頂空-氣相色譜法測(cè)定烷基糖苷中2種典型的殘留脂肪醇

趙 靜，盧 科，黃 飛

（浙江傳化股份有限公司，浙江杭州 311215）

烷基糖苷（APG）是一種環(huán)境友好型的表面活性劑，由原料淀粉（或者葡萄糖）和脂肪醇通過(guò)直接苷化法制取；直接苷化法合成的產(chǎn)物必須經(jīng)過(guò)脫醇和后處理等才能制成烷基糖苷成品［1］。APG 具有表面活性極佳、去污力強(qiáng)、復(fù)配性能好、對(duì)人體友好、生物降解迅速完全等優(yōu)點(diǎn)［1-3］。脂肪醇的價(jià)格較高，殘留的脂肪醇不僅會(huì)影響產(chǎn)品品質(zhì)，也會(huì)增加生產(chǎn)成本。

殘留脂肪醇含量是衡量APG 品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，而關(guān)于測(cè)定APG 中殘留脂肪醇含量的方法文獻(xiàn)報(bào)道較少。目前主要參考GB/T 19464—2014《烷基糖苷》檢測(cè)APG 中各殘留脂肪醇的含量：利用萃取和氣相色譜分析相結(jié)合的方法，對(duì)APG 中殘留的脂肪醇組分進(jìn)行分離和定量測(cè)定。該方法以正十一醇（C11）為內(nèi)標(biāo)物，用50 mL 含有二氯甲烷的石油醚在自制硅藻土層析柱內(nèi)洗脫，接受液水浴蒸發(fā)至1～2 mL 后，進(jìn)行氣相色譜分析。該方法耗時(shí)費(fèi)力、消耗大量有機(jī)溶劑、成本高，難以實(shí)現(xiàn)大批量檢測(cè)［4］。另有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了采用全揮發(fā)頂空-氣相色譜法測(cè)定APG 中殘留的脂肪醇（正辛醇與正葵醇）［5］，該方法使實(shí)驗(yàn)操作變得簡(jiǎn)便，但是以異丙醇作為溶劑提取APG 中的殘留脂肪醇，取上清液進(jìn)行全揮發(fā)頂空-氣相色譜法分析，預(yù)處理復(fù)雜，而且樣品檢測(cè)難以平行，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的要求過(guò)高，不利于日常常規(guī)檢測(cè)。

本實(shí)驗(yàn)利用50%的N,N-二甲基甲酰胺-水混合溶液溶解稀釋APG 樣品后，經(jīng)頂空恒溫加熱后自動(dòng)進(jìn)樣進(jìn)行氣相色譜分析，建立了一種快速、簡(jiǎn)便、有效測(cè)定APG 中殘留正辛醇（C8）與正葵醇（C10）的部分揮發(fā)頂空-氣相色譜分析方法。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

試劑：N,N-二甲基甲酰胺（DMF，分析純，西隴科學(xué)股份有限公司），正辛醇（C8）、正葵醇（C10）標(biāo)準(zhǔn)品（質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于99.5%，上海麥克林生化科技有限公司），APG0810 系列小試樣品（浙江傳化化學(xué)集團(tuán)），去離子水。

儀器：GC-2030 型氣相色譜儀［島津公司，配備氫火焰離子檢測(cè)器（FID）和HS-10 型頂空自動(dòng)進(jìn)樣器］，DB-624 色譜柱（30.00 m×0.53 mm×3.00 μm）、20 mL 頂空瓶（美國(guó)Agilent 公司），高純氮?dú)馄浚∟2純度為99.999%，杭州今工特種氣體有限公司），1 mL 移液槍（Eppendorf公司）。

1.2 溶液的配制

溶劑：用量筒分別量取等體積的N,N-二甲基甲酰胺和去離子水混合在燒杯里，攪拌均勻后冷卻至室溫，配制成50%的DMF 水溶液，作為本實(shí)驗(yàn)溶劑。

混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（800 mg/L）：分別準(zhǔn)確稱取0.08 g（精確至0.1 mg）正辛醇與正葵醇標(biāo)準(zhǔn)品于100 mL容量瓶，加入配制好的溶劑稀釋、定容并混合均勻。

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：用溶劑將混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋成40、80、200、300、400、600 和800 mg/L 系列溶液，建立標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.3 樣品預(yù)處理

稱取4.0 g（精確至0.1 mg）樣品于50 mL 容量瓶中，用溶劑稀釋、定容并混合均勻。用1 mL 移液槍移取1.0 mL 稀釋液于20 mL 頂空瓶中，加蓋密封，采用頂空-氣相色譜儀進(jìn)行檢測(cè)。

1.4 色譜分析條件

頂空條件：平衡溫度80 ℃，平衡時(shí)間30 min，樣品流路溫度120 ℃，樣品傳輸線溫度130 ℃，GC 循環(huán)時(shí)間50 min。

色譜條件：載氣為氮?dú)猓兌却笥诘扔?9.999%），恒流模式，流量1 mL/min；進(jìn)樣口溫度300 ℃；FID 檢測(cè)器溫度300 ℃；分流比10∶1；色譜柱程序升溫（初始溫度100 ℃，保持1 min，以5 ℃/min 升溫至260 ℃，保持10 min）；進(jìn)樣量1 mL。

在該條件下，正辛醇與正葵醇的色譜分離保留時(shí)間分別為9.906、15.351 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶劑組成

正辛醇、正葵醇在水中的溶解度都非常小，而APG 分子由于具有高度親水的基團(tuán)易溶于水，不溶于普通溶劑［1］。因此，選擇合適的溶劑尤為重要。結(jié)合溶劑沸點(diǎn)與對(duì)樣品的溶解性2 方面的因素，選擇50%的DMF-水混合溶液作為溶劑。此時(shí)DMF 能夠有效地把2 種殘留脂肪醇提取出來(lái)，而水分子可以有效地分散溶解APG 基質(zhì)。

2.2 頂空平衡溫度和時(shí)間

樣品是否達(dá)到氣液平衡與平衡溫度和平衡時(shí)間都有關(guān)，考慮到溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致APG 樣品分解，造成檢測(cè)結(jié)果偏差，確定80 ℃為實(shí)驗(yàn)的頂空平衡溫度。

不同頂空平衡時(shí)間下C8、C10 標(biāo)準(zhǔn)溶液頂空-氣相色譜圖見(jiàn)圖1。

圖1 不同頂空平衡時(shí)間下C8、C10 標(biāo)準(zhǔn)溶液頂空-氣相色譜圖

由圖1 可以看出，在80 ℃平衡溫度下，APG 樣品中的2 種殘留脂肪醇峰面積開(kāi)始隨著平衡時(shí)間的延長(zhǎng)而明顯增加（20～30 min）；30 min 后，峰面積不再增加；50 min 時(shí)，峰面積減小，可能是因?yàn)槠胶鈺r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，頂空瓶?jī)?nèi)氣密性變差。為了提高效率和響應(yīng)靈敏度，保證氣-液兩相完全達(dá)到平衡，可以選擇30 min作為頂空平衡時(shí)間。

2.3 毛細(xì)管柱

同時(shí)考察了市面上常見(jiàn)的RTX-1（非極性）、DB-624（中等極性）和DB-WAX（強(qiáng)極性）3 種毛細(xì)管柱對(duì)2 種殘留脂肪醇的分離效果，結(jié)果如圖2 所示。使用RTX-1 柱分析時(shí)，色譜峰靈敏度差、基線漂移嚴(yán)重；使用DB-WAX 柱分析時(shí)，保留時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度差；使用DB-624 柱對(duì)殘留脂肪醇進(jìn)行分析時(shí)，基線穩(wěn)定，保留時(shí)間適中，靈敏度高，具有較好的分離效果，因此選擇DB-624型毛細(xì)管柱作為分析柱。

圖2 3 種色譜柱條件下C8（a）和C10（b）標(biāo)準(zhǔn)溶液的頂空-氣相色譜圖

2.4 方法評(píng)估

2.4.1 線性方程、檢出限、定量限以及精密度

由表1 可看出，2 種目標(biāo)殘留脂肪醇在一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)均具有良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2值均大于0.999 0。該方法C8 的檢出限（S/N=3）與定量限（S/N=10）分別為2、10 mg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，n=6）為1.1%；C10 的檢出限（S/N=3）與定量限（S/N=10）分別為10、20 mg/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，n=6）為2.4%。說(shuō)明本文建立的檢測(cè)方法靈敏度較高、重復(fù)性較好，符合實(shí)際樣品檢測(cè)要求。

表1 HS-GC 方法的回歸方程、相關(guān)系數(shù)、線性范圍和檢出限

2.4.2 加標(biāo)回收率及精密度

取APG0810 系列小試樣品，分別檢測(cè)2 種殘留脂肪醇的含量，APG 樣品平行測(cè)定5 次。根據(jù)樣品中2種殘留脂肪醇的本底濃度值，向其中加入50%～150%水平的殘留脂肪醇標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，考察方法的加標(biāo)回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。由表2 可看出，APG 樣品中C8 的加標(biāo)回收率為95.5%～100.7%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，n=5）為2.4%；C10 的加標(biāo)回收率為90.1%～100.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD，n=5）為4.3%，符合日常檢測(cè)準(zhǔn)確度和精密度需求。

表2 HS-GC 方法檢測(cè)APG 樣品的加標(biāo)回收率和精密度

2.5 實(shí)際樣品檢測(cè)

為了進(jìn)一步驗(yàn)證方法的準(zhǔn)確性，取5 個(gè)APG0810系列小試樣品，分別參考本文所建方法（頂空-氣相進(jìn)樣法）和GB/T 19464—2014 方法（國(guó)標(biāo)法）檢測(cè)2 種殘留脂肪醇含量，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以國(guó)標(biāo)法檢測(cè)的殘留脂肪醇含量作為基準(zhǔn)值計(jì)算相對(duì)偏差。由表3 可以看出，頂空-氣相進(jìn)樣法和GB/T 19464—2014 檢測(cè)2 種殘留脂肪醇的含量具有一致性，相對(duì)偏差在可接受范圍內(nèi)，證明了方法的可行性。

表3 頂空-氣相法和GB/T 19464—2014 檢測(cè)2 種殘留脂肪醇含量數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

建立了一種有效檢測(cè)APG 中殘留脂肪醇［正辛醇（C8）與正葵醇（C10）］的方法。該方法利用50%的N,N-二甲基甲酰胺-水混合溶液作為溶劑溶解稀釋APG 樣品，結(jié)合部分揮發(fā)氣相頂空進(jìn)樣的分析方法進(jìn)行檢測(cè)，具有快速、簡(jiǎn)便、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，適用于日常大批量檢測(cè)APG 中的殘留脂肪醇。