萘-甲醇標準溶液液相色譜分析條件研究

許愛

(山東省計量科學研究院，濟南 250014)

1 引言

液相色譜儀廣泛應用于食品、環境等檢測領域，其工作原理是利用液體混合物在流動相與固定相中的分配或吸附等差異，由流動相將樣品帶入色譜柱中進行分離，經檢測器檢測進行數據處理后，根據保留時間和峰面積(峰高)進行定性定量分析。它的優點主要有：可以在短時間內把樣品分析出來；對于所分析樣品沒有太多要求，只要能制成液體即可；樣品需求量少，且能進行痕量分析[1，2]。一般由輸液系統、進樣系統、分離系統、檢測系統和數據處理系統等部分組成。液相色譜的檢測器有多種，其中最為普遍的一類是紫外-可見光檢測器，其波長范圍通常為190～700nm或更高[3].根據JJG705—2014《液相色譜儀》國家計量檢定規程的要求，對配有紫外-可見光檢測器的液相色譜儀用萘-甲醇標準溶液進行檢定。整機定性定量重復性是重復進6次1.00×10-4g/mL的萘-甲醇標準溶液，記錄色譜峰的保留時間和峰面積，計算相對標準偏差得來的[4]。規程中給出了分析的參考條件，但在用液相色譜儀-紫外-可見光檢測器分析萘-甲醇標準溶液的過程中，發現萘峰的前端有干擾峰，與萘峰未分開，影響測量結果的重復性。本實驗通過優化分析條件，使雜質與萘分離開。

2 材料與方法

2.1 主要儀器與材料

液相色譜儀：LC-20AT型，日本島津公司，紫外-可見光檢測器； 紫外可見分光光度計：T9CS,北京普析通用儀器設備有限公司。

萘-甲醇溶液標準物質：GBW(E)130167，中國計量科學研究院，1.00×10-4g/mL (Urel=4%k=2)； 純甲醇：Merck, UN1230, 色譜純。

2.2 實驗方法

首先用紫外可見分光光度計在紫外區對純甲醇和萘-甲醇溶液標準物質進行光譜掃描，得出萘-甲醇溶液標準物質在紫外區的吸收峰，確定了波長的優化范圍。參考檢定規程，確定流動相比例、流速和柱溫的優化范圍，通過單因素實驗，確定了分析萘-甲醇溶液標準物質的最佳條件。

3 結果與討論

3.1 波長的影響

用紫外可見分光光度計在190 nm至360 nm范圍內對純甲醇和萘-甲醇溶液標準物質進行了掃描。由圖1和圖2可知，萘-甲醇溶液在223.50nm、266.00nm、275.00nm和285.00nm處存在明顯吸收峰。結合液相色譜儀檢定規程，選定240 nm至300 nm作為本研究的波長考察范圍。

圖1 甲醇在紫外光區吸收圖

圖2 萘-甲醇在紫外光區吸收圖

根據圖2所示的紫外光區吸收圖，本研究在3個吸收峰值附近選取了幾個波長點：257 nm、265 nm、270 nm、275 nm、280 nm和285 nm作為研究波長。柱溫設定為40℃、流速設定為1.0mL/min，選用80%甲醇(甲醇∶水=80∶20)作為流動相，注入20μL萘-甲醇溶液標準物質，連續測量3次，取3次測量峰面積的平均值作為各波長下的峰面積的測量結果。各波長下峰面積的測量結果如圖3所示。

圖 3 波長對峰面積的影響

由圖3可以看出，波長為275nm時，萘-甲醇有最佳吸收峰，故用液相色譜儀紫外-可見光檢測器分析萘-甲醇溶液標準物質的最佳波長為275nm。這與紫外可見分光光度計掃描萘-甲醇溶液標準物質時得出的結果一致。

3.2 流動相比例的影響

分別考查流動相中甲醇比例為70%、80%、90%和100%時對雜質峰和萘峰的分離度、萘的峰面積的影響。將檢測器波長設置為275nm，柱溫設定為40℃、流速設定為1.0mL/min，分別用70%、80%、90%和100%(甲醇與水的比例)的甲醇作為流動相，注入20μL萘-甲醇溶液標準物質，連續測量3次，取3次測量峰面積的平均值作為各流動相下的峰面積的測量結果。不同流動相下峰面積的測量結果如圖4所示。不同流動相下的色譜圖如圖5～8所示。

圖4 流動相比例對峰面積的影響

圖5 70%甲醇作流動相時萘-甲醇色譜圖

圖6 80%甲醇作流動相時萘-甲醇色譜圖

圖7 90%甲醇作流動相時萘-甲醇色譜圖

圖8 100%甲醇作流動相時萘-甲醇色譜圖

由圖5～8可以看出，100%甲醇和90%甲醇做流動相時，萘-甲醇溶液中的雜質與萘無法分開。80%和70%甲醇做流動相時，萘-甲醇溶液中的雜質與萘可以完全分開。由圖4可以看出，流動相中甲醇比例越低，檢測器響應也越低。圖4～8說明隨著甲醇含量降低，雜質峰和萘峰的分離度增加，但是目標物的響應也大大降低。這是因為根據相似相容原理，甲醇含量降低，導致淋洗液對萘的洗脫能力下降。在保證雜質和萘分離的前提下，流動相中甲醇比例為80%時最佳。

3.3 流速的影響

將檢測器波長設置為275nm，柱溫設定為40℃，80%甲醇作流動相，流速分別設定為0.5 mL/min、0.75 mL/min、1.0 mL/min和1.25 mL/min，注入20μL萘-甲醇溶液標準物質，連續測量3次，取3次測量峰面積的平均值作為各流速下的峰面積的測量結果。不同流速下峰面積的測量結果如圖9所示。

圖9 流速對峰面積的影響

由圖9可以看出，隨著流速的增加，萘甲醇的響應值逐漸降低。流速降低會使保留時間變長，流速為1.0mL/min時保留時間為5min左右，流速為0.5mL/min時保留時間為8min左右，但考慮到流速對峰面積的顯著影響，流速為0.5mL/min時最佳。

3.4 柱溫的影響

將檢測器波長設置為275nm， 80%甲醇作流動相，流速設定為0.5 mL/min，柱溫分別設定為30℃、35℃和40℃，注入20μL萘-甲醇溶液標準物質，連續測量3次，取3次測量峰面積的平均值作為各柱溫下的峰面積的測量結果。不同柱溫下峰面積的測量結果如圖10所示。

圖10 柱溫對峰面積的影響

由圖10可以看出，隨著溫度的升高，萘甲醇的響應值逐漸降低，這是因為溫度對甲醇中溶質萘的解離程度有影響，進而影響吸光度。如果溫度未控制好，會導致保留時間向前或向后單向漂移[5]。將柱溫設定為40℃，重復進樣6次，發現保留時間變化很小，沒有出現定向漂移，故柱箱溫度為40℃時最佳。

4 結論

實驗表明，用液相色譜儀-紫外檢測器分析萘-甲醇溶液標準物質時，儀器的最佳條件為：檢測器波長：275nm；80%甲醇(甲醇∶水=80∶20)作流動相；流速為0.5mL/min；柱溫為40℃。