超高效液相色譜法快速測定空氣中13種醛酮類化合物

(溫州市環(huán)境監(jiān)測中心站，溫州 325000)

醛酮類化合物是常見的空氣污染物[1]，對人的眼睛、皮膚和呼吸道有著強(qiáng)烈刺激作用，而且甲醛和乙醛已被確認(rèn)是致癌物或可疑致癌物，嚴(yán)重影響著人類的健康。另外，美國環(huán)?？偸鹨呀?jīng)將醛酮類化合物列為臭氧產(chǎn)生的前體之一，因此對空氣中醛酮類化合物檢測方法的研究具有重要的意義。

空氣中醛酮類化合物主要檢測方法有光度法[2,3]、氣相色譜法[4,5]、氣相色譜質(zhì)譜法[6]，高效液相色譜法[7-10]等。其中色譜法在靈敏度、分離度、簡便度方面具有優(yōu)勢，應(yīng)用越來越多。目前，國內(nèi)外對醛酮類化合物檢測的方法基本使用 DNPH 衍生化后用 HPLC 分離并用紫外檢測，常規(guī) HPLC 方法運(yùn)行時(shí)間超過30 min，使用超高效液相色譜能保證分離度的同時(shí)大幅縮短分析時(shí)間。另外，分離柱一般選用C18柱，為了得到良好的分離效果，建議加入THF(四氫呋喃)，但是THF對色譜柱的傷害較大，且環(huán)境不友好。

本研究建立了超高效液相色譜分析環(huán)境空氣中13種醛酮的方法。該方法基于選擇RP18色譜柱，流動相不需要添加THF，可很好解決丙烯醛和丙酮不能分離的問題，并大大縮短了分析時(shí)間，將該方法用于實(shí)際樣品的測定，結(jié)果令人滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

Agilent 1290II Infinity超高效液相色譜儀，帶二極管陣列檢測器，美國Agilent科技有限公司；Milli-Q Element純水機(jī)，美國密理博公司；恒流氣體采樣器，嶗應(yīng)3072型，青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所。

色譜柱：BEH shield RP18 2.1mm×150mm×1.7μm；

標(biāo)準(zhǔn)溶液(混標(biāo))，13種醛酮-DNPH混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(以醛、酮計(jì)每種化合物濃度均為10mg/L)，北京百靈威有限公司。

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：13種醛酮-DNPH混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(以醛、酮計(jì)每種化合物濃度均為10mg/L)，用乙腈逐級稀釋配制0.05mg/L～2.00 mg/L(濃度以醛酮計(jì))。

乙腈(色譜純)，上海安譜有限公司；

DNPH采樣管：涂漬 DNPH 的填充柱采樣管，350mg，上海安譜有限公司；

其他試劑均為分析純。

1.2 樣品采集與前處理

樣品采集：樣品采集由恒流氣體采樣器、采樣導(dǎo)管、DNPH 采樣管等組成，采樣時(shí)空氣中的醛酮類化合物與采樣管涂漬的DNPH反應(yīng)生成衍生物并被吸附，樣品4℃以下冷藏，并于30日內(nèi)測定。

樣品前處理：加入乙腈洗脫采樣管，讓乙腈自然流過采樣管，流向應(yīng)與采樣時(shí)的氣流方向相反，并將洗脫液定容到5mL，取2mL到樣品瓶中，蓋緊瓶蓋待測。

1.3 儀器條件

色譜柱流量：0.3mL/min；；DAD波長：360nm；柱溫：30℃；梯度淋洗見表1。

表1 梯度淋洗條件

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜柱選擇

以水和乙腈為流動相，選擇extent C18和plus C18柱分離化合物，分離效果一般，丙烯醛和丙酮兩種化合物分不開。經(jīng)過多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)選擇RP18柱能夠很好的將丙烯醛和丙酮分離，其他化合物也能較好的分離，并用單標(biāo)確認(rèn)了每種化合物的保留時(shí)間。

2.2 淋洗液流速篩選

試驗(yàn)選擇水和乙腈為流動相，通過調(diào)整水和乙腈的比例篩選梯度淋洗條件，并試驗(yàn)了0.2mL/min、0.3mL/min、0.4mL/min、0.5mL/min、0.6mL/min的流速，確定了0.3mL/min分離效果最佳，最終確定了1.3的色譜條件。

2.3 方法驗(yàn)證

將標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋，配制成0.05mg/L～2.00 mg/L(以醛酮的濃度計(jì))的混合標(biāo)準(zhǔn)系列，在1.3條件下分別測定。以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的峰面積響應(yīng)值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見表2，13種目標(biāo)物標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜峰見圖1。

按照《環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ 168—2010)中規(guī)定，配制0.01 mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，在1.3條件下平行測定7次，根據(jù)MDL=t×S,t=3.143計(jì)算得出檢出限，4倍的檢出限為定量限，以氣體采樣體積50.0L來計(jì)算，實(shí)驗(yàn)得到方法檢出限和定量限的結(jié)果見表2。由表2可知，方法檢出限為0.004 μg/m3～0.014 μg/m3，定量限為0.016 μg/m3～0.056 μg/m3。

選擇0.1mg/L和1.0mg/L質(zhì)量濃度水平的樣品，在1.3條件下做精密度實(shí)驗(yàn)平行測定6次，計(jì)算其平均值及相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見表3, 上述13種醛酮類有機(jī)物6次試驗(yàn)結(jié)果的RSD為0.07%～0.90%，精密度良好。

在空白采樣管中加標(biāo)的方式測試加標(biāo)回收試驗(yàn)，加標(biāo)理論濃度為0.1mg/L,在1.3條件下測定，平行試驗(yàn)2次，結(jié)果見表4。由表4可知，上述13種醛酮類有機(jī)物的加標(biāo)回收率范圍為70%～120%。

表2標(biāo)準(zhǔn)曲線與方法檢出限

化合物保留時(shí)間t(min)回歸方程相關(guān)系數(shù)r方法檢出限ρ(μg/m3 )定量限ρ(μg/m3 )甲醛-DNPH4.78y=508x+7.710.99930.0060.024乙醛-DNPH5.62y=369x+4.650.99930.0040.016丙酮-DNPH6.55y=285x+4.270.99930.0120.048丙烯醛-DNPH6.87y=328x+5.010.99920.0080.032丙醛-DNPH7.24y=288x+4.410.99920.0080.032丁烯醛-DNPH8.42y=243x+3.670.99930.0060.024丁酮-DNPH8.60y=222x+3.410.99930.0060.024甲基丙烯醛-DNPH8.92y=251x+3.870.99930.0040.016丁醛-DNPH9.08y=243x+3.840.99930.0100.040苯甲醛-DNPH10.77y=170x+2.570.99930.0120.048戊醛-DNPH11.44y=199x+3.150.99930.0120.048間甲基苯甲醛-DNPH12.70y=144x+1.240.99970.0140.056己醛-DNPH13.22y=171x+2.710.99920.0100.040

圖1 13種醛酮類有機(jī)物的色譜峰1.甲醛-DNPH；2.乙醛-DNPH；3.丙酮-DNPH；4.丙烯醛-DNPH；5.丙醛-DNPH；6.丁烯醛-DNPH；7.丁酮-DNPH；8.甲基丙烯醛-DNPH；9.丁醛-DNPH；10.苯甲醛-DNPH；11.戊醛-DNPH；12.間甲基苯甲醛-DNPH；13.己醛-DNPH

化合物濃度ρ( mg·L-1)測定均值ρ( mg·L-1)RSD(%)甲醛-DNPH0.100.0990.511.000.9910.21乙醛-DNPH0.100.1000.601.000.9970.09丙酮-DNPH0.100.1000.501.000.9940.13丙烯醛-DNPH0.100.1000.601.000.9950.13丙醛-DNPH0.100.1000.401.000.9950.08丁烯醛-DNPH0.100.1000.501.000.9960.12丁酮-DNPH0.100.1000.601.000.9920.10甲基丙烯醛-DNPH0.100.1000.401.000.9930.17丁醛-DNPH0.100.1000.201.000.9920.14苯甲醛-DNPH0.100.1000.801.000.9970.17戊醛-DNPH0.100.1000.601.000.9950.14間甲基苯甲醛-DNPH0.100.1000.901.000.9960.12己醛-DNPH0.100.1000.501.000.9940.07

表4 加標(biāo)回收試驗(yàn)

續(xù)表4

2.4 實(shí)際樣品測定

選擇溫州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測中心站樓頂處采集環(huán)境空氣做實(shí)際樣品測試，照方法前處理和儀器條件分析，結(jié)果中甲醛含量3.65μg/m3，乙醛含量8.39μg/m3，丙酮含量20.6μg/m3，丁酮含量13.2μg/m3，其余化合物未檢出，該方法適合環(huán)境空氣樣品分析。

3 結(jié)論

建立了采用超高效液相色譜二極管陳列檢測器測定環(huán)境空氣中13種醛酮類有機(jī)物的分析方法。該方法利用RP18柱能夠全部分離開13種醛酮類化合物，有利于定性和定量，且分析時(shí)間短，精密度和準(zhǔn)確度都能滿足日常檢測分析要求，適用于環(huán)境空氣中13中醛酮類有機(jī)物的分析。