頂空單滴液相微萃取與GC-MS聯(lián)用測(cè)定易揮發(fā)溶劑

徐慶娟, 馮宇輝, 吳學(xué)

(長(zhǎng)白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002)

頂空單滴液相微萃取與GC-MS聯(lián)用測(cè)定易揮發(fā)溶劑

徐慶娟, 馮宇輝, 吳學(xué)＊

(長(zhǎng)白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002)

建立了采用頂空單滴液相微萃取與 GC-MS聯(lián)用檢測(cè)易揮發(fā)溶劑的方法,并且優(yōu)化了影響頂空單滴液相微萃取富集率的一些參數(shù).最佳實(shí)驗(yàn)條件是:0.5μL十二烷作為萃取溶劑,樣品溫度為室溫,萃取時(shí)間為10 min.在最佳萃取條件下,檢測(cè)限為0.000 1～1 mg/L;相關(guān)系數(shù)為0.904 8～0.988 7;線性范圍為0.000 1～500 000mg/L;相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.62%～19.11%.實(shí)驗(yàn)表明:該方法操作簡(jiǎn)單,有機(jī)溶劑用量小,可用于保健品中提取溶劑的檢測(cè).

液相微萃取;氣相色譜-質(zhì)譜;易揮發(fā)溶劑;人參精

0 引言

人類消費(fèi)水平日益提高,越來越多的人關(guān)注身體保健.目前,市場(chǎng)上出現(xiàn)的各種營(yíng)養(yǎng)保健品主要包括游離氨基酸類、多酚類、黃酮類、皂苷類等成分.這些成分具有增加免疫力、抗腫瘤、抗衰老、改善睡眠、提高胃腸功能、護(hù)膚美容等功效.大多數(shù)保健品都是通過提取天然植物中的有效成分加工制成的,在提取過程中,常用的提取溶劑有正己烷[1]、丙酮[2]、氯仿、乙醚[3]、乙醇[4]、石油醚[5]、甲醇[6]、乙酸乙酯[7]、二氯甲烷[8]等.這些有機(jī)提取溶劑都是有毒的易揮發(fā)性溶劑,對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、腎臟、生殖系統(tǒng)等都會(huì)造成損壞,甚至導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生.

頂空單滴液相微萃取(HS-SD-LPME)集萃取、凈化、濃縮為一體,具有使用機(jī)溶劑量小、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),適用于分析基質(zhì)較復(fù)雜的揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì),是一種環(huán)境友好的樣品前處理技術(shù).目前,HS-SD-LPME已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境[9]、生物[10]、食品等各個(gè)領(lǐng)域.為研究 HS-SDLPME技術(shù)在萃取易揮發(fā)性有機(jī)溶劑方面的應(yīng)用,本文選擇人參精作為模擬樣品,選擇乙醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、苯、甲苯、對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯8種易揮發(fā)溶劑作為模擬目標(biāo)物,考察了富集參數(shù)對(duì)富集率的影響、方法評(píng)價(jià)、及其實(shí)際應(yīng)用.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)儀器有:日本島津氣相色譜QPMS2010;色譜柱為DB5熔融石英毛細(xì)管柱,其長(zhǎng)度為30 m,內(nèi)徑為0.25 mm,厚度為25μm.載氣為氦氣,純度大于99.999%,進(jìn)樣口溫度設(shè)為150℃;連接口溫度設(shè)為280℃;柱溫采用程序升溫:初始溫度為30℃,保留5 min,以4℃升溫到50℃,再以15℃升溫到150℃,保留2min.當(dāng)質(zhì)譜運(yùn)行完后,把進(jìn)樣口溫度由150℃改到280℃.不分流進(jìn)樣,質(zhì)譜采用選擇離子模式,溶劑切割時(shí)間為1.2min,離子源溫度為200℃,電離能為70 eV.

實(shí)驗(yàn)試劑有:二甲苯(分析純),乙醇(工業(yè)純),四氫呋喃(分析純),乙酸乙酯(分析純),十二烷(分析純),正癸烷(分析純),3次蒸餾水,人參精.

1.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品制備

用苯、甲苯、二甲苯(對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯)、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙醇配制成標(biāo)準(zhǔn)混合溶液,其中含苯、甲苯、二甲苯(對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯)的濃度為0.1 mg/L;含四氫呋喃、乙酸乙酯的濃度為10 mg/L;含乙醇的濃度為500 000 m g/L.

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

用3次蒸餾水逐級(jí)稀釋標(biāo)準(zhǔn)混合溶液成系列濃度,其中含苯、甲苯、二甲苯的濃度為:0.000 1、0.000 5、0.001、0.005、0.01μg/mL;含四氫呋喃、乙酸乙酯的濃度為:0.01、0.02、0.06、0.08、0.1 μg/m L;含乙醇的濃度分別為:1、50 000、100 000、300 000、500 000μg/mL.配制完后立刻擰緊瓶蓋,震蕩搖勻,平衡30 min.

用10μL的注射器吸取0.5μL的十二烷,插入小瓶中,使針尖距離隔墊1 cm,然后緩慢推出溶劑,使十二烷的小液滴懸浮在注射器的針尖上,目標(biāo)物從樣品萃取到十二烷的小液滴中.萃取時(shí)間為10min,然后把小液滴完全抽回到注射器中,拔出注射器后直接進(jìn)氣相分析.

2 結(jié)果和討論

2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化

2.1.1 萃取溶劑的選擇 萃取溶劑的類型,對(duì)于頂空單滴液相微萃取過程是一個(gè)重要的參數(shù).它要求萃取溶劑對(duì)目標(biāo)物要有很好的萃取能力,并且要與儀器有良好的兼容性.本文考察了十二烷、正癸烷2種萃取溶劑.從圖1可知,2種萃取溶劑都具有良好的萃取效果,富集效果差別不大,但由于正癸烷的沸點(diǎn)與進(jìn)樣口溫度相差很小,導(dǎo)致部分正癸烷與目標(biāo)物一起進(jìn)入色譜柱,影響了目標(biāo)物的分離,所以本文選擇十二烷作為萃取溶劑.

圖1 萃取溶劑類型對(duì)目標(biāo)物富集率的影響.

2.1.2 萃取時(shí)間 本文所選的模擬目標(biāo)物都是易揮發(fā)的溶劑,可以迅速地在樣品相與萃取相以及頂空相之間達(dá)到平衡.本文選擇10 min作為萃取時(shí)間[11-12].

2.1.3 萃取的溶劑體積 在 HS-SD-LPME中,目標(biāo)物被萃取的量與液滴的體積有關(guān).液滴體積越大,被測(cè)物質(zhì)的萃取量越大,則有利于提高方法的靈敏度.由于萃取溶劑是完全進(jìn)樣,如果進(jìn)樣量太大,容易造成峰形拖尾,影響分離效果.考慮到萃取溶劑對(duì)氣相色譜柱的影響以及環(huán)境友好問題,應(yīng)選擇最小量的萃取溶劑.由于十二烷在室溫條件下較短時(shí)間內(nèi)(10 min)基本無損失,所以本文選擇了0.5μL的萃取溶劑.

2.1.4 樣品溫度 本文選擇的目標(biāo)物都是在室溫下極易揮發(fā)的有機(jī)溶劑,所以室溫下目標(biāo)物在樣品基質(zhì)和頂空相中很快達(dá)到平衡,如果樣品溫度升高,萃取系統(tǒng)的溫度也將升高,則萃取溶劑小液滴的損失量增大,影響萃取效率,所以本文選擇了室溫作為萃取溫度.

2.2 方法確認(rèn)

配制8種易揮發(fā)溶劑的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液,在最佳條件下,測(cè)定其線性關(guān)系,方法檢出限和重現(xiàn)性.研究線性關(guān)系時(shí),配制一系列的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液,其中苯、甲苯、二甲苯的濃度為0.000 1、0.000 5、0.001、0.005、0.01μg/mL;四氫呋喃、乙酸乙酯的濃度為 0.01、0.02、0.06、0.08、0.1μg/m L;乙醇的濃度為1、50 000、100 000、300 000、500 000 μg/m L.測(cè)定相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí),選擇混合標(biāo)樣的濃度分別為:苯、甲苯、二甲苯為0.003μg/mL;四氫呋喃、乙酸乙酯為0.03μg/m L;乙醇為3 000μg/m L.平行測(cè)定5次,結(jié)果如表1所示.

表1 頂空單滴液相微萃取與 GC-MS聯(lián)用測(cè)定易揮發(fā)溶劑的方法評(píng)價(jià)

2.3 實(shí)際樣品應(yīng)用

稱取人參精樣品0.05 g于1.5 m L的小瓶中,用頂空單滴液相微萃取與 GC-MS聯(lián)用檢測(cè)易揮發(fā)溶劑的殘留量,并對(duì)人參精進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)以評(píng)價(jià)基質(zhì)效應(yīng).加入苯、甲苯、二甲苯(對(duì)二甲苯,間二甲苯,鄰二甲苯)的濃度為0.003μg/mL;四氫呋喃、乙酸乙酯的濃度為0.03μg/m L;乙醇的濃度為500 000μg/m L.結(jié)果如圖2所示,頂空單滴液相微萃取方法在富集易揮發(fā)性有機(jī)溶劑時(shí)無基質(zhì)干擾.在人參精樣品中檢測(cè)出乙醇,其濃度為180 000μg/m L.

圖2 A為加標(biāo)人參精樣品的 GC-MS測(cè)定譜圖;B為人參精樣品的 GCMS譜圖

3 結(jié)論

本文研究了 HS-SD-LPME技術(shù)在萃取易揮發(fā)性有機(jī)溶劑時(shí)的重要參數(shù),并對(duì)方法進(jìn)行評(píng)價(jià),最后將其應(yīng)用于實(shí)際樣品中.本文在 GC-MS分離與檢測(cè)中采用改變進(jìn)樣口溫度的方法實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)物的完全分離.實(shí)驗(yàn)表明,頂空單滴液相微萃取和GC-MS聯(lián)用可用于保健品中易揮發(fā)溶劑的檢測(cè),具有靈敏度高、重現(xiàn)性好、操作簡(jiǎn)單、快速、無基質(zhì)干擾等優(yōu)點(diǎn).

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Headspace Single-Drop L iquid Phase Microextraction coupled with GC-MS for the Determ ination of Easy Volatile Solvent

XU Qing-juan, FENG Yu-hui, WU Xue＊
(KeyLaboratoryofNaturalResourcesoftheChangbaiMountain&FunctionalMolecules(YanbianUniversity),MinistryofEducation,Yanji133002,China)

A method was established for the determination of volatile solvent using headspace single-drop LPME coup led with GC-MS.Op timized some parameters, which affect the efficiency of headspace single-drop LPME.Theop timized experimental conditions are:0.5μL of dodecane as extraction solvent,sample temperature is room temperature,extraction time is10min.Under theop timum conditions,evaluate thismethod.The linear range is from 0.000 1 to 500 000mg/L with rep roducibility ranging from 6.62%to 19.11%,and the limits of detection ranged from 0.000 1 to 1mg/L.The co rrelation coefficient ranged from 0.904 8 to 0.988 7.The results demonstrated that HS-SD-LPME is simp le,using a small amount of o rganic solvent,and could be app lied for the determination of extraction solvent in health p roducts.

liquid phasemicroextraction;GC-MS;easy volatile solvent;ginseng oil

O656.31

A

1004-4353(2011)02-0144-04

2011-04-13

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21065013)

＊通信作者:吳學(xué)(1955—),男,博士,教授,研究方向?yàn)橛袡C(jī)合成.