3種二甲苯異構(gòu)體的氣相色譜檢測方法優(yōu)化研究

遲艷勝 毛國娟 姜延國

（1.遼寧省丹東市衛(wèi)生健康服務(wù)中心 遼寧丹東 118000；2.遼寧省丹東市中醫(yī)藥學(xué)校）

1 前言

二甲苯是一種無色透明液體，屬于芳香烴類化合物，一般為對(duì)二甲苯、間二甲苯和鄰二甲苯的混合物，廣泛用于有機(jī)溶劑和合成醫(yī)藥、涂料、樹脂、染料、炸藥和農(nóng)藥等，主要通過化工生產(chǎn)的廢水和廢氣進(jìn)入環(huán)境中，對(duì)環(huán)境的影響較大。二甲苯毒性雖不如苯大，但對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉作用[1]，吸入一定量的二甲苯，輕者頭暈、惡心、胸悶、乏力，重者出現(xiàn)昏迷，甚至因呼吸衰竭而死亡[2]。二甲苯3種異構(gòu)體的沸點(diǎn)、極性相似，在氣相色譜法檢測過程中，色譜峰的分離較為困難，尤其是對(duì)二甲苯和間二甲苯，往往出現(xiàn)峰重疊的問題，影響了檢測的準(zhǔn)確性，因此，檢測和分離環(huán)境中的二甲苯對(duì)改善環(huán)境、保護(hù)人體健康具有重要意義。

2 實(shí)驗(yàn)儀器與材料

氣相色譜儀：賽默飛TRACE1300；TR-FFAP毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 μm×0.25 μm）。

對(duì)二甲苯色譜純?nèi)芤?、間二甲苯色譜純?nèi)芤?、鄰二甲苯色譜純?nèi)芤骸⒍蚧忌V純?nèi)芤骸?/p>

3 優(yōu)化儀器條件

3.1 色譜柱選擇

色譜柱是影響氣相色譜分離效果的一個(gè)重要因素，通過比較 DB-1、DB-5、OV-101、TG-5MS、TR-FFAP等幾種毛細(xì)管色譜柱對(duì)二甲苯異構(gòu)體的分離效果可知，只有TR-FFAP毛細(xì)管色譜柱可以將對(duì)二甲苯和間二甲苯完全分離，其余4種毛細(xì)管色譜柱均出現(xiàn)對(duì)二甲苯和間二甲苯的色譜峰重疊現(xiàn)象。雖然填充柱能分離二甲苯的3種異構(gòu)體，但在復(fù)雜樣品的分析中受干擾嚴(yán)重，并且重現(xiàn)性差、柱效低、分析時(shí)間長。因此，本文選擇TR-FFAP毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.2 儀器條件選擇

柱箱溫度、載氣流量、分流比也是影響氣相色譜分離效果和分析時(shí)間的重要因素，通過選用不同的柱溫箱起始溫度與升溫速率，選擇合適的載氣流量，結(jié)合不同的進(jìn)樣方式，使二甲苯的3種異構(gòu)體有效分離，并且峰形尖銳，出峰時(shí)間相對(duì)較短。多次實(shí)驗(yàn)獲得儀器條件如下：進(jìn)樣口溫度：200℃；檢測器溫度：250℃；載氣（氮?dú)猓┝髁浚?.8 mL/min；氫氣流量：40 mL/min；空氣流量：350 mL/min；隔墊吹掃流量：5 mL/min；柱箱溫度：起始 60℃，1℃/min升溫至65℃，保持6min；檢測器：氫火焰離子化檢測器（FID）。

4 色譜峰分離度

分離度是衡量氣相色譜檢測方法優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，良好的分離度才能保證定性分析以及定量分析的準(zhǔn)確性。色譜峰保留時(shí)間依次為：對(duì)二甲苯8.312min、間二甲苯 8.532 min、鄰二甲苯10.277 min；峰寬依次為對(duì)二甲苯0.141 min、間二甲苯0.137min、鄰二甲苯0.276 min。根據(jù)GB/T 4946—2008《氣相色譜法 術(shù)語》[3]中分離度計(jì)算公式 R=2（tR2-tR1）/（w1+w2），可得對(duì)二甲苯和間二甲苯的分離度R1=1.58；間二甲苯和對(duì)二甲苯的分離度R2=8.12。一般當(dāng)R＜1時(shí)，2峰有部分重疊；當(dāng)R=1.0時(shí)，分離度可達(dá)98%；當(dāng)R=1.5時(shí)，分離度可達(dá)99.7%。通常用R=1.5作為相鄰2組分已完全分離的標(biāo)志，所以，R≥1.5稱為完全分離[4，5]。本實(shí)驗(yàn)中2組色譜峰分離度均大于1.5，達(dá)到了完全分離。

5 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

分別取對(duì)二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯的色譜純?nèi)芤焊?μL，注入預(yù)先裝有一定量二硫化碳的1000mL容量瓶中，用二硫化碳定容至刻度，分別配制成濃度為 864.2 μg/mL、861.1 μg/mL、880.2 μg/mL 的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。再將混合標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋成標(biāo)準(zhǔn)系列，上機(jī)測定各濃度點(diǎn)的峰面積，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果詳見表 1～表 3。

表1 對(duì)二甲苯曲線

表2 間二甲苯曲線

表3 鄰二甲苯曲線

6 結(jié)果與討論

通過色譜柱的對(duì)比分析可知，TP-FFAP毛細(xì)管色譜柱（30 m×0.32 μm×0.25 μm）對(duì)二甲苯的 3 種異構(gòu)體有良好的分離效果。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)獲得了較為理想的儀器條件，在該條件下，3種異構(gòu)體的保留時(shí)間依次為對(duì)二甲苯8.312 min、間二甲苯8.532 min、鄰二甲苯10.277 min，時(shí)間相對(duì)較短。對(duì)二甲苯和間二甲苯色譜峰分離度以及間二甲苯和鄰二甲苯色譜峰分離度均大于1.5，達(dá)到完全分離。標(biāo)準(zhǔn)曲線最低濃度小于 7.0 μg/mL、最高濃度大于 800 μg/mL，即在較大濃度范圍內(nèi)，二甲苯的3種異構(gòu)體仍然能實(shí)現(xiàn)完全分離，并且二甲苯3種異構(gòu)體的標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)均大于0.999，線性關(guān)系良好。