受体激动剂 激素拮抗剂和调节剂, 以及 b- 受体阻断剂的一种或多种代谢物 另外, 此方法也适用于检测许多兴奋剂和一些其它类型的违禁物质 ( 见表 2-5) 只有那些不适合采用气相质谱分析的蛋白同化剂 ( 如四氢孕三烯酮 美曲勃龙和司坦唑醇 ) 未被包括在内 方法中包含了一些质量保证措施, 覆盖了样品制备的三个基本步骤 : 水解 提取和衍生 使用过量的 b- 葡萄糖醛酸酶来保证在 56 C 加热 1.5 h 后样品的有效水解 使用类似结构 (d4-a- 葡萄糖醛酸化物和 d5-et( 游离 )) 的葡萄糖醛酸化的和游离的类固醇, 可以充分评价水解效果 多种内标混合物的使用, 允许不同理化性质造成的提取效率差异 这些内标也可用于非氘代结构类似物的定量分析 最后, 方法中还包括单 -TMS 衍生雄酮和还原尿睾酮的离子对, 有利于评价衍生效果 由于监控了所有重要的样品制备步骤, 该集成方法实现了对每个样品制备效果的全面评价, 而不是对每批或仅在方法认证时才进行 本方法也对 5a- 雄甾烷 -3,17- 二酮和 5b- 雄甾烷 -3,17- 二酮的浓度水平进行了监测, 这些化合物浓度的增加意味着微生物的污染, 会改变内源性类固醇的存在状况 气相色谱本研究的目的是建立一个快速气相质谱方法, 能够定量分析表 6 中的内源性类固醇, 同时定性分析范围广泛的各种违禁物质 化合物间充分分离是实现满意定量分析的前提 在本方法中, 较高浓度 ( 表 6) 雄酮和还原尿睾酮这对异构体的分离, 以及较小浓度的其它异构体 (11b-OH-A 和 11b-OH-Et, 及 5aab 和 5bab) 的分离, 对色谱分离速度和进样量存在限制 本方法采用 PTV 进样口进样 5 µl, 与先前方法使用分流 / 不分流进样方式相比大大提高了进样量 使用相对短的毛细管柱 (12.5 m), 载气氢气采用比氦气更高的流速, 可以将气相色谱分析时间大大缩短到 7.98 min 当然, 即使在高浓度下 (4.8 µg/ml), 雄酮和还原尿睾酮也可以达到充分分离, 实现满意的定量分析 ( 图 1) 较短运行时间大大缩短了样品分析周期, 这对于那些要求很短样品分析报告时间 (24-48 h) 的情况 ( 如奥林匹克竞赛 ) 非常必要 图 1. 最高校准浓度时, 雄酮 -bis-tms 和还原尿睾酮 -bis-tm 的萃取离子色谱图 (m/z 239 -> 167)(4.8 µg/ml) 246

247 质谱采用多步程序确定和优化质谱条件 第一步, 获取每一个衍生化合物的全扫描图谱 在选择了合适的母离子后, 采集不同碰撞能量 (10 和 25 ev) 下的子离子全扫描质谱 选择合适的子离子并确定 SRM 离子对 最终子离子 ( 每种物质至少两个离子对 ) 的选择和碰撞能量 ( 和 35 ev) 的优化采用参考标准品和加标尿样提取物进行 最佳的信噪比 (S/N) 用于确定每种分析物最合适的离子转换通道和碰撞能量 表 2-5 列出了方法收载的所有分析物的最终质谱仪设置 定量分析方法验证方法定量部分分析的物质包括那些兴奋剂检查中常见的禁用类固醇类 (T E A Et DHT DHEA 雄烯二酮 5aab 和 5bab) 该方法还可以监测其它不受服用天然蛋白同化激素 (11bOH-A 和 11b-OH-Et) 影响的内源性类固醇, 还有微生物降解产物标志物 (5a- 雄烷 - 二酮和 5b- 雄烷 - 二酮 ) 由于微生物降解可提高内源性类固醇的产率或者使其发生改变, 这些附加参数的使用极有助于非典型类固醇物质存在状况的评价过程 该方法还可以定量分析最常用的 b2- 受体激动剂沙丁胺醇 去甲雄酮以及大麻的主要代谢物 (11- 正 - 9- 四氢大麻酚.-9 羧酸,THC-COOH) 虽然被监测的化合物之间校正范围差异很大, 但采用无类固醇尿液制备的 6 点校正曲线 ( 每个点平行测定三份 ) 的相关系数还是令人满意的 进一步分析表明, 校正曲线上每一个点的剩余标准偏差低于按照 Horwitz 法 ( 20Documents/validat.pdf) 计算的最大剩余标准偏差的 2/3 而且, 这些点的偏差均低于 15%, 也证明了本方法的准确度令人满意 因此, 本方法可用于定量分析的验证, 符合 Eurachem 准则 [4] 定性分析针对无限量物质也按照 Eurachem 准则进行了方法验证 通过分析 10 个空白尿样有无基质干扰来确证方法的选择性 给这些尿样加标不同浓度水平的所有目标分析物 所有样品中在预期的保留时间处 (± 1%) 获得的每个监测转换离子共存信号 (S/N>3) 对应的最低浓度定义为检测限 (LOD) 外源性物质的这些 LOD 列于表 2-6 本方法检测了 41 种蛋白同化类固醇的代谢物 4 种其它的蛋白同化剂 6 种 b2- 受体激动剂 11 个激素拮抗剂和调节剂 19 个麻醉剂和 16 个兴奋剂 应该注意在某些情况下, 观察到的代谢物 LOD 超过了 WADA 的 MRPL 对于这些物质, 方法被认为未验证, 虽然它们仍是方法的一部分 对于所有这样的情况, 方法即会检测相同母体药物的另一个 LOD 不高于 MRPL 的代谢物 例如氟甲睾酮就是这种情况 : 6b- 羟基氟甲睾酮的 LOD( 表 2) 为 20 ng/ml, 而 WADA 相应的 MRPL 规定是 10 ng/ml 而氟甲睾酮的另一个代谢物,9a- 氟 - 17,17- 二甲基 -18- 正 - 雄烷 -4,13- 二烯 -11- 醇 -3- 酮, 其 LOD 与 MRPL 相符 除了少数物质外,WADA 技术文件并未规定要监测哪种代谢物 因此, 采用本方法检测氟甲睾酮可认为与 WADA 的要求一致 而且, 采用多种代谢物而不是单一代谢物来测定滥用的违禁药物有许多优点 首先, 它可以为违禁药物滥用提供额外的支持证据, 虽然在大多数情况下, 阳性 样品中的药物浓度明显高于 MRPL 其次, 多种代谢物的分析有助于在违禁物质服用后不同的时间点对其进行检测 事实上, 我们都知道代谢物的产生与时间和个体本身性质有关 因此, 一个人服用药物一定时间后的主要代谢物, 可能只是另一个人服用药物后同一时间的次要代谢物 当前的方法也可以检测所有来自 其它蛋白同化剂 的化合物, 除了那些不包括在本研究中, 仍在进行临床试验的选择性雄激素受体调节剂 247

248 除了蛋白同化剂, 许多其它的激素拮抗剂和调节剂也能在不高于 MRPL 水平时被检测 该列表包括带有其甾体结构的物质 ( 福美坦,6a-OH 雄烯二酮和依西美坦的代谢物 :17b- 羟基 -6- 亚甲基雄烷 -1,4- 二烯 -3- 酮 ) 及非甾体化合物 ( 氨鲁米特 阿那曲唑 来曲唑代谢物 雷洛昔芬 托瑞米芬 4-OH- 环芬尼 4-OH- 他莫昔芬和 4-OH- 甲氧基他莫昔芬的异构体 ) 另外, 雄烷 -1,4,6- 三烯 - 3,17- 二酮也可代谢为勃地酮及其代谢物 [3], 本方法中不包括的该类化合物是睾内酯 氯米芬和氟维司群, 原因是缺少它们代谢物的参考标准品 大多数禁用麻醉剂也经历了广义的 I 相和 II 相代谢 因此, 所有 WADA 禁用麻醉剂和 / 或它们的代谢物都包括在当前方法中 除了具有较高液相质谱检测限的芬太尼, 所有 LOD 均低于 WADA MRPL, 使该方法非常适合于监测麻醉剂的滥用 该方法也可以筛查可待因, 因为服用可待因可按吗啡被检测 当检测出吗啡可能归于可待因的服用时, 实验室不应报告这一情况 [5] 一般来说, 尿样不太适合通过采集的样品确定服药时间 当然, 当前的方法能通过监测代谢物确定一些物质的服用时间, 因为代谢物的产生情况与时间有关 例如海洛因就是这种情况, 因为方法不仅监测母体物质, 而且监测吗啡和 6- 单乙酰吗啡 (MAM) 该方法还可同时定量分析 11- 正 - 9- 四氢大麻酚.9 羧酸 (THC- COOH), 它是大麻的主要代谢物, 以及世界上最常被检测到的违禁剂之一 因此, 该方法还可被用于法证科学 毒理学 药物滥用和工作场所检测实验室 与麻醉剂不同的是, 大多数兴奋剂并不以缀合物的形式出现, 并且这些物质的检测不是本研究的重点 尽管如此, 多种兴奋剂 ( 或者它们的代谢物 ), 包括可卡因及其代谢物苯甲酰爱康宁也包括在方法中 方法覆盖了体育界最频繁使用的 b2- 受体激动剂 而且, 如非诺特罗这种情况, 母体药物 ( 四 -O-TMS 衍生物 ) 和一个降解产物, C,N- 亚甲基非诺特罗 - 四 -TMS 衍生物均可被监测 [6] 虽然该降解产物在验证研究中未被检测到, 但由于非诺特罗可以快速降解, 它包括在方法中可以提高方法检测实际样品的能力 虽然 b- 受体阻断剂仅在某些特定运动中禁用,15 种 b- 受体阻断剂包含在方法中, 但包括它们可以在它们需要检测时最佳化实验室效率 虽然方法使用了最优化的衍生方法 [7], 但衍生各步骤的效果还是要通过监测单 -TMS 衍生的雄酮和还原尿睾酮的含量来确证 其它的一些化合物 ( 如塞利洛尔和吲哚洛尔 ) 也可能形成多种衍生物 鉴于某个衍生物通常给出比另一个衍生物更理想的信号, 所以, 方法中包括第二种衍生物可看做是一种安全防范措施 由于 Agilent 7000 系列三重四极杆 GC/MS 系统可以快速转变 SRM 离子转换通道 (500 个转换通道 / 秒 ), 这个离子转换通道的加入就不会降低方法的整体性能 248

249 表 2. Agilent 7890/7000A 气相质谱分析参数, 针对内源性蛋白同化雄激素类固醇 (AAS; 禁用类别 S1a) S1a (min) β β α- -5α- -3α,17β α- -5β- -3α,17β β PC α- -3α α- -5β- -3α,17β α- -5α- -3α,17β α- -5α- -3α PC α,17α- -5β- -3α,17β PC ,17α- -5β- -3α,17β α- -5α- -3α α PC β-OH α- -17, , β PC β α α- -11α,17β α α,17β α,5α OH β,17α- -5α- -3α, 17β β,17α- -5β- -3α, 17β madol α,17α- -17β- -5α OH OH-androstenedione β-OH-DHEA PC = 4-OH- (ev) ,0 161, ,0 161, LOD (ng/ml) MRPL (ng/ml) / / /

250 表 3. Agilent 7890/7000A 三重四极杆气相质谱系统分析参数, 针对内源性 AAS, 当服用了外源性的其它蛋白同化剂 b2- 受体激动剂 激素拮抗剂和调节剂 利尿剂和其它掩蔽剂时 ( 禁用种类分别是 S1b S1c S3 S4 和 S5) S1b (min) (ev) LOD (ng/ml) MRPL (ng/ml) β - -3, α - -3,17β β- -3,17α α- -3, DHEA α- -3β,17β DHT β-OH β-OH EAAS / 4.13 TMS qas / α C,N / / PC / β , OH- -3, OH OH S S1c S3 S4 PC = 250

251 表 4. Agilent 7890/7000A k 三重四极杆气相质谱系统分析参数, 针对兴奋剂 麻醉剂和大麻素类 ( 禁用种类分别为 S6 S7 和 S8) S6 S7 (min) OH , C /2.34 5a/b 2.67 e /2.82 2/ MAM EDDP S THC-COOH (ev) LOD (ng/ml) , excr 500 excr 500 excr 500 excr 500 excr / 10 / <5 7,5 MRPL (ng/ml) PC = 251

252 表 5. Agilent 7890/7000A 三重四极杆气相质谱系统分析参数, 针对 β- 受体阻断剂在某些体育竞赛中禁用 ( 禁用类别 P2) 和内标 (ISTD) P2 ISTD (min) β- -3a,17b- -d α- -3a,17b- -d d d d d DHT-d d α (ev) LOD (ng/ml) / ISTD / MRPL (ng/ml) PC = 252

253 表 6. 进行定量分析的目标物质 物质 内标 校正浓度 (ng/ml) 相关系数 (R 2 ) 睾酮 d3-t 表睾酮 d3-e 雄酮 d4-a 还原尿睾酮 d5-e b-OH- 雄酮 d4-a b-OH- 还原尿睾酮 d5-e 雄诺龙 d3-dht 脱氢表雄酮 d3-dht 雄烯 -3,17- 二酮 d3-dht a- 雄烷 -3a,17b- 二醇 d3-aab b- 雄烷 -3a,17b- 二醇 d5-bab a- 雄烷 -3b,17b- 二醇 d3-aab a- 雄烷 -3,17- 二酮 MT b- 雄烷 -3,17- 二酮 MT 去甲雄酮 MT 沙丁胺醇 d3-sal THC-COOH MT

254 结论 建立和验证了一个用于类固醇类化合物 沙丁胺醇 THC-COOH 和去甲雄酮, 以及 142 种违禁剂 ( 或其代谢物 ) 定性检测的气相 色谱 - 串联质谱快速定量分析方法 多种内标的使用实现了对样品 制备效果的评价, 确保了分析结果的准确性 使用氢气作为载 气, 采用一根短 (12.5 m) 毛细管柱和 Agilent 7000A 三重四极 杆气相质谱系统, 所有违禁剂可以在少于 8 min 的单次运行时间 内被检测 致谢 本研究在世界反兴奋剂机构的支持下完成 衷心感谢 ir. B. Tienpont 博士 ( 色谱研究所, 科特赖克, 比利时 ) 的 技术支持! 参考文献 1. P. Van Eenoo, W. Van Gansbeke, N. De Brabanter, K. Deventer, F. T. Delbeke A fast, comprehensive screening method for doping agents in urine by gas chromatographytriple quadrupole mass spectrometry. J Chromatogr A Oct 8. [Epub ahead of print]. 2. WADA. TD2010MRPL M. K. Parr, G. Fußhöller, N. Schlörer, G. Opfermann, T. Piper, G. Rodchenkov, W. Schänzer Metabolism of androsta- 1,4,6-triene-3,17-dione and detection by gas chromatography/mass spectrometry in doping control. Rapid Commun Mass Spectrom 23, (2009). 4. EURACHEM Guide: The Fitness for Purpose of Analytical Methods; A Laboratory Guide to Method Validation and Related Topics, 1998 ( 5. WADA. TD2010MRPL M.K. Henze, G. Opfermann, H. Spahn-Langguth, W. Schänzer Screening of beta-2 agonists and confirmation of fenoterol, orciprenaline, reproterol and terbutaline with gas chromatography-mass spectrometry as tetrahydroisoquinoline derivatives. J Chromatogr B 751, (2001). 7. P. Kiousi, Y. S. Angelis, E. Lyris, M. Koupparis, A. C. Calokineros, J 405. Atta-Politou, C.G. Georgakopoulos Two-step silylation procedure for the unified analysis of 190 doping control substances in human urine samples by GC MS. Bioanalysis 1, (2009). 更多信息 如需了解更多有关我们产品和服务的信息, 请访问我们的网站 254

255 使用三重串联四极杆 GC/MS 对香薰草使用三重串联四极杆 GC/MS 对香薰草本混合物中的合成大麻素本混合物中的合成大麻素进行鉴定和定量进行鉴定和定量 关键词 法医 应用简报 法医学 作者 Anthony Macherone 博士 Thomas J. Gluodenis, Jr. 博士安捷伦科技有限公司 Centerville 路 2850 号威明顿特拉华州 美国 摘要 随着含有合成大麻素的香薰草本混合物快速而危险地流行, 现在的法医学实验室面临着如何对复杂基质中痕量水平的特定形式化合物进行可靠定性和定量的挑战 本文对 30 多种已知合成大麻素中 17 种代表性化合物进行了分析, 以证明三重串联四极杆 GC/MS 方法的适用性 方法的高选择性降低了基质干扰, 提高了信噪比, 显著提高了分析结果的可靠性 并且方法无需数据的采集后处理过程, 如质谱的解卷积等 255

256 前言 合成大麻素是拟大麻类化合物, 最初合成用于药物研究 这些化学品在青少年中越来越广泛的吸食使用, 以及便利店 毒品店和互联网等越来越普遍的获取渠道引起了包括美国在内的世界各国的密切关注 合成大麻素可分为如图 1 所示的三种结构形式 第一种 (1A) 具有类似四氢大麻酚的支架结构 第二种 (1B) 为合成萘甲酰基吲哚类似物 第三种 (1C) 含有苯基环己烷基团 对大多数合成大麻素, 最常见的固有结构为一个短脂肪链, 已知其能与大麻素 CB1 和 CB2 受体相互作用 合成大麻素通常以成分形式添加在植物基质中 ( 图 2), 标示为香薰草本产品出售 其只在隐蔽位置标识不能用于公众消费, 因而逃脱了美国食品药品监督管理局 (FDA) 的监管, 从而缺乏对其生产过程 原材料质量 效能和整体安全性的控制 这些混合物一致性差, 效能不稳定, 会导致无意中摄入过量造成的严重的短期并发症, 包括抽搐 焦虑 心跳加剧 血压升高 呕吐 产生幻觉 妄想症和定向障碍 长期健康影响还不清楚 OH A HU-210 H OH 分子式 C 25 H 38 O 3 精确质量 H O m/z (100%) (27.6%) (4.3%) 元素分析 C H 9.91 O 图 2. 合成大麻素常常混迹于植物基质中 虽然很多国家, 包括美国, 已经颁布了针对某些特定形式化合物 的禁止令, 但合成大麻素家族庞大并且数目不断增加, 因而大大 限制了法令的效力 一旦通过立法禁止使用某一种形式的大麻, O B JWH-018 分子式 C 24 H 23 NO 另外一种新形式的大麻就会被合成并进入市场 考虑到吸食这些大麻对健康造成的严重风险和对公众的威胁, 美国缉毒局 (EDA) N 精确质量 m/z (100%) (26.3%) (3.5%) 行使其紧急权力, 在至少一年的时间内对 5 种特定的合成大麻素进行管控, 同时它和美国卫生和公众服务部 (DHHS) 共同决定是否有必要进行永久性管控 [1,2] DEA 目前管控的大麻种类有 : JWH-018 HO C CP-47, 497 (C7) 类似物 分子式 C 21 H 34 O 2 精确质量 JWH-073 JWH-200 CP-47,497 (C7) HO m/z (100%) (23.2%) (2.9%) CP-47,497 (C8) HU-210 根据 DEA 以前的规定进行管控 但有超过 20 种形式未 元素分析 C H O 被列入管控范围, 并且这个数目还在增长 图 1. 合成大麻素可分为三种截然不同的结构形式 256

257 使用单四极杆气相色谱质谱 (GC/MS) 对合成大麻素类似物和同系物进行鉴定和定量会遇到很多分析难题 首先, 植物基质往往很难进行研磨 随后的萃取步骤也因为合成大麻素含有大量不同的官能团而需要使用一种通用的萃取方法 但通用的萃取方法会提取出大量的植物基质成分, 这些基质成分在色谱图中会形成很多的干扰峰, 影响目标物的分析 香薰草本混合物通常混有合成大麻素, 这些大麻素间结构相似, 包含同分异构体形式, 会在色谱中发生共流出, 从而会形成叠加的质谱图 更麻烦的是, 合成大麻素药效非常强, 所以相对植物基质往往仅以痕量浓度存在 虽然有以往的文献表明单四极杆 GC/MS 是一种有效且易于重复的分析方法 [3, 4], 但其在分析本实验中的基质时会产生非常复杂的数据, 如果不借助如质谱解卷积这种特殊的数据采集后处理软件, 很难做出合理的解释 本应用对具有代表性的香薰草本混合物样品进行分析, 验证替代方法 GC/MS/MS 检测合成大麻素的适用性, 该方法具备更强的选择性和灵敏度, 并且无需进行质谱解卷积处理 实验对照标准品和样品 如表 3 所列, 从 30 多种已知的合成大麻素中选择 17 种用于 GC/ MS/MS 方法的开发 这 17 种化合物涵盖了当前流行的草药混合物中包括的各种合成大麻素结构 分析选择的草药混合物样品为 EX 565 K2 Blondie K4 Purple Haze K3 XXX Lunar Diamond Zombie 和 K2 Diamond 样品制备研磨作为合成大麻素载体的植物材料, 如达迷草 ( 特纳草 ), 往往非常柔软轻盈, 这些特性使其难以粉碎均匀以进行代表性取样 本实验中, 将大约 500mg 样品夹在两张 5 英寸 5 英寸的 100 号砂纸间进行研磨, 直到磨成极细的粉末 萃取合成大麻素中多种不同的官能团需要采用通用的萃取方法 本实验采用酸 / 碱联合萃取再离心分离的方法 也可以采用甲醇浸提的萃取方法 任何一种萃取方法都会提取出大量的基质化合物 使用酸 / 碱联合萃取法, 首先向 mg 研磨好的粉末样品中加入 1mL 去离子水, 然后加入 3 滴 10% 的盐酸进行酸化 接着加入 1mL 溶剂 (95% 的二氯甲烷 /5% 异丙醇,v/v), 充分混匀 然后将样品离心, 移出下层的溶剂层, 备用 再向剩下的水层 ( 上层 ) 中加入 2 滴浓氨水和 1mL 溶剂 (95% 的二氯甲烷 /5% 异丙醇, v/v), 再次混匀并离心 移取底层溶剂层, 和第一次移出的溶剂层合并, 稍作混匀, 准备进样, 进行 GC/MS/MS 分析 衍生化一些合成大麻素, 如 HU-210, 含有多个活性高的极性官能团, 如酚基和醇基, 这些官能团使其不适合进行 GC/MS 分析 为改善色谱分离, 提高方法灵敏度, 可以使用含 1%TMCS( 三甲基氯硅烷 ) 的 BSTFA(N,O - 双 ( 三甲基硅基 ) 三氟乙酰胺 ) 对其进行衍生化, 将官能管覆盖, 生成更有利于定性和定量的离子 本实验中所测定的化合物无需进行衍生化 GC/MS/MS 分析使用安捷伦 7000 系列三重串联四极杆 GC/MS, 即 7890A 气相色谱配置 7000B 质谱仪的联用系统进行 GC/MS/MS 分析 安捷伦 7890A 气相色谱仪配置 HP-5MS UI 色谱柱, 表 1 列出了气相色谱仪的运行条件 安捷伦 7000B 质谱采用电子轰击电离源 (EI) MS/MS 模式对所有分析物和对照标准品进行多反应监测 (MRM) 分析 表 2 为质谱的运行条件 257

258 表 1. 气相色谱运行条件 安捷伦 7890A 仪器条件 色谱柱 1 HP-5MS UI( 安捷伦 Santa Clara, CA) 进样模式 脉冲不分流 进样口温度 300 C 进样体积 1 ml 载气 氦气, 恒流,1.2 ml/min 柱箱升温 80 C( 保持 0.17 min),30ºc/min 升温至 300 C( 保持 0.5 min),5 C/min 升温至 340 C ( 保持 5 min) 传输线温度 325 C 表 2. 质谱运行条件 安捷伦 7000B 质谱仪运行条件 调谐 自动调谐 增益系数 50 采集模式 电子轰击离子化, 多反应监测模式 碰撞气体 氮气,1.5 ml/min 氦气冷却气体 :2.25 ml/min 溶剂延迟 7.0 min MS 温度 离子源 300 C, 四极杆 150 C 根据以往经验, 为确定用于分析的 MRM 离子对, 首先采集对照 标准品的全扫描质谱图, 然后进行产物离子扫描, 以识别最优的母离子 / 产物离子对 接着, 对碰撞池能量进行优化, 以使每个特定的离子对都能获得最大的离子强度 表 3 为各分析物的母离子 产物离子以及优化的碰撞能量 表 3. 各分析物的母离子 产物离子和优化的碰撞能量 化合物 母离子 产物离子 碰撞能量 保留时间 (min) AM AM CP C CP C HU HU JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH JWH RCS RCS RCS RCS WIN / WIN /

259 结果和讨论 在 GC/MS/MS MRM 实验中, 目标分析物被选择性地从基质中分离 正如图 3 所示, 第一级四极杆质量过滤器分离出能够进入碰撞池的唯一的母离子 在碰撞池中, 母离子被碰撞气体和碰撞电压打碎 该过程称为碰撞诱导解离 (CID) CID 将母离子裂解成特定的可预知的产物离子 第二级四极杆质量过滤器可根据用户需要, 设定为仅允许特定产物离子通过 将响应最强的离子作为定量离子, 用于定量 将与定量离子的丰度比符合实际要求的离子作为定性离子, 用于化合物确认 即使如果某个干扰离子偶然经第一级四极杆进入到碰撞池, 干扰离子生成与分析物母离子相同的产物离子的可能性也是极低的 这样, 化学噪声可彻底和信号分离, 提高了信噪比和灵敏度 与使用单级四极杆质谱进行选择离子监测 (SIM) 相比, 使用 GC/ MS/MS 系统进行 MRM 采集可以检测复杂基质如香薰草本混合物中痕量水平的合成大麻素, 并显著提高选择性和灵敏度 7000A GC/MS (N 2 ) 图 3. 多反应监测 (MRM) 技术 259

260 图 4 为 100 ng/ml 混标溶液的 MRM 总离子流图 (TIC) 所有 17 种选择用于分析的合成大麻素均被成功鉴定 鉴于 GC/MS/MS 技术的高选择性, 化学噪声完全可以忽略不计, 从而得到一张非常 干净 的总离子流图 JWH JWH-133 CP (C8) HU-211 JWH-251 JWH-250 RCS-4 JWH-015 JWH-073 AM-694 JWH-081 JWH-122 RCS vs (min) JWH-398 JWH-081 JWH-200 WIN /2 图 ng/ml 混标溶液的 MRM 总离子流图 (TIC), 很容易即可确定所有 17 种合成大麻素 通过向空白基质萃取液中加入已知的对照标准品标, 建立 100~ 400 ppb 范围内的校正曲线 分别对 100ppb 200ppb 和 400ppb 的标样进行 3 次重复进样 所有被分析物的校准曲线得到的相关系数 r 2 均值为 0.99, 标准偏差为 ppb 200ppb 和 400ppb 的 RSD 分别为 13% 7% 和 6% 通过对最复杂基质中的 1 ~100 ppb 标样进行分析确定信噪比 10 的定量限 260

261 图 5 为两种活性非常高的合成大麻素 JWH-018 和 JWH-073 的校 准曲线, 浓度范围为 100 ng/ml~400 ng/ml 图 6 为 100 ng/ml JWH-018 的代表性色谱图 JWH QC y = *x R 2 = (ng/ml) =QC R 2 = JWH QC y = *x R 2 = =QC R 2 = (ng/ml) 图 5. JWH-018 和 JWH-073 的校准曲线表明了该方法优异的线性 261

262 Counts min 10 2 JWH (min) (%) = 39.9 (103.0 %) (min) 图 ng/ml JWH-018 的结果 阴影部分的峰表示定量离子转换 (324 到 254 m/z), 轮廓线的峰表示定性离子转换 (341 到 167 m/z) 在本方法建立的标准范围 ( 水平虚线 ) 之内 经实验发现, 草药中大麻素组成表现出很大的可变性 所有种类的草药中均检出了 JWH-073 和 JWH-018, 浓度从 50 到 150 ppb 不等 值得注意的是,K2 Blondie 中所含的 JWH-073 和 JWH-018, 如按峰面积计浓度推测可高达 1000 倍 通过使用定性离子和定量离子正确的丰度比和预期保留时间进行确认, 在所有混合物中至少可以鉴定出 2 种合成大麻素 结论 对于分析草药混合物中的合成大麻素, 三重串联四极杆质谱表现出许多优势 但其可消除基质干扰提高信噪比的优势极大地提高了分析结果的可靠性 与单级四极杆相比, 三重串联四极杆质谱降低了假阴性和假阳性出现的概率, 降低了检出限, 无需进行额外的数据采集后处理, 如质谱的解卷积和数据复审, 因此节约了大量的宝贵时间 参考文献 1. Chemicals Used in Spice and K2 Type Products Now Under Federal Control and Regulation. News Release. Public Affairs, U.S. Drug Enforcement Administration. March 1, pressrel/pr html 2. Notice of Intent to Temporarily Control Five Synthetic Cannabinoids. Office of Diversion Control, U.S. Department of Justice, Drug Enforcement Administration, Federal Register Notices, Rules usdoj.gov/fed_regs/rules/2011/fr0301.htm 3. T.J. Gluodenis Jr., Identification of Synthetic Cannabinoids in Herbal Incense Blends. Forensic Magazine June/July Agilent Technologies, Inc. Identification of Synthetic Cannabinoids in Herbal Incense Blends by GC/MS, Application Compendium. P/N EN. April

263 安捷伦惰性流路性能的增强改善了滥用安捷伦惰性流路性能的增强改善了滥用药物的测试 关键词 滥用药物 应用简报 法证与药物测试 作者 Ken Lynam 安捷伦科技有限公司 摘要 对安装在安捷伦 Ultimate Union 上的 Siltite 和安捷伦 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈的性能进行比较, 发现采用配备 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈的 FID 分析苯二氮卓类药物可以改善其峰形和响应 在 SCAN 和 SIM 两种模式下, 与采用配备分流 / 不分流进样口的标准流路相比, 配备分流 / 不分流进样口的 Agilent 7890/5975C GC/MS 惰性流路可以改善分析苯二氮卓类药物的峰形和响应 本文展示了法医 / 毒理学校验混标的色谱图和重叠色谱图的实例 前言 滥用药物具有化学活性, 很容易被发现存在于当前 GC/MS 系统流路上并吸附于任何活性位点上 在气相分析中, 分析物必须能够顺利通过从进样到检测的通路 但当活性分析物是目标化合物且含量很低, 或当流路表面具有活性时, 很难实现这一分析 由于 GC/MS 的检测限可以很低, 因此, 采用一系列惰性流路部件来构成可让分析物全部通过的流路就变得愈加关键 流路中的任何活性位点均可导致峰形和定量分析结果变差, 或者分析物的丢失 过去主要采用色谱柱和衬管去活来消除流路中活性位点 [1, 2] 在实现整个惰性流路的下一个合理步骤上, 这些策略业已开始重点关注流路中的附加部件 用于气体密封连接的进样口焊接件 金制密封件和密封圈都是与目标分析物接触的流路部件 [3] 263

264 了解用于安捷伦 J&W 超高惰性色谱柱 衬管和惰性 MS 离子源部 件设计的表面去活策略的知识, 可以为进一步提高惰性性能打下 良好的基础 采用这些策略进一步提高流路的惰性, 包括分流 / 不 分流进样口顶部和壳的焊接件 超高惰性金制密封件和 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈 本文对用于滥用药物测试的最新版安捷伦 惰性流路解决方案进行了初步评价 进样到配备分流 / 不分流进样口的惰性流路和标准流路的滥用药物 分析物实例色谱图, 突显了惰性流路对这组分析物的影响 为便 于比较, 两种进样口均采用相同的 Agilent J&W HP-5ms UI GC 色谱柱来生成数据, 并作为直接评价惰性和标准进样口部件的一 种方法 实验部分 GC/FID 系统由 Agilent 7890 GC 和 Agilent 7693 自动液体进样器 组成 该系统用于评价流路中 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈对 滥用药物分析物的影响 柱后采用微板流路控制技术 (CFT) 接头 与 Siltite 或 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈连接 所有其它条件 均相同 GC/FID 系统使用的色谱条件列于表 1 表 1. 用于评价密封圈性能的 Agilent 7890 FID 系统的色谱条件 色谱柱 : Agilent J&W HP-5ms UI,30 m 0.25 mm,0.25 µm ( 部件号 19091S-433 UI) 限流器 : 柱温箱 : 1.0 m 0.25 mm 内径的去活配管 95 C 保持 0.5 min, 以 10 C/min 升至 280 C, 以 6 C/min 升至 300 C( 保持 3.67 min) 气体净化器 : 气体净化 GC/MS,1/8 英寸, 套件 ( 部件号 CP17974) 载气 : 进样口 : 进样 : 氢气,95 C 时 74.9 cm/s(3 ml/min),epc 恒流 带标准焊接件的分流 / 不分流进样口 不分流,1 µl,280 C,0.35 min 时以 50 ml/min 的速度吹扫 进样口衬管 : 带玻璃棉的超高惰性衬管 ( 部件号 ) 金制密封件 : 标准金制密封件 ( 部件号 ,10/ 包 ) 注射器 : CFT: 密封圈 : 检测器 : 蓝线,5 µl( 部件号 G ) Ultimate Union( 部件号 G ) 标准 Siltite( 部件号 ),UltiMetal Plus 可塑金属密封圈 ( 部件号 G ) FID,320 C,H 2 40 ml/min, 空气 400 ml/min, 辅助气 30 ml/min GC/MS 系统由 7890 GC 与带三轴检测器的 Agilent 5975C MSD 联用组成 使用一个单独的 7693 自动进样器塔, 并在前后分流 / 不分流进样口之间进行切换 前面的进样口设为惰性进样口, 而 后面的进样口设为标准进样口 SCAN 和 SIM 模式的实验条件尽 可能地保持一致 两种进样口使用相同的色谱柱, 并且不经调 整 小心地从一个进样口到另一个进样口进行切换 表 2 展示了 用于惰性流路 GC/MS 进样口的色谱条件 表 3 展示了用于标准 流路分流 / 不分流 GC/MS 进样口的色谱条件, 表 4 为 SIM 离子 详情 表 2. 带惰性流路进样口的 Agilent 7890/5975C 的色谱条件 色谱柱 : Agilent J&W HP-5ms UI,30 m 0.25 mm,0.25 µm ( 部件号 19091S-433 UI) 柱温箱 : 100 C 保持 4 min, 以 10 C/min 升至 280 C, 以 6 C/min 升至 300 C( 保持 4.67 min) 气体净化器 : 气体净化 GC/MS,1/8 英寸, 套件 ( 部件号 CP17974) 载气 : 进样口 : 氦气,100 C 时 52.7 cm/s(2 ml/min),epc 恒流 带惰性壳和顶部焊接件的分流 / 不分流进样口 进样 : 不分流,1 µl, 脉冲,35 psi 脉冲到 0.73 min,0.75 min 时吹扫 50 ml/min,2 min 时开启载气节省, 流量 20 ml/min 进样口衬管 : 带玻璃棉的超高惰性衬管 ( 部件号 ) 金制密封件 : 超高惰性金制密封件 ( 部件号 UI) 注射器 : 密封圈 : 检测器 : 蓝线,5 µl( 部件号 G ) 进样口处的 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈 ( 部件号 G ),MS( 部件号 ) MSD SCAN 模式, amu, 离子源温度 300 C, 四极杆温度 150 C, 传输线温度 310 C MSD SIM 模式, 离子源温度 300 C, 四极杆温度 150 C, 传输线温度 310 C 表 3. 带标准流路进样口的 Agilent 7890/5975C 的色谱条件 色谱柱 : Agilent J&W HP-5ms UI,30 m 0.25 mm,0.25 µm ( 部件号 19091S-433 UI) 柱温箱 : 100 C 保持 4 min, 以 10 C/min 升至 280 C, 以 6 C/min 升至 300 C( 保持 4.67 min) 气体净化器 : 气体净化 GC/MS,1/8 英寸, 套件 ( 部件号 CP17974) 载气 : 进样口 : 氦气,100 C 时 52.7 cm/s(2 ml/min),epc 恒流 带标准壳和顶部焊接件的分流 / 不分流进样口 进样 : 不分流, 脉冲,35 psi 脉冲到 0.73 min,0.75 min 时吹扫 50 ml/min,2 min 时开启载气节省, 流量 20 ml/min 进样口衬管 : 带玻璃棉的标准单锥衬管 ( 部件号 ) 金制密封件 : 带垫圈的标准镀金密封件 ( 部件号 ,10/ 包 ) 注射器 : 密封圈 : 检测器 : 蓝线,5 µl( 部件号 G ) 进样口处的 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈 ( 部件号 G ),MS( 部件号 ) MSD SCAN 模式, amu, 离子源温度 300 C, 四极杆温度 150 C, 传输线温度 310 C MSD SIM 模式, 离子源温度 300 C, 四极杆温度 150 C, 传输线温度 310 C 264

265 表 4. SIM 离子详情 分析物 ( 按峰流出顺序 ) SIM T,Q1 保留时间 (min) 苯丙胺 (1) 44, 芬特明 (2) 58, 甲基苯丙胺 (3) 58, 尼古丁 (4) 84, 亚甲二氧基苯丙胺 (MDA) (5) 44, 亚甲二氧甲基苯丙胺 (MDMA) (6) 58, 亚甲二氧乙基苯丙胺 (MDEA) (7) 72, 哌替啶 (8) 71, 苯环利定 (9) 200, 美沙酮 (10) 72, 可卡因 (11) 182, 普罗地芬 (SKF-525a) (12) 86, 奥沙西泮 (13) 239, 磷酸三苯酯 (14) 内标 326, 可待因 (15) 299, 劳拉西泮 (16) 239, 地西泮 (17) 256, 氢可酮 (18) 299, 四氢大麻酚 (19) 231, 羟考酮 (20) 315, 替马西泮 (21) 271, 氟硝西泮 (22) 312, 二乙酰吗啡 ( 海洛因 ) (23) 327, 硝西泮 (24) 253, 氯硝西泮 (25) 314, 阿普唑仑 (26) 279, 士的宁 (27) 334, 维拉帕米 (28) 303, 曲唑酮 (29) 205, 收集窗口 (min) 至结束 表 5 列出了与 GC/FID 一起使用的流路备件和 GC/MS 系统 表 5. 附加安捷伦备件 小样品瓶 : 琥珀色, 硅烷化, 螺旋口 ( 部件号 ) 样品瓶盖 : 蓝色, 螺旋盖 ( 部件号 ) 样品瓶内插管 : 玻璃 / 聚合物底部,250 µl( 部件号 ) 隔垫 : 高级绿色 ( 部件号 ) 气体净化器 : 标准溶液的制备 气体净化 GC/MS,1/8 英寸, 套件 ( 部件号 CP17974) FID 替代 Gas Clean,4 位,1/8 英寸, 套件 ( 部件号 CP736530) 进样口衬管 : 带玻璃棉的超高惰性单锥衬管 ( 部件号 ,5/ 包 ) 带玻璃棉的安捷伦原始单锥衬管 ( 部件号 ) 金制密封件 : 带垫圈的镀金进样口密封件 ( 部件号 ,10/ 包 ) 标准密封圈 : 0.4 mm 内径, 短,85/15 Vespel/ 石墨 ( 部件号 ,10/ 包 ) PCT 适配件 : 内螺母 ( 部件号 G ) 惰性密封圈 : UltiMetal Plus 可塑金属密封圈 ( 部件号 ,10/ 包 ) 放大器 : 20 倍放大器 ( 部件号 ) 注射器 : 可替换针头,PTFE 推杆,1 ml( 部件号 ), 0.5 ml( 部件号 );5 µl( 部件号 ) 一个包含 28 种成分的 标示浓度为 5 ng/µl 的 GC/MS 法医 / 毒 理学分析校验混标来自安捷伦科技有限公司 ( 圣克拉拉, 加利福 尼亚州 )( 部件号 ) 转移该混合物, 并采用 A 级容 量玻璃器皿和容积式注射器对其进行逐级稀释 制备甲苯 : 甲醇 : 乙腈 (90:5:5) 混合溶液作为稀释剂和注射器清洗溶剂 超低残留 分析级甲苯和甲醇 (J. T. Baker) 和高纯乙腈 (Burdick and Jackson) 通过 VWR International 公司采购 制备磷酸三苯酯溶 液作为内标, 其添加的最终标示浓度为 0.25 ng/µl 265

266 结果与讨论 使用相同的进样口和交换密封圈, 分别用可塑金属和 Siltite 密封圈连接柱后 ultimate 二通接头, 采用带 FID 的 7890 GC 对 UltiMetal Plus 弹性金属密封圈的性能进行评价 所有其它条件保持一致, 以尽可能公平得进行比较 图 1 展示了一个色谱图实例, 法医 / 毒理学校验混标中每个成分的柱上量为 1 ng 该进样的设置包括一个采用 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈连接的柱后接头 就混合物中含有的苯丙胺类 类鸦片和灵敏的苯二氮杂卓类药物而言, 其峰形和响应均良好 硝西泮和氯硝西泮峰出现一些轻微拖尾 pa min 图 1. 采用 Agilent J&W HP-5ms UI GC 色谱柱分析各组分均为 1 ng 的法医 / 毒理学校验混标时的 FID 测试色谱图实例 UI GC column (triphenyl phosphate i( 单独加内标磷酸三苯酯 )( 参见表 1 的 GC 条件和表 4 的谱峰识别 ) 266

267 图 2 是接头上分别安装了 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈 ( 蓝色 ) 和 Siltite 密封圈 ( 红色 ) 的重叠 FID 信号 除了接头的密封圈改变, 两种进样的其它设置均相同 当安装使用 Siltite 密封圈时, 硝西泮和氯硝西泮峰的拖尾更加严重 采用 Siltite 密封圈时, 阿普唑仑信号较弱, 并且替马西泮的信号显著下降 这表明在对灵敏的苯二氮卓类滥用药物分析测试中,UltiMetal Plus 可塑金属密封圈是一个更好的选择 pa = Ultimate Union UltiMetal Plus = Ultimate Union Siltite min 图 2. 取各组分均为 1 ng 的法医 / 毒理学混标, 分别进样到安装有安捷伦 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈和安装到柱后的 Siltite 密封圈的流路中进行分析得到的 FID 重叠色谱图实例 ( 参见表 1 的 GC/FID 条件和表 4 的谱峰识别 ) 267

268 图 3 展示了采用配备了惰性流路的 7890/5975C GC/MS 分析法医 / 毒理学校验混标的总离子流色谱图, 每个成分的柱上量为 1 ng 混合物中所有成分均展示出良好的峰形 通过放空系统, 小心移除进样口处的色谱柱螺母并直接将它转移到另一个进样口, 可以完成标准流路和惰性流路之间的切换 将色谱柱 进样口连接件和 MSD 系统等作为可控变量, 实现一个尽可能公平的比较 图 3. 采用 Agilent J&W HP-5ms UI GC 色谱柱分析各成分柱上量均为 1 ng 的法医 / 毒理学校验标样的 TIC 实例 ( 单独加内标磷酸三苯 酯 )(GC/MS SCAN 条件参见表 2) 268

269 图 4 总离子流色谱图中苯二氮杂卓类药物的流出区域, 突出了惰性和标准进样口的性能差异 SCAN 模式下每个组分进样量为 0.5 ng, 采用标准流路系统时, 替马西泮峰消失, 并且硝西泮和氯硝西泮的响应非常差 惰性流路对这些分析物的影响很大 采用惰性流路时, 替马西泮展现了一个尖锐的峰形, 并且各苯二氮卓类药物的色谱峰更尖锐, 具有更高的响应 二乙酰吗啡 ( 海洛因 ) 色谱峰也更尖锐, 响应更高 图 5 证实了采用 SIM 方法分析苯二氮杂卓类药物时, 惰性和标准进样口之间的性能差异 当每个成分量 0.25 ng, 并采用标准流路时, 替马西泮峰完全消失 硝西泮和氯硝西泮峰也非常宽, 被噪音所淹没 = = 图 4. 采用 Agilent J&W HP-5ms UI GC 色谱柱分析各成分柱上量均为 0.5 ng 的法医 / 毒理学校验标样的重叠色谱图, 采用 SCAN 方法, 突出了采用惰性流路进样口和标准进样口间的区别 ( 惰性和标准流路条件参见表 2 和 3) 2400 = = 图 5. 采用 Agilent J&W HP-5ms UI GC 色谱柱分析各成分柱上量均为 0.25 ng 的法医 / 毒理学校验标样的重叠色谱图, 采用 SIM 方法, 突出了采用惰性流路进样口和标准进样口间的区别 ( 惰性和标准流路条件参见表 2 和 3) 269

270 结论 与 Siltite 密封圈相比, 安捷伦 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈可以改善法医 / 毒理学校验混标中某些分析物的峰形和响应, 这些改善在苯二氮杂卓类药物上体现的尤为明显 在柱后安装了 Siltite 密封圈的 Ultimate Union 上, 柱上量为 1 ng 的替马西泮的 FID 信号几乎消失在噪音里, 但采用 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈的相同配置时, 却可得到其尖锐 良好的峰形 考虑到安装在 Ultimate Union 上的密封圈与分析物只有有限的接触表面积, 所以从某种程度来说, 这是一个出乎意料但却令人鼓舞的结果 针对苯二氮杂卓类药物的分析, 与 Siltite 密封圈相比, 安捷伦 UltiMetal Plus 可塑金属密封圈是比更好的选择 与标准部件进样口相比,Agilent 7890/5975C GC/MS 系统在分析苯二氮杂卓类药物时, 其 IFP 进样口也展现了更高的性能 对替马西泮的分析可以看出惰性流路和标准流路间的主要区别 在 SCAN 和 SIM 实验中均如此 当采用标准流路进样口而不是惰性流路进样口时, 替马西泮 硝西泮和氯硝西泮均更快消失在基线之中 这些结果令人鼓舞, 表明采用惰性流路进样口可以更好得实现苯二氮杂卓类药物的检测和定量分析 参考文献 1. 使用通过惰性检测的 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱分析半挥发性化合物 应用简报, 安捷伦科技有限公司, 出版号 CHCN (2008) 2. L. Zhao, A. Broske, D. Mao, A. Vickers, 采用气相色谱和活性化合物评估超高惰性衬管去活技术, 技术综述, 安捷伦科技有限公司, 出版号 CHCN (2011) 3. Anon., Optimize your GC flow path for inertness ( 优化您 GC 流路的惰性 ), 海报, 安捷伦科技有限公司, 出版号 如需更多信息 这些数据仅代表典型结果 有关我们的产品和服务的详细信息, 请访问我们的网站 : 270

271 使用带玻璃毛超高惰性进样口衬管和使用带玻璃毛超高惰性进样口衬管和 GC/MS 进行滥用药物的分析 GC/MS 进行滥用药物的分析 关键词 法医毒理学 应用报告 法医毒理学 作者 Limian Zhao, Bruce Quimby 安捷伦科技公司 2850 Centerville Road Wilmington, DE 美国 摘要 使用有效去活的玻璃毛, 带玻璃毛的超高惰性衬管为滥用药物的筛选提供了优异的惰性 均匀的样品混合和汽化 非挥发性残留物捕集及对色谱柱和检测器的保护 前言 GC 进样口衬管是进样口系统的核心部件, 样品在其中汽化, 与载气混合并且进入毛细管色谱柱 由于玻璃毛能促进样品均匀混合和更好的定量, 因此带玻璃毛的进样口衬管得到了广泛使用 玻璃毛提供了较大的表面积有助于液体样品的汽化 它也可以作为一个捕集阱, 捕集样本中的非挥发性残留物, 从而保护 GC 色谱柱不受样品基质产生的负面影响 玻璃毛衬管也防止样品在汽化前触及进样口底部从而减少样品的损失 安捷伦 MS 认证的带玻璃毛衬管能够提供满足一般应用要求的优良性能 然而, 对于活性化合物分析的特殊应用, 要得到最可靠的结果就需要使用具有超高惰性的衬管 GC/MS 筛查方法对毒理学实验室是重要的 随着新药物和毒物不断出现, 要进行筛选的目标化合物数以百计 因为这些化合物可使用 GC 分析, 采用电子轰击电离 (EI) 全扫描模式的 GC/MS 非常适合来完成这些分析 [1] 为保留目标分析物, 筛查样品通常需要最少的样品制备, 甚至是没有经过净化的 然而, 复杂基质样品, 如血浆或尿液提取物, 会破坏分析柱和检测器的性能, 缩短色谱柱的寿命并导致频繁的 MS 源维护 因此, 使用带玻璃毛的进样口衬管有利于保护整个 GC/MS 系统 271

272 但是, 如果带玻璃毛的衬管去活程度较差, 就可能导致对碱性滥用药物中目标分析物的吸附或分解 如图 1 所示, 这些药物通常含有杂原子, 能与玻璃毛中的自由硅醇基 (Si-OH) 产生强烈相互作用 [2] 由此产生的化合物的吸附和分解将导致色谱问题, 如峰展宽或变形, 峰拖尾, 鬼峰以及响应变低 带玻璃毛衬管由于玻璃毛的大表面积和难以进行完全去活会放大这些负面影响 在法医 / 毒理学应用当中, 如需得到准确 重现的理想色谱分离, 正确而有效去活的带玻璃毛进样口衬管是必须的 安捷伦超高惰性衬管去活技术极大的提高了玻璃毛去活的效率和耐用性 表面完全去活 这是带玻璃毛衬管第一次可以用于 GC/MS 分析碱性滥用药物 带玻璃毛衬管采用安捷伦法医 / 毒理学分析测试标准品进行评估, 样品中包括 28 种常见的和复杂的碱性药物化合物 化合物涵盖了各种保留洗脱范围的化合物, 并含有不同类别的药物包括安非他命 生物碱和苯丙二嗪 图 1 显示了一些分析物的化学结构 所有衬管测试同时使用 GC/MS 扫描和 SIM 进行数据采集 使用 5 微克 / 毫升的标准品进 行色谱评价 使用 500 纳克 / 毫升的标准品对 (10 倍稀释 ) 超过 50 次进样的重复性进行评价 实验部分 化学品和试剂 安捷伦 GC/MS 法医 / 毒理学分析测试混合标准品 ( 部件号 ) 用于评估超高惰性带玻璃毛衬管的性能 HPLC 级甲苯和 甲醇购自霍尼韦尔 B&J (Muskegon, MI, USA), 乙腈 (ACN) 购自 Sigma - Aldrich 公司 ( 圣路易斯, 密苏里州, 美国 ) 内标物 (IS) 购自 AccuStandard( 纽黑文, CT, USA), 包含 0.5 毫克 / 毫升 苊 -D 10, 菲 -D 10, 三芳烷基磷酸酯, -D 12 和 -D 12 的丙酮溶液 图 1. 选定碱性药物的化学结构 272

273 溶液和标样 原始校验标准品是比例为 90/5/5 的甲苯 / 甲醇 / 乙腈溶液 该空 白混合溶剂由 90 毫升甲苯,5 毫升甲醇和 5 毫升乙腈来制备, 并 作为试剂空白 5 微克 / 毫升原始标准品直接进样, 并用空白溶剂 稀释 10 倍制成 500 纳克 / 毫升溶液 取 4 微升内标储备溶液加入 到 1 毫升的标准品溶液中, 如有需要, 将样品中的内标浓度制成 2 微克 / 毫升 仪器 所有测试均由配备 7683 B 自动进样器和 5975C MSD 的安捷伦 7890A 气相色谱仪完成 表 1 列出仪器条件 表 2 列出了流路耗材 表 3 列出对 28 种目标 分析物的选择离子扫描条件 表 1. 气相色谱 用于碱性药物化合物测试的安捷伦 GC/MS 系统的仪器条件 安捷伦 7890A 系列 自动进样器安捷伦 7683B,5 微升进样针 ( 部件号 ), 1 微升进样体积 载气 进样口 吹扫流量 进样口压力 保留时间锁定 柱温箱升温程序 后运行 微板流路控制技术 辅助 EPC 气体 辅助压力 分析柱 连接 进样前溶剂 A (90/5/5 甲苯 / 甲醇 / 乙腈 ) 洗针 :1 样品抽取 :3 进样后溶剂 B(90/5/5 甲苯 / 甲醇 / 乙腈 ) 洗针 :3 氦气, 恒压 不分流模式 :280 度 50 毫升 / 分钟, 切换模式, 保持 0.75 分钟 运行中 18.7 psi( 保留时间锁定 ), 反吹时 1.0 psi 普罗地芬 分 100 C 保持 0.5 分, 以 20 C/ 分钟的速度升至 325 C, 保持 2.5 分 325 C 保持 2 分 吹扫 Ultimate 两通接头 ( 部件号 G ) 用于反吹分析柱和进样口 氦气连接到吹扫 Ultimate 两通接头 运行中 4 psi, 反吹时 75 psi DB-5MS UI,15 米 0.25 毫米,0.25 微米 ( 部件号 UI) 进样口到吹扫 Ultimate 两通接头 ( 部件号 G ) 限流器惰性熔融石英毛细管,0.65 米 0.15 毫米 ( 部件号 ) 连接 质谱检测器 真空泵 模式 调谐文件 发射电压 在吹扫 Ultimate 两通接头和 MSD 之间 安捷伦 5975 C 配备高性能电路 高性能涡轮泵 Scan/SIM Atune.u Atune 电压 传输线温度 300 C 离子源温度 300 C 四级杆温度 150 C 溶剂延迟 扫描质量范围 1.4 分钟 amu 表 2. 流路备件 样品瓶琥珀色螺纹口瓶 ( 部件号 ) 样品瓶盖蓝色螺纹口瓶盖 ( 部件号 ) 样品瓶内插管 150 微升玻璃带塑料支脚 ( 部件号 ) 隔垫高级绿色不粘连 11 毫米隔垫 ( 部件号 ) 垫圈 0.4mm 内径,85/15 聚酰亚胺 / 石墨 ( 部件号 ) O 型圈不粘连衬管 O 型圈 ( 部件号 ) 微板流路控制技术 吹扫 Ultimate 两通接头 ( 部件号 G ), 内螺母 ( 部件号 G ), SilTite 金属垫圈 mm 内径 ( 部件号 ) 进样口密封垫带垫片进样口分流平板密封垫 ( 部件号 ) 进样口衬管 表 3. 安捷伦超高惰性去活单细径锥不分流带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) GC/MS 用于 28 种碱性药物的 SIM 采集条件 采集 保留时间 窗口 分析物 ( 色谱图上峰号 ) SIM * ( 分钟 ) ( 分钟 ) 安非他明 (1) 44, 芬特明 (2) 58, 甲基安非他明 (3) 58, 尼古丁 (4) 84, 亚甲二氧基安非他明 (MDA) (5) 44, 亚甲二氧基甲基安非他明 (MDMA) (6) 58, 亚甲二氧基乙基安非他明 (MDEA) (7) 72, 哌替啶 (8) 71, 苯环利啶 (9) 200, 美沙酮 (10) 72, 可卡因 (11) 182, 普罗地芬 (SKF-525a) (12)** 86, 奥沙西泮 (13) 239, 可待因 (14) 299, 劳拉西泮 (15) 239, 安定 (16) 256, 氢可酮 (17) 299, 四氢大麻醇 (18) 231, 羟考酮 (19) 315, 替马西泮 (20) 271, 氟硝西泮 (21) 312, 二乙酰吗啡 ( 海洛因 )(22) 327, 硝西泮 (23) 253, 氯硝基安定 (24) 314, 阿普唑仑 (25) 279, 维拉帕米 (26) 303, 士的宁 (27) 334, 曲唑酮 (28) 205, * 加粗的是定量离子, 其它离子是定性离子 ** 普罗地芬用于保留时间锁定 273

274 使用反吹系统, 因为它能缩短含高沸点基质干扰物的分析时间 减 少柱头修剪并降低 MSD 源的清洗 [3,4] 频率 仪器配置除了没有 保留间隙, 类似于图 1 B 中以前的配置 [4] 保留时间锁定 (RTL) 是用来消除单个保留时间和如 SIM 基团的定时事件的再校正 [5] 结果与讨论 试验的目的是评估使用超高惰性去活带玻璃毛衬管和 GC/MS 筛 查分析滥用药物的效果 使用安捷伦法医 / 毒理学分析测试标准 品进行评估 ( 见表 3) 超高惰性带玻璃毛衬管性能由色谱性能 衬管间重复性和多次进样重复性决定 同时, 与来自多个来生产 商的带玻璃毛衬管进行测试比较 1 Restek Base A Restek IP Restek Sky A A B B B A 色谱性能 碱性药物化合物的吸附或分解可能会导致各种色谱问题, 包括峰 展宽 峰变形 峰拖尾 鬼峰以及灵敏度降低 这些问题在使用 检测标准品对衬管进行测试的实验中都能出现 早洗脱化合物如 芬特明 甲基苯丙胺 MDA 和 MDMA 通常会出现峰形问题 由 于灵敏度的降低, 晚洗脱化合物如替马西泮可能消失 图 2 显示 了使用类似衬管得到的问题色谱图与用带玻璃毛超高惰性衬管得 到的色谱图的对比 如图 2 所示, 进样 5 纳克, 其他衬管去活导 致如峰展宽或峰变形和响应严重降低等色谱问题 而安捷伦超高 惰性去活衬管得到的相应色谱图则显示出更好的峰形及更高的响 应 图 3 显示了进样 5 纳克测定标准品时, 使用安捷伦超高惰性 玻璃毛不分流衬管进行的 GC/MS 全色谱图 图 3 表明, 带玻璃 毛超高惰性衬管为所有测试的分析物提供了最好的色谱分离, 即使 是某些化合物也出现了小的拖尾峰或展宽 对六个超高惰性衬管 进行了重复测试, 每个均能提供相似的色谱性能, 显示了优异的 衬管间重复性 由于超高惰性衬管去活工艺为衬管和玻璃毛提供 足够的惰性, 因而能获得满意的色谱图, 并防止滥用药物的吸附 和分解 SKF-525a C Restek Siltek B 图 2. 当使用其他同等衬管时, 在 GC/MS SIM 色谱图中显示的分析滥用药物化合物的色谱问题及与超高惰性带玻璃毛衬管色谱图的比较 谱峰识别见表 3, 仪器条件见表 1 5 纳克测定标样进样 A) 峰展宽或峰变形,B) 鬼峰,C) 灵敏度差 图 3. 使用带安捷伦超高惰性单细径锥不分流带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 的 GC/MS 分析法医 / 毒理学分析测试标样 (5 纳克测试标样进样 ) 的色谱 图 仪器条件见表 1 所有分析物均获得了令人满意的峰形 274

275 衬管间重复性 为了定量评估衬管间的重复性, 测试了四个不同批次的六根超高 惰性衬管使用 5 微克 / 毫升和 500 纳克 / 毫升样品加入 2 微克 / 毫 升内标 选择 12 种敏感化合物进行评估 计算了每个校准水平的 响应因子 (RFs), 平均 RF 值作为衬管间重复性测试的评估标准 见表 4, 结果表明四个不同批次的六个衬管具有优异的性能一致 性,RSD 小于 7%, 除了替马西泮为 11.7% 表 4. 衬管间重复性 :12 种敏感碱性药物化合物在六根超高惰性去活带玻璃毛衬管 ( 部件号 )* 上进行重复实验的平均 RF(5 微克 / 毫升和 500 纳克 / 毫升 ) 和 RSD 值 衬管 1 衬管 2 衬管 3 衬管 4 衬管 5 衬管 6 平均化合物 ( 批次 1) ( 批次 1) ( 批次 1) ( 批次 2) ( 批次 3) ( 批次 4) RF RSD 甲基苯丙胺 (3) MDMA (6) 苯环利定 (9) 可卡因 (11) 奥沙西泮 (13) 可待因 (14) 羟考酮 (19) 替马西泮 (20) 海洛因 (22) 硝西泮 (23) 氯硝西泮 (24) 曲唑酮 (28) 表 5. 去活稳定性 : 所有被测试的碱性药物化合物使用安捷伦超高惰性去活带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 进行 0.5 纳克标准品的 50 次进样重复性实验 (%RSD)(n = 3) RSD (%) RSD (%) 化合物 50 次进样 化合物 50 次进样 安非他明 0.3 劳拉西泮 20.9 芬特明 1.1 安定 3.7 甲基苯丙胺 1.5 氢可酮 3.7 尼古丁 2.3 四氢大麻酚 8.5 亚甲二氧基苯丙胺 3.7 羟考酮 22.2 亚甲二氧基甲基苯丙胺 2.2 替马西泮 59.9 亚甲二氧基乙基苯丙胺 2.0 氟硝西泮 8.7 哌替啶 1.9 海洛因 10.7 苯环利定 15.6 硝西泮 11.2 美沙酮 3.4 氯硝西泮 12.0 可卡因 7.8 阿普唑仑 13.1 普罗地芬 4.4 维拉帕米 15.4 奥沙西泮 20.4 士的宁 11.0 可待因 20.5 曲唑酮 23.6 如图 2 所示, 当使用一个效率低的去活衬管时, 替马西泮 (5 纳克柱上进样 ) 的响应几乎消失 图 4 可以清楚地看到, 与其它相似衬管比较, 安捷伦超高惰性带玻璃毛衬管对替马西泮有最高的 RF 这表明安捷伦超高惰性带玻璃毛衬管比竞争对手的同等衬管具有最高的惰性 * RF = 100 进样重复性和去活稳定性通过连续 50 次进样 1 微升 0.5 微克 / 毫升的标准品测试多次进样重复性和去活稳定性 每 10 次进样后收集数据并计算 RF 值 50 次进样后计算 RSD 值 表 5 显示所有碱性药物分析物 0.5 纳克的 RSD 值 由于在低浓度时的偏差比高浓度时的更大, 因此使用 0.5 ng 柱上样量进行重复性测试 分析物的较高响应能隐藏一些偏差影响而产生较好的重现性 28 种分析物中有 22 种的 50 次标准品溶液进样表现出优异的重现性, 其 RSD 小于 20% 5 种具有相对高的 RSD(20-25% 之间 ), 但是在 0.5 纳克进样水平上仍然是可接受的 替马西泮是一种极难分析的化合物, 对于衬管惰性极度敏感 RFs 图 4. Restek SV Restek Sky Restek Base Restek Siltek 超高惰性带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 和其他同等衬管之间的敏感化合物 ( 替马西泮 ) 响应比较, RF 计算是基于 0.5 纳克和 5 纳克标样进样的平均 RF 值 超高惰性衬管平均 RF 值设定为 100%, 其它衬管的平均 RF 值按比例显示 275

276 随着样品进样量的增加, 替马西泮的响应降低, 这样产生了高的进样 RSD 这种现象在所有的测试衬管中都存在, 并且其它衬管响应降低的更为明显 当替马西泮是目标分析物且浓度在 ppb 水平时, 强烈推荐使用超高惰性带玻璃毛衬管, 且每根衬管的分析不能超过 30 个样品 真正的基质样品分析所有用于 GC/MS 分析的全血提取物由 NMS 实验室 (Willow Grove, PA) 提供 全血样品通过溶液的液 / 液萃取 蒸发干燥及以 1/10 的体积再溶解于甲苯中制成 图 5 显示使用安捷伦超高惰性带玻璃毛衬管的 GC/MS 分析 2 ppm 基质加入样品中的色谱图, 对于早洗脱化合物的峰形和晚洗脱化合物的灵敏度能令人满意 有一些来自于基质的小干扰峰出现 结论 安捷伦超高惰性带玻璃毛衬管对碱性滥用药物的分析表现出了优异的惰性 超高惰性带玻璃毛衬管为选定常见和复杂的碱性药物化合物提供了满意的色谱分析结果 衬管间性能表现出了优异的重复性, 这些活性化合物 RF 值的平均 RSD 为 5% 由于玻璃毛的去活效率和耐用性很高, 使安捷伦超高惰性带玻璃毛衬管为法医和毒理学筛查提供了卓越的惰性 获得了由带玻璃毛衬管提供的诸如均一的样品混合和汽化 非挥发性残留物捕集以及对色谱 柱和检测器的保护等优点, 而不损害色谱或活性分析物的灵敏 度 超高惰性带玻璃毛衬管是用于滥用药物筛查分析的最佳 选择 参考 [1] B. Quimby, 使用带 725 个化合物 DRS 数据库的 GC/MS/NPD 系统提高法医毒物学筛查效率 安捷伦科技公司出版号 CHCN [2] N. Seyhan 和 D.C. Ege, 有机化学 健康和公司,1984, 页 [3] M. Szelewski 和 B. Quimby, 复杂基质样品中快速检测农药的新手段, 安捷伦科技公司出版号 CHCN [4] P. Wylie 和 C. Meng, 安捷伦三重四级杆 GC/MS/MS 分析 175 种农药残留, 安捷伦科技公司出版号 CHCN [5] V. Giarrocco, B.Quimby, 保留时间锁定 : 概念和应用, 安捷伦科技出版号, CHCN A. TIC B. SIM 图 5. 使用带安捷伦超高惰性单细径锥不分流带玻璃毛衬管 ( 部件号 ) 的 GC/MS 分析带全血基质的法医 / 毒物学分析检测标准品 (2 纳克进样 ) 的色谱图 表 1 是仪器条件, 表 3 是色谱峰识别 A) 全扫描色谱图, B) SIM 色谱图 所有分析物均获得了满意的峰形和响应 安捷伦对本资料中可能出现的错误, 或由于提供 展示或使用本资料所造成的直接或间接损失不承担任何责任 本文涉及的信息 说明和指标如有变更, 恕不另行通知 安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司, 年 3 月 25 日中国印刷 CHCN 276

277 技术综述

278 解决气相柱 QC 测试中所关注的问题解决气相柱 QC 测试中所关注的问题 关键词 应用报告 作者 Walt Jennings 名誉教授加利福尼亚大学 One Shields Ave. Davis, CA 摘要 目前,QC 测试的严格性还未完全跟上我们在色谱柱去活技术上的进展 当通过率上升而淘汰率下降时, 可能就需要设计更严格的 QC 测试 本文描述了一种严格的色谱柱 QC 测试方法, 使用活性测试混标对新型毛细管气相柱的惰性性能进行验证 Ken Lynam 安捷伦科技有限公司 278

279 前言 批次检验是通过测试单根色谱柱的性能, 并假定检测结果代表了整批产品的质量 它之所以吸引某些厂家, 是因为其成本很低, 只需全部更严格的单独测试每根色谱柱的人工 设备和资源的一小部分 单独测试得到的结果更能真实说明每个生产批次产品的质量, 每根色谱柱的质量测试, 包括柱流失 惰性和柱效, 其结果遵循高斯分布 而经批次检验出厂的产品, 总有一些客户会不可避免地收到本应在单独测试中废弃的色谱柱 首先, 测试应当在吸附力较强的较低恒温条件下进行 其次, 测试混标分子应当较小, 与色谱柱内表面的接触不受空间阻碍的影响 第三, 应避免测试混标通过时, 可能浸润 ( 进而屏蔽 ) 活性位点的低沸点溶剂的大量使用, 或者尽可能少地使用 我们提出了一种新的测试方法, 使用更严格的测试混合物来暴露那些采用典型的 标准 QC 测试无法检测出的色谱柱缺陷 建议的 QC 测试参数 测试温度为 65 C, 恒温, 远低于传统测试中常用的温度, 测试混标包括丙酸 辛烷 硝基丁烷 4- 甲基吡啶 磷酸三甲酯 1,2- 戊二醇 丙基苯 正庚醇 3- 辛酮和癸烷 即使在较差的色谱柱上, 烃类 ( 辛烷和癸烷 ) 也会形成良好的色谱峰, 可将其作为比较的标准 如果烃类化合物峰也出现拖尾, 这一般很少是色谱柱的问题 烃类峰拖尾表明是载气流路的多种问题 如错误的色谱柱安装 不合适的分流比 或者尾吹气流量低或流向不正确等问题 这些问题应当在进一步工作之前解决 这一测试中使用的溶剂是二异丙苯, 它最后流出, 且需要在最后升温吹扫 兴趣 尤其引人瞩目的是, 他们中就有来自加拿大陶氏化学公司的 Jim Luong [1], 他开始使用该测试, 但很快就指出了使用二异丙苯的缺点, 因为它常常含有杂质, 甚至有些杂质的流出时间比溶剂还要长, 以至于使用二异丙苯会将测试时间延长到 1 个小时甚至更长 陶氏公司还对纳克 (ng) 级的柱活性检测感兴趣 Luong 的新测试不需要使用溶剂, 而是采用针头中含有推杆的微量进样针, 以及使用安捷伦 GC 的省气功能作为动态分流器 通过在进样过程中采用高分流比 (1 : 900), 然后激活省气功能, 就可以实现动态分流 这就实现了高重现性的纳升级纯混标进样 更严格的测试带来涂层和去活技术的突破安捷伦探索这些新测试方法的初衷是用于鉴别 良好的 和 优秀的 色谱柱, 而使用传统 QC 测试方法, 这些色谱柱无一表现出任何破绽, 如色谱峰都是对称的, 无拖尾, 而且峰高是满量程的 但是, 如果使用新的更严格的测试, 这些在传统测试中全部合格的色谱柱通过率下降到 70% 左右 这个问题引发了激烈的讨论 在竞争厂家依然使用宽松的传统测试发表他们结果的时候, 安捷伦能承受住压力, 开始使用这个新的更严格的测试方法吗? 公司是否应该制定一套培训计划, 让那些缺乏经验的用户能够意识到, 即使是新测试方法检测到有缺陷的色谱柱, 实际上质量也好于那些通过传统测试表现的完美无瑕的所谓合格色谱柱? 在这样的讨论依然继续的同时, 安捷伦公司也重新检验了他们的表面预处理和去活工艺效果 这些检验工作的突破性进展带来了色谱柱惰性和总体性能的提高, 也将色谱柱的合格率 ( 采用新的测试方法 ) 提高到大家认可的水平, 从而平息了这两个问题的争论 当该测试在 2004 年的国际毛细管色谱和电泳分离讨论会大会报告上被提出时, 听众席上来自制造商的反应很冷淡 而几位在更苛刻的分析中遇到过色谱柱活性问题的资深用户则表现出相当大的 279

280 安捷伦调整参数进行大规模测试 在 Luong 等人采用修改的测试规程大大改善了原方法测试效果的 同时, 其动态稀释步骤尤其被认为在大批量产品检验上是有风险 的, 因为载气使用的是氢气 安捷伦认为使用如此高的分流比 ( 约 1 : 900) 来同时进行 25 份以上的色谱测试是不合适的, 故决 定使用很少量的溶剂来稀释进样, 接着在正常条件下自动进样 为了防止溶质之间的干扰, 还更改了测试混合物 对于安捷伦 J&W DB-5ms 超高惰性柱, 测试混合物 (DB-5ms 超高惰性混合物 ) 是丙酸 正辛烯 正辛烷 4- 甲基吡啶 正壬烷 磷酸三 甲酯 1,2- 戊二醇 正丙基苯 正庚醇 3- 辛酮和正癸烷 图 1 和表 1 所示为使用专为这一色谱柱新设计的测试报告得到的典 型结果 表 1. 使用专为安捷伦 J&W DB-5ms 超高惰性 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱最新设计的测试报告得到的典型结果 性能参数 理论塔板数 / 米 pa 结果 正癸烷 4366 保留指数 正丙基苯 正庚醇 分离度 正辛烯, 正辛烷 色谱峰鉴定 1. 丙酸 2. 正辛烯 3. 正辛烷 甲基吡啶 5. 正壬烷 6. 磷酸三甲酯 7. 1,3- 戊二醇 8. 正丙基苯 9. 正庚醇 辛酮 11. 正癸烷 C Spec: 4.0 pa Meas: 1.3 pa 0 5 min 65 C 10 色谱柱 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性柱 30 m 0.25 mm,0.25 µm( 部件号 UI) 进样口 分流,250 C 载气 氢气 滞留化合物 戊烷,1.207 min 检测器 FID,325 C 流速 温度程序 图 cm/s (1.2 ml/min) 65 C 恒温 使用最新设计的 DB-5ms 超高惰性测试混标对安捷伦 J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱进行 QC 测试, 即使在大规模测试中也能提供更多信息 280

281 图 2 和表 2 所示为我们早些时候使用相同的测试混合物测试 HP-5ms 超高惰性柱的结果 HP-5ms 和 DB-5ms 始终在选择性上有一些细微区别, 因为它们的制造工艺稍有不同 随着 2000 年 J&W Scientific 公司与安捷伦科技的合并, 安捷伦的相关色谱柱生产转移且合并到 J&W 序列 人们曾议论其中一种品牌的产品 会停止生产, 因为这两种品牌的产品性能非常相近, 毕竟, 它们 是使用相同的固定相 但是, 制造工艺稍有不同确实引起了选择 性的轻微差异, 不同的用户已经在这种或那种色谱柱上建立了方 法 安捷伦认为有责任继续提供两种色谱柱 表 2. 使用专为安捷伦 J&W HP-5ms 超高惰性 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱最新设计的测试报告得到的典型结果 性能参数 理论塔板数 / 米 结果 正癸烷 保留指数 正丙基苯 正庚醇 分离度 正辛烯, 正辛烷 pa 色谱峰鉴定 1. 丙酸 2. 正辛烯 3. 正辛烷 甲基吡啶 5. 正壬烷 6. 磷酸三甲酯 ,3- 戊二醇 8. 正丙基苯 9. 正庚醇 辛酮 11. 正癸烷 色谱柱 Agilent J&W HP-5ms 超高惰性柱 30 m 0.25 mm,0.25 µm( 部件号 19091S-433UI) 进样口 分流,250 C 载气 氢气 滞留化合物 戊烷,1.204 min 检测器 FID,325 C 流速 温度程序 图 cm/s (2 ml/min) 65 C 恒温在 Agilent J&W HP-5ms 超高惰性柱上分析 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性 QC 测试混合物的结果 可以看到这两种固定相的微小差异 281

282 如图 2 所示, 磷酸三甲酯和 1,2- 戊二醇的分离度是很小的 这两种都是重要的测试混标 : 仅仅是磷酸酯拖尾, 还是二醇也拖尾? 因为这两种溶质出峰很近, 而且我们希望揭示磷酸三甲酯峰形的缺陷 ( 磷酸三甲酯是非常严格的测试混标之一 ), 所以我们决定对 HP-5ms 超高惰性柱的 QC 测试采用 1,3- 丙二醇代替 1,2- 戊二醇 图 3 所示为分析这一改进混合物的典型色谱图 表 3 列出了各项性能参数 色谱柱附带的测试单上列出了测试条件 测试混标, 还列出了每根特定色谱柱得到的新的测试结果 比如, 每米理论塔板数 正丙基苯和正庚醇 ( 用于检测色谱柱的选择性 ) 的保留指数 表 3. 使用专为安捷伦 J&W HP-5ms 超高惰性 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱最新设计的测试报告得到的典型结果 性能参数 理论塔板数 / 米 结果 正癸烷 2972 UTE 0.0% 保留指数 正丙基苯 正庚醇 分离度 正辛烯, 正辛烷 2.91 用于 DB-1ms UI 和 HP-1ms UI 色谱柱的测试混标为丙酸 正辛 pa 烯 正辛烷 1,2- 丁二醇 4- 甲基吡啶 磷酸三甲酯 正丙基苯 正庚醇 3- 辛酮 叔丁基苯和正癸烷 使用该测试混标, 1,2- 丁二醇和磷酸三甲酯得到了很好的分离, 每个化合物在 DB-1ms UI 或 HP-1ms UI 色谱柱上的峰形都可单独评价 图 4 和图 5 分别为在 DB-1ms UI 色谱柱和 HP-1ms UI 色谱柱上得到的典型测试结果 色谱峰鉴定 1. 丙酸 2. 正辛烯 3. 正辛烷 4. 1,3- 丙二醇 甲基吡啶 6. 正壬烷 7. 磷酸三甲酯 8. 正丙基苯 9. 正庚醇 辛酮 11. 正癸烷 C Spec: 4.0 pa Meas: 1.4 pa 0 5 min 65 C 色谱柱 Agilent J&W HP-5ms 超高惰性柱 30 m 0.25 mm,0.25 µm( 部件号 19091S-433UI) 进样口 分流,250 C 载气 氢气 滞留化合物 戊烷,1.143 min 检测器 FID,325 C 流速 柱箱升温程序 43.8 cm/s (1.3 ml/min) 65 C 恒温 图 3. 在 DB-5ms 超高惰性 QC 测试混合物中换用 1,3- 丙二醇揭示峰形的缺陷 282

283 表 4. 使用专为安捷伦 J&W DB-1ms 超高惰性 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱最新设计的测试报告得到的典型结果 性能参数 理论塔板数 / 米 结果 正癸烷 4130 保留指数 正丙基苯 正庚醇 叔丁基苯 分离度 正辛烯, 正辛烷 5.08 表 5. 使用专为安捷伦 J&W HP-1ms 超高惰性 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱最新设计的测试报告得到的典型结果 性能参数 理论塔板数 / 米 结果 正癸烷 3839 保留指数 正丙基苯 正庚醇 叔丁基苯 分离度 正辛烯, 正辛烷 4.56 pa 色谱峰鉴定 1. 丙酸 2. 正辛烯 3. 正辛烷 4. 1,2- 丁二醇 甲基吡啶 6. 磷酸三甲酯 7. 正丙基苯 8. 正庚醇 辛酮 10. 叔丁基苯 11. 正癸烷 pa 色谱峰鉴定 1. 丙酸 2. 正辛烯 3. 正辛烷 4. 1,2- 丁二醇 甲基吡啶 6. 磷酸三甲酯 7. 正丙基苯 8. 正庚醇 辛酮 10. 叔丁基苯 11. 正癸烷 C Spec: 4.0 pa Meas: 1.5 pa 325 C Spec: 4.0 pa Meas: 2.9 pa min 65 C 0 65 C 5 10 min 色谱柱 Agilent J&W DB-1ms 超高惰性柱 30 m 0.25 mm,0.25 µm( 部件号 UI) 进样口 分流,250 C 载气 氢气 滞留化合物 戊烷,1.189 min 检测器 FID,325 C 流速 42 cm/s (1.2 ml/min) 柱箱升温程序 恒温 65 C 色谱柱 Agilent J&W HP-1ms 超高惰性柱 30 m 0.25 mm,0.25 µm ( 部件号 19091S-933UI)) 进样口 分流,250 C 载气 氢气 滞留化合物 戊烷,1.154 min 检测器 FID,325 C 流速 43.8 cm/s (1.3 ml/min) 柱箱升温程序 恒温 65 C 图 4. 在安捷伦 J&W DB-1ms 超高惰性 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱上,1,2- 丁二醇和磷酸三甲酯得到了良好的分离, 每个化合物的峰形均可单独评价 图 5. 在安捷伦 J&W HP-1ms 超高惰性 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱上,1,2- 丁二醇和磷酸三甲酯再次得到了良好分离 283

284 中等极性固定相 DB-35ms 的惰性测试要求使用能被固定相保留的测试混标 该测试混标包括一种可充分证明的酸, 丁酸, 一种可充分证明的碱,4- 甲基吡啶, 还有磷酸三甲酯和 1,2- 戊二醇 叔丁基苯用于测试柱效 为节约时间, 提高大批量产品检验通量, 这里有必要将温度提高到 75 C 图 6 为 DB-35ms UI 色谱柱的典型测试结果 表 6. 使用专为安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色 谱柱最新设计的测试报告得到的典型结果 性能参数 结果 理论塔板数 / 米 叔丁基苯 3853 保留指数 正丙基苯 正庚醇 色谱峰鉴定 pa 正辛烯 2. 丁酸 3. 正壬烷 甲基吡啶 5. 正丙基苯 6. 正庚醇 7. 1,3- 戊二醇 辛酮 9. 磷酸三甲酯 10. 正十一烷 叔丁基苯 C Spec: 7.0 pa Meas: 3.8 pa min 75 C 色谱柱 Agilent J&W DB-35ms 超高惰性柱 30 m 0.25 mm,0.25 µm( 部件号 UI) 进样口 分流,250 C 载气 氢气 滞留化合物 戊烷,1.398 min 检测器 FID,340 C 流速 35.8 cm/s (1.1 ml/min) 柱箱升温程序 恒温 75 C 图 6. 用含固定相可保留的测试混标评估安捷伦 J&W DB-35ms 超高惰性 30 m 0.25 mm,0.25 µm 色谱柱 284

285 结论 回顾过去, 在 2004 年那次会议上首先提出这项检验时, 曾以 一度以为该检验只能使色谱柱制造商和用户区分 良好 和 优异 的色谱柱 色谱柱开发的历史带来一个合理的假设 : 我们应在表面处理和去活方面不断努力, 并将其视为一个漫长 的过程 然而, 表面处理技术的突破和表面去活工艺的改进比 预料的要快得多 安捷伦超高惰性系列色谱柱的质量之高远远 超过预期 我们感到欣慰的是, 从事最苛刻的活性化合物分析 的用户已对 DB-5ms 超高惰性 (UI) HP-5ms UI DB-1ms UI HP-1ms UI 和 DB-35ms UI 色谱柱代表的最高水平性能充满信心 在此, 谨向我的安捷伦团队表示感谢, 他们认可我在不断改善 GC 色谱柱质量方面所作的努力, 并支持我发表这篇报告 Walt Jennings 参考文献 1. J. Luong, R. Gras, and W. Jennings, An Advanced Solventless Column Test for Capillary GC Columns, J. Separation Sci., Vol 30, No 15, Oct 2007, pp 更多信息 这些数据代表了典型的结果, 有关我们产品和服务的更多信息, 请访问我们的网站 285

286 用活泼的碱性化合物对 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱进行有竞争力的柱惰性分析用活泼的碱性化合物对 Agilent J&W DB- 5ms 超高惰性色谱柱进行有竞争力的柱惰性分析 关键词 化学品 食品和香料 环境和法医分析 应用报告 化学品, 食品和香料, 环境和法医分析 作者 Judy Berry and Ken Lynam Agilent Technologies, Inc Centerville Road Wilmington, DE USA Caroline Cai and Yun Zou Agilent Technologies LTS 中国, 上海 摘要 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱在活性被测物的色谱行为方面与其他四个色谱柱厂家的类似产品进行比较, 其对碱性化合物的分析结果出众 色谱图显示出尖锐峰形, 说明了它具有异乎寻常的惰性, 对活泼的碱性化合物明显地降低了拖尾, 从而可以得到更准确 更可靠的分析结果 DB-5ms 色谱柱用于各种不同类型的化合物, 包括氯代酚 有机磷农药和芳香族位置异构体, 都具有极佳的色谱性能, 这证明 DB-5ms 色谱柱具有广泛的适用性 286

287 前言 用气相色谱分析活性极强的样品极具挑战, 除非 GC 流路对这类化合物是惰性的 一支稳定 非活性的 GC 色谱柱对流路的惰性有极为重要的影响, 因为它有高比表面, 而且不会有与样品化合物发生不利相互作用的活化点 色谱柱的低柱流失和惰性对最大化灵敏度至关重要, 惰性还是这些极为苛刻物质保持最佳色谱柱性能的核心 色谱柱的高惰性体现在分析样品特别是痕量样品时, 可得到尖锐 对称的色谱峰 因为 GC 色谱柱是色谱系统里的一个核心部件, 所以分析化学家最感应兴趣的是用惰性最强的色谱柱能够持续获得高质量的数据 一支非惰性色谱柱的不利效应是使活性化合物色谱峰出现各种形式的变形 ( 拖尾和不可逆吸附 ) 色谱柱可能具有酸性, 它会和碱性化合物发生不必要的相互作用 使用 DB-5ms 超高惰性色谱柱和来自四个不同厂家具有相同化学性质的色谱柱分析一组活泼碱性化合物, 用以测量色谱柱对碱性化合物的惰性和评估这些色谱柱自身的酸性 在本研究中既用定性 ( 峰形 ) 又用定量 ( 拖尾因子,T f 值 ) 数据来评价色谱柱的活性 每一个厂家取两支色谱柱进行测试以确定其结果的重复性 所有 进行比较的色谱柱装在 GC 中以相同的方式进行分析 注射 0.2% 十一烷的甲醇溶液检测峰的对称性, 用以验证安装是否正确, 碱 性测试混合物的组成包括六个化合物列于表 2 中, 分析所使用的 色谱条件在表 3 中列出 碱性标准化合物购自 Sigma-Aldrich 公司 ( 纯度 98%), 用甲醇 (Burdick & Jackson 高纯溶剂 ) 作溶剂制备 混合物 每支色谱柱中注射同样的标准混合物至少 5 次 表 2. 碱性测试混合物 1. 三乙胺 0.2% 2. 吡啶 0.2% 甲基吡啶 0.2% 4. N, N- 二甲基乙酰胺 0.5% 5. 2, 4- 二甲基苯胺 0.1% 6. 二环己胺 0.15% 表 3. 用于碱性测试混合物测试的色谱条件 GC: Agilent 6890N 进样器 : Agilent 7683B, 10 µl 注射器 (Agilent 部件号 ) 载气 : 恒流模式的氦 1.5 ml/min 进样口 : 分流 / 不分流 250 C, 分流比 50:1, 进样量 0.2 µl 实验 进样口衬管 : 单锥,MS 鉴定衬管填充限量玻璃毛 (Agilent 部件号 ) 使用 Agilent 6890N 网络气相色谱仪系统, 配备 Agilent 7683B 自动液体进样器和氢火焰离子化检测器 (FID) 来研究色谱柱的惰性, 用单一分流 / 不分流进样口进样, 表 1 列出本研究所包括的色谱柱 表 1. 本研究所使用的色谱柱 色谱柱 1: Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱 30 m 0.25 mm 0.25 µm (Agilent 部件号 UI) 色谱柱 2: Restek Rxi -5Sil MS 30 m 0.25 mm 0.25 µm 色谱柱 3: Varian VF-5ms 30 m 0.25 mm 0.25 µm 色谱柱 4: Phenomenex Zebron ZB-5ms 30 m 0.25 mm 0.25 µm 色谱柱 5: GL Sciences InertCap 5ms/Sil 30 m 0.25 mm 0.25 µm 柱箱升温程序 : 检测器 : 30 C (0.5 min) 以 5 C/min 升温到 60 C ( 保持 1 min), 然后以 50 C/min 升温到 150 C ( 保持 5 min) FID 保持 250 C, 氢气 40 ml/min; 空气 450 ml/min; 氮气补充气 45 ml/min 表 4 和表 5 列出在 DB-5ms 色谱柱上相应浓度混合物的酸性测试和有机磷农药测试 氯代酚购自 Sigma-Aldrich 公司 ( 纯度 98%), 有机磷农药从 ChemService 获得, 芳香族化合物的位置异构体包括邻 - 二甲苯 间 - 二甲苯和对 - 二甲苯购自 Sigma-Aldrich 公司 ( 纯度 98%), 并制备成 0.2% 的甲醇溶液 表 6 包括用于酸 农药和芳香族化合物异构体分析的色谱条件 287

288 表 4. 溶在甲醇中的酸性测试混合物 1. 2,4- 二氯酚 0.5% 2. 2,4,6- 三氯酚 0.5% 3. 五氯酚 0.5% 表 5. 溶在甲醇中的有机磷农药测试混合物 1. 敌敌畏 100 ppm 2. 乐果 139 ppm 3. 甲基对硫磷 109 ppm 4. 马拉息昂 100 ppm 5. 毒死蜱 109 ppm 6. 对硫磷 100 ppm 表 6. 用于酸 农药和芳香族化合物异构体分析的色谱条件 氯代酚 进样 : 0.2 µl, 分流, 分流比 100:1 进样温度 250 C 载气 : 氦气, 恒流模式,1.5 ml/min 柱箱 : 50 C ( 保持 1 min); 以 30 C/min 升温到 300 C ( 保持 5 min) 检测器 : FID 保持 250 C, 氢气 40 ml/min; 空气 450 ml/min; 氮气补充气 45 ml/min 有机磷农药 进样 : 1 µl, 分流, 分流比 10:1 进样温度 250 C 载气 : 氦气, 恒压模式,25 psi 柱箱 : 30 C ( 保持 0.2 min); 以 30 C/min 升温到 240 C ( 保持 4 min) 检测器 : FID 保持 250 C, 氢气 40 ml/min; 空气 450 ml/min; 氮气补充气 45 ml/min 芳香族化合物异构体 ( 邻 -, 间 - 和对 - 二甲苯, 0.2% 甲醇溶液 ) 进样 : 0.2 µl, 分流, 分流比 300:1 进样温度 250 C 载气 : 氦气, 恒流模式,1.5 ml/min 柱箱 : 30 C 恒温 检测器 : FID 保持 250 C, 氢气 40 ml/min; 空气 450 ml/min; 氮气补充气 45 ml/min 结果和讨论 使用碱性化合物组可以观察到色谱柱惰性的显著差别, 显示出色谱柱自身酸性的巨大不同 如图 1 所示, 很明显在 Restek, Varian, Phenomenex and GL Sciences 四公司色谱柱上前四个峰的色谱图出现明显的拖尾, 而使用 DB-5ms 色谱柱对相关的化合物进行分析得到极好的峰形 色谱峰的拖尾使用美国 USP 的拖尾因子 (T f ) 进行量度, 用以下公式进行计算 [6] T f = W 5.0 /(T w 2) 式中 : T w = 在 5% 峰高处峰的保留时间 (T R ) 和峰前端之间的距离, 单位和 W 5.0 一样 W 5.0 = 在 5% 峰高处的色谱峰宽所有碱性化合物的拖尾因子 (T f ) 列于表 7 中, 前四个峰的 T f 值包含于图 2 的色谱图中 与其他色谱柱相比, 在 DB-5ms 超高惰性色谱柱上前四个碱性化合物的拖尾因子显著降低 而 4- 甲基吡啶和 N,N- 二甲基乙酰胺使用 Rxi -5Sil MS, Zebron ZB-5ms P 和 VF-5ms 色谱柱后, 其色谱峰也没有完全分离 这种现象表明色谱柱缺乏惰性对分离度和选择性有负面影响, 因为分离度是两个化合物分离程度 ( 选择性 ) 的量度 由于色谱柱活性的影响, 其他厂家色谱柱的选择性在所使用的试验条件下不能满足对 4- 甲基吡啶和 N,N- 二甲基乙酰胺的分离 各种化合物组合包括酸 ( 氯代酚 ) 有机磷农药和芳香族化合物异构体在 DB-5ms 色谱柱上进行分析, 除去碱性化合物以外使用 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱对这些化合物都得到极好的色谱结果 对芳香族化合物异构体的分离证明这一色谱柱对异构体的分离具有特殊的选择性, 这毫无疑问是由于色谱柱惰性增强的结果 图 3 的色谱图显示 DB-5ms 色谱柱对各种类型的化合物都可以得到理想的色谱结果, 说明多功能的 Agilent J&W DB- 5ms 超高惰性色谱柱有广泛的适用性 288

289 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱对碱性化合物显示出独一无二的尖峰 N, N- 5. 2, 4-6. DB-5ms VF-5ms min min Rxi -5Sil ms min Zebron ZB-5ms InertCap 5ms/Sil min min 图 1. 用不同厂家色谱柱分析碱性化合物的色谱图, 色谱条件列于表 3 中 表 7. 在 DB-5ms 色谱柱上分析碱性化合物的拖尾因子 (T f ) 拖尾因子 (T f ) DB-5MS Zebron ZB-5ms InertCap 5ms/Sil Rxi -5Sil MS VF-5ms 三乙胺 吡啶 甲基吡啶 N, N- 二甲基乙酰胺 , 4- 二甲基苯胺 二环己胺

290 明显降低的 T f 值表明 DB-5ms 超高惰性色谱柱具有超高的惰性 N, N- 1 T f = 1.5 T 2 f = 2.4 DB-5ms T f = 1.7 T f = min T f = 24 T f = 9.7 VF-5ms T f = 7.3 T f = min T f = 44 T f = 10 Rxi -5Sil ms T f = 6.1 T f = min T f = 7.1 T f = 17 Zebron ZB-5ms T f = 4.2 T f = min T f = 7.7 T f = 5.1 InertCap 5ms/Sil T f = 4.7 T f = min 图 2. 在不同厂家色谱柱上分析四种碱性化合物的拖尾因子 (T f ), 色谱条件列于表 3 中 290

291 对各种化合物组合显示出极好的色谱性能 pa N, N- 5. 2, pa pa pa min ,4-2. 2,4, m- p- o min min min 图 3. 碱 氯代酚 有机磷农药和二甲苯异构体在 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱上的色谱图, 色谱条件列于表 3 和表 6 中 291

292 结论 Agilent J&W DB-5ms 超高惰性色谱柱优于其他厂家同类色谱柱分析碱性化合物的效果 活性化合物在超高惰性色谱柱上可得到尖锐的峰形, 在直观上可以看到, 并且可以用拖尾因子 (T f ) 的计算值得到证实 因为 DB-5ms 超高惰性色谱柱可以得到很好的峰形, 所以高灵敏度可以转化为低检测限 对各种类型化合物包括氯代酚 芳香族化合物异构体和农药的分离明显地证明了 DB- 5ms 超高惰性色谱柱具有优越的色谱性能 参考文献 1. "Agilent J&W Ultra Inert GC Columns: A New Tool to Battle Challenging Active Analytes," Agilent Technologies publication EN, May 29, Doris Smith and Kenneth Lynam, "Semivolatile Organics Analysis Using an Agilent J&W HP-5ms Ultra Inert Capillary GC Column," Agilent Technologies publication EN, January, Jim Luong, Ronda Gras, and Walter Jennings, "An Advanced Solventless Column Test for Capillary GC Columns," Journal of Separation Science, 30(2007) Robert Lee Grob, and Eugene F. Barry, "Modern Practice of Gas Chromatography," p. 74, Wiley-IEEE Colin F. Poole, "The Essence of Chromatography," p.150, Elsevier "Understanding Your ChemStation," Agilent Technologies manual part number G , page 246, Edition 07/

293 采用气相色谱和活性化合物评估超高惰性采用气相色谱和活性化合物评估超高惰性衬管去活技术 关键词 技术综述 作者 Limian Zhao, Allan D. Broske, 安捷伦科技公司 2850 Centerville Road Wilmington, DE 美国 David Mao, Allen Vickers 安捷伦科技公司 91 Blue Ravine Road Folsom, CA 摘要 使用安特灵和滴滴涕分解以及活性半挥物测试物评估超高惰性衬管的去活性 结果表明, 超高惰性去活衬管为活性化合物分析提供了较好的惰性 前言 使用气相色谱 (GC) 法在诸如农药 食品 环境以及药物分析领域进行活性化合物的分析是极具挑战性的 为了获得可靠和一致的结果, 关键是要尽量减少活性分析物与从进样口到色谱柱最后到检测器的 GC 流路之间的相互作用 进样口衬管在影响整个流路的惰性上扮演了一个关键的角色 衬管上的活性位 2 点能选择性的与活性分析物发生结合, 导致这些分析物的降解或吸附, 造成校准曲线较差的线性和灵敏度损失 因此, 关键是使进样口衬管完全失活, 使之具有充分的惰性 293

294 许多农药是不稳定的, 因此故意采用易分解的形式以使其在环境中的积累最小 异狄氏剂和滴滴涕是两个著名的化合物, 如果 GC 流路的惰性没有得到很好控制, 可以在气相色谱分析过程中迅速的降解, 异狄氏剂分解成异狄氏剂醛 (EA) 和异狄氏剂酮 (EK), DDT 降解为 DDE 和 DDD 大多数分解反应发生在进样口的热表面 当衬管随着连续的使用去活性降低 隔垫的碎片和来自于脏样品的非挥发性残留在进样口慢慢积累时会加速降解 这些问题将产生更多的活性表面并引起异狄氏剂和滴滴涕分解反应的加速 因此, 异狄氏剂和滴滴涕分解是一个非常好的探针, 不仅可用作衬管去活效率的评估, 也可以用作多次注射后衬管去活处理的稳定性测试 异狄氏剂和滴滴涕的分解计算如下 EA + EK % Endrin = 100 EA + EK + Endrin DDE + DDD % DDT = 100 DDE + DDD + DDT USEPA 8270 方法已广泛用于确定环境中半挥发性有机化合物的浓度 这一方法通常用于必须同时对含有酸性 碱性和中性物质混合物的检测 由于 GC 仪器流路表面与活性组分的相互作用, 这一测试是对 GC/MS 仪器的一个挑战, 其中进样口衬管所起作用尤为明显 衬管表面的活性位点会对这些化合物造成不必要的吸附, 并导致系统响应的损失 活性最强的化合物如硝基酚在含量较低时具有较低的响应因子 (RFs), 导致校正曲线的线性较差以及分析物灵敏度较低 在这些活性分析物中,2,4- 二硝基酚的 RFs 通常低于 EPA 方法所需要值而无法运行 一组包括可能引起麻烦的测试混合物 N- 亚硝胺 苯胺 2,4- 二硝基酚 4- 硝基酚 4,6- 二硝基 -2- 甲基苯酚 4- 氨基联苯 五氯苯酚 联苯胺 3,3- 二氯联苯胺 苯并 [b] 荧蒽 苯并 [k] 荧蒽, 用于新衬管的去活性评估 这种测试混合物以前被用于 USEPA 8270 方法改进安捷伦 GC/MSD 系统 [1] 标准曲线采用浓度从 2 80 微克 / 毫升的溶液用于线性评估 294

295 实验部分化学品和试剂 Endrin 和 DDT 标样购买于 AccuStandard 公司 (New Haven,CT,USA) 8270 定制标样和内标购买于 Ultra Scientific 公司 (North Kingstown, RI, USA) 超低残留分析级异辛烷和二氯甲烷购买于 J. T. Baker 公司 (North Kingstown, RI, USA) 溶剂和标准品 100/200 微克 / 毫升 Endrin 和 DDT 储备溶液用异辛烷稀释 2000 倍制成 50/100 纳克 / 毫升 Endrin 和 DDT 测试溶液 这种测试溶液储存在 4 C 的冰箱中, 并且时间不能超过三天 异辛烷做为溶剂空白和进样针冲洗溶剂使用 8270 定制标准品购买时是 2000 微克 / 毫升混合物二氯甲烷溶液 系列校正标样使用二氯甲烷定容稀释制备, 浓度为 和 80 微克 / 毫升 8270 半挥发性内标 (IS) 混合物二氯甲烷溶液浓度为 4000 微克 / 毫升, 取适量加入标样中得到一致的 40 微克 / 毫升 IS 浓度 仪器使用配备安捷伦 7683B 自动进样器和 µecd 的安捷伦 GC 进行 Endrin 和 DDT 的分解测试 使用配备安捷伦 7683B 自动进样器和 FID 的 GC 进行半挥发测试 表 1 和 2 列出了每个测试所用的条件 表 3 列出了这些实验中所使用的流路耗材 备件 295

296 表 1. 使用安捷伦 GC/µECD 系统测试 Endrin 和 DDT 的仪器条件 自动进样器安捷伦 7683B,10 微升进样针 ( 部件号 ), 1 微升进样量进样前溶剂 A( 异辛烷 ) 清洗 :4( 样品运行 ),0( 溶剂运行 ) 样品抽取 :3( 样品运行 ),1( 溶剂运行 ) 进样后溶剂 B( 异辛烷 ) 清洗 :4( 样本运行 ),1( 溶剂运行 ) 载气 进样口 氦气,0.9 毫升 / 分钟 (31 厘米 / 秒 ), 恒流 不分流模式 :250 C, 在 0.75 分钟时以 30 毫升 / 分钟的流量进行吹扫 分析柱安捷伦 HP-5MS 超高惰性色谱柱,15 米 0.25 毫米, 0.25 微米, ( 部件号 19091S-431UI)/n 19091S-431UI) 柱温程序样品运行 :120 C( 保持 1 分钟 ), 然后以 30 C/ 分钟升温至 220 C, 然后以 8 C/ 分钟升温至 280 C( 保持 1 分钟 ) 检测器 溶剂运行 :250 C( 保持 5 分钟 ) µecd,280 C, 恒定柱流量 + 补充气流量总流量为 60 毫升 / 分钟 表 2. 使用安捷伦 GC/FID 系统测试 EPA 8270 半挥发活性化合物的仪器条件 自动进样器安捷伦 7683B,5 微升进样针 ( 部件号 ), 1 微升进样量进样前溶剂 A( 二氯甲烷 ) 清洗 :1 样品抽取 :3 进样后溶剂 B( 二氯甲烷 ) 清洗 :3 载气 进样口 氦气 3 毫升 / 分钟恒流 不分流模式 :250 C, 在 0.75 分钟时以 30 毫升 / 分钟的流量进行吹扫 分析柱安捷伦 Ultra 2 色谱柱,25 米 0.32 毫米, 0.52 微米, ( 部件号 19091B-112) 柱温程序 检测器 样品运行 :40 C( 保持 1 分钟 ), 以 15 C/ 分钟的速度升温至 310 C(0 分 ) FID, 250 C, 氢气 / 空 / 补充气氮气 :40/450/45 毫升 / 分 表 3. 流路备件 样品瓶琥珀色螺纹口瓶盖 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶盖蓝色纹螺口瓶盖 ( 安捷伦部件号 ) 样品瓶内插管 150 微升玻璃, 带聚合物支脚 ( 部件号 ) 隔垫高级绿色不粘连隔垫 11 毫米 ( 部件号 ) 垫圈 0.4 毫米内径,85/15 聚酰亚胺 / 石墨 ( 部件号 ) 0.5 毫米内径,85/15 聚酰亚胺 / 石墨 ( 部件号 ) O 形圈不粘连衬管 O 形圈 ( 部件号 ) 不粘连顶部翻转衬管 O 形圈 ( 部件号 ) 进样口衬管安捷伦超高惰性单锥细径不分流衬管 ( 部件号 ) 安捷伦去活单锥细径不分流衬管 ( 部件号 ) 安捷伦惰性单锥细径不分流衬管 ( 部件号 i) Restek Siltek 去活鹅颈不分流衬管 296

297 结果和讨论 这些测试的目的是评估安捷伦超高惰性衬管去活性程度并与其他衬管去活性程度进行比较 然而, 也有一些其它因素可能会导致活性化合物无法预料的降解或吸附, 包括进样口分流平板密封垫 色谱柱 检测器等等 因此, 关键是尽量降低其他因素对流路活性的影响, 保证均一的测试条件, 进行精确的比较 我们特意使用 FID 和 µecd 作为检测器以消除来自于质谱的任何活性影响 我们也选择超高惰性色谱柱使色谱柱的活性最低 不同的衬管规格对衬管活性有不同的影响 虽然, 通过使用直通衬管, 可以消除进样口分流平板密封垫的活性作用, 但也增加了操作难度并限制了应用 随着不分流进样的使用越来越广泛, 我们也采用不分流进样模式和单细径锥不分流衬管用于这一评估和平行比较 每次衬管测试都使用一个新的分流平板密封垫 推荐使用冷柱头 (COC) 测试色谱柱性能 [1], 因为这样一来柱上进样消除了任何进样口活性 但本文中没有使用 COC 测试 首先, 不分流进样在应用中更为实际 而且, 只要所有的测试条件相同, 都可以进行活性比较 Endrin 和 DDT 分解测试如上所述, 用 Endrin 和 DDT 分解测试评估衬管去活性能 使用浓度为 50/100ppb 的 Endrin 和 DDT 的异辛烷溶液用于多次进样测试 在安装新衬管前, 需仔细检查并清洁进样口 然后安装一个新的分流平板密封垫和垫片, 并使用新的衬管 O 形圈 异辛烷空白通常作为被测试衬管的第一次运行进样使用 采集完 Endrin 和 DDT 分解的原始数据后运行标样 然后运行九次溶剂进样 重复这个九次进样循环直到完成 100 次进样 再运行一个标样, 这个数据是第 101 次进样 使用快速溶剂运行法用于以节约时间 采集 Endrin 和 DDT 标样运行数据 ; 这些数据用于生成分解数据 除了超高惰性单细径锥去活衬管, 为了进行平行比较, 测试了多个超高惰性衬管 (n=16), 安捷伦专有去活单细径锥衬管 (n=8) 和 Restek Siltek 去活鹅颈衬管 (n=8) 采集数据用于比较 表 1 显示的是运行在安捷伦超高惰性单细径锥去活衬管上的 Endrin 和 DDT 标样的样品色谱图 第一针显示了 1.2% Endrin 分解和 2.5% DDT 分解,101 针显示了 12.2% Endrin 分解和 3.0% DDT 分解 这一数据表明 Endrin 和 DDT 的分解被超高惰性去活衬管控制的很好 297

298 % Endrin DDT : 1. DDE* DDD* 4 * 5. DDT 6. * 2000 * 图 1. 使用安捷伦超高惰性单细径锥不分流衬管进行 Endrin 和 DDT 分解测试的色谱图 ( 部件号 ) 图 2. 显示的是分别使用安捷伦超高惰性去活单细径锥不分流衬管 安捷伦专有去活单细径锥不分流衬管和 Restek Siltek 去活鹅颈不分流衬管时 Endrin 和 DDT 分解结果的比较 对所有超过 100 次进样的测试衬管来说,DDT 分解被很好的控制在 10% 以下 结果表明虽然所有化学物质具有类似的初始分解, 但是安捷伦专有和新的超高惰性去活衬管则表现的更加稳定 Endrin % (n=16) 5 s tp (n=8) Restek Siltek (n=8) 图 2. 使用安捷伦超高惰性单细径锥不分流衬管 ( 部件号 )( 蓝 ) 安捷伦专利单细径锥不分流衬 管 ( 部件号 )( 红 ) 和 Restek Siltek 鹅颈不分流衬管 ( 绿 ), 超过 100 次进样的 Endrin 分解 数据 298

299 半挥发性活性化合物测试除了 Endrin 和 DDT 分解测试, 还进行了一种可替代 更敏感的测试, 对 EPA 8270 涉及到的半挥发活性化合物进行了分析 使用前面已经配好的测试混合物 [1], 包括四个酚类, 几种碱性和中性组分 选择的这些化合物不仅代表 8270 活性分析物, 也很容易被分离并能被 GC/FID 清楚地检测到 图 3 显示的是色谱柱上 20 纳克测试混合物的样品色谱图 EPA 8270 方法没有指定的校准范围, 但 USEPA 实验室计划 (CLP) 使用传统的 20 至 160 纳克动态范围 然而, 随着更新型 GC/MS 系统灵敏度的增加, 用户也需要更低 更具挑战性的检测限 因此, 选择使用 2 到 80 纳克的校准范围用于这一分析 色谱柱上 2 纳克检测限在 FID 上获得了满意的响应和峰形, 对于 2,4-DNP, 其信噪比比大于 20, 定量限最低 为了评估 GC/FID 系统在校准曲线范围内的线性, 在每个校准水平的响应因子 (RF) 按如下的算式计算, 曲线中的总 RF 值用于计算相对标准偏差 (RSD) RF = 根据 USEPA 8270 方法要求 [2], 每个目标分析物的 RSD 需小于 20% 表 4 显示的是每个测试化合物校准范围内的平均 RF 值和 RSD 在色谱柱上 2-80 纳克的范围内, 所有化合物的 RSD 均小于 20%, 低于 EPA 要求 3,3- 二氯联苯胺数据不可用, 因为它与 IS 5 的峰, -d12 完全共同洗脱 ( 图 3) 表 4. 使用安捷伦超高惰性去活单细径锥衬管 (n = 6)( 部件号 ) 测试 8270 半挥发活性化合物的平均 RFs 和 RSD 结果 化合物 在色谱柱上 2-80 纳克的平均 RF RSD (%) N- 二甲基亚硝胺 苯胺 ,4- 二硝基酚 硝基苯酚 ,6- 二硝基 -2- 甲基苯酚 四氨基联苯 五氯苯酚 联苯胺 苯并 (B) 荧蒽 苯并 (K) 荧蒽 ,3- 二氯联苯胺的数据不可用, 因为它与 IS 5 完全共洗脱 299

300 IS 2 IS 3 IS 4 9, IS IS IS 6 1 N , , ,3-10 (B) 11 (K) IS 1 -d4 IS 2 -d8 IS 3 -d10 IS 4 -d10 IS 5 -d12 IS 6 -d12 图 3. 使用安捷伦超高惰性单细径锥不分流衬管 ( 部件号 ), 分析 8270 短测试混合物的示例色谱图, 带有谱峰标识 选择六个关键化合物用于其它相同衬管的平行对比 它们是 2,4- 二硝基酚 (2,4-DNP) 4- 硝基酚 (4-NP) 4,6- 二硝基 -2- 甲基苯酚 (4,6-DN-2-MP) 4- 氨基联苯 (4-ABP), 五氯苯酚 (PCP) 和联苯胺 为了平行对比, 测试了 5 种相同规格的衬管去活化学性, 且每种衬管的重复次数 n 4 表 5 显示了五种衬管去活程度的比较结果 由于 2,4- 二硝基酚活性最强, 因此具有较大的 RSD, 其比较数据详细的列于图 4 数据表明, 在这个 EPA 8270 半挥发活性化合物应用中, 新的超高惰性衬管去活性等于或略好于目前的安捷伦的专有衬管去活性 Restek Siltek 和 Restek Sky 的衬管去活程度及性能高于 SGE 的去活程度 需要注意的是它们在校准范围内均给出了相似的 RSD 值, 但是超高惰性去活衬管比其它衬管对 2,4-DNP( 平均 RF 0.288) 产生了较高的响应, 并且这个数值接近以前获得的 COC 数据 [1] 这意味着较低的检测限, 正如在 GC-MS 上测试 0.5 ppm 的 2,4-DNP 所 表 5. 五种单细径锥不分流衬管 ( 或等同配置 ) 去活程度的平均响应因子和 RSD 结果 2,4- 二硝基酚 4- 硝基酚 4,6- 二硝基 -2- 甲基苯酚 4- 氨基联苯五氯苯酚联苯胺 平均响应因子 相对标准偏差 平均响应因子 相对标准偏差 平均响应因子 相对标准偏差 平均响应因子 相对标准偏差 平均响应因子 相对标准偏差 平均响应因子 相对标准偏差 超高惰性去活衬管 (n=6) Restek Siltek 去活衬管 (n=4) Restek Sky 衬管 (n=4) 安捷伦专有去活衬管 (n=4) SGE 去活衬管 (n=4)

301 证明的一样 如图 5 所示, 超高惰性去活衬管检测浓度为 0.5 ppm 的 2,4-DNP 时具有较 高的响应 另外, 联苯胺在 Restek Sky 衬管的平均 RSD 值大约比其它去活衬管低 20%, 这表明与其它去活衬管相比,Restek s Sky 衬管不适用于像联苯胺的碱性活性化合物 2,4-DNP RRF / , 15.6 %RSD , , , , Restek Siltek Restek Sky SGE 图 4. 使用 2,4- 二硝基酚作为探针用于安捷伦超高惰性不分流单细径锥衬管 ( 部件号 ),Restek Siltek 去活不分流单细径锥衬管,Restek Sky 去活不分流单细径锥衬管, 安捷伦专有去活不分流单细径锥衬管 ( 部件号 ) 和 SGE 去活不分流单细径锥衬管的平行比较图 301

302 Restek Siltek 图 5. 使用 GC/MS SIM 模式测试 0.5 ppm 2,4- 二硝基酚 在较低浓度时安捷伦超高惰性单细径锥不分流衬管 ( 部件号 ) 比 Restek Siltek 衬管对 2,4- 二硝基酚具有更高的响应 结论 使用 Endrin 和 DDT 分解测试以及 EPA 8270 半挥发活性分析物测试作为两种探针, 评估了安捷伦超高惰性去活衬管并与安捷伦专有去活衬管 Restek Siltek 和 Sky 去活衬管进行了比较 在 Endrin 和 DDT 分解测试中, 超高惰性去活衬管在浓度为 50 ppb 的标样超过 100 次进样后 Endrin 和 DDT 的分解 <20% 在 8270 半挥发测试中, 超高惰性去活衬管在 2-80 纳克校准范围内的 RF 值具有小于 20% 的 RSD 对最活泼的化合物 2,4- 二硝基酚, 重复 6 次的进样的平均 RSD 是 15.6% 对 2,4- 二硝基酚, 超高惰性衬管的平均 RFs 值是 0.288, 高于其它衬管 衬管活性评估和比较的结果证明对于同等配置的衬管, 新的超高惰性去活衬管最适用于活性分析物的高灵敏分析 参考文献 1. M.Szelewski, B.Wilson, P.Perkins, 高性能 Agilent 6890/5973 气质联用系统用于 USEPA 8270 分析方法 安捷伦科技出版 CHCN 2. USEPA 8270D 方法, fs/8270d.pdf 更多信息 如需获得更多产品和服务的信息, 请访问我们的网站 安捷伦对本资料中可能存在的错误, 或由于提供 展示或使用本资料所造成的直接或间接的损失不承担任何责任 本文涉及的信息 说明和指标如有变更, 恕不另行通知 安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司, 年 3 月 9 日, 中国印刷 CHCN 302

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