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顶空分析技术在各分析领域中的应用示例
作者:  浏览量:358  发布时间:2019-03-01 11:49:50

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一、烟草行业的应用

近年来对烟草的顶空分析方法的报道多集中在运用SPME的技术上,但是静态顶空分析也可以为烟草分析提供快速的分析结果近年来也得到了快速的发展。李炎强和洗可法介绍了通过将烟草中的顶空成分的应用,其中谈到了适合烟草行业的静态顶空分析的分析系统的优化问题。李炎强和洗可法还介绍将顶空成分与感官评价结合,利用主成分分析算法对不同类型的卷烟如何进行评价。顶空气相色谱联用于烟草中挥发性成分的分析具有预处理简便、样品消耗量小、很适合烟草工业对烟草质量品质控制。

 

二、环境分析

静态顶空分析法费用低、快速、自动化程度高,并且可以Z大程度上的避免溶剂提取所带来的分析本底,在环境问题日益严重的今天已经成为一种非常重要的分析手段。目前的顶空分析在环境分析中的应用,主要集中于对水和土壤样品中潜在的毒性有机挥发性物质的检测。美国EPA目前所用的环境分析方法主要是动态顶空的方法,但是欧洲所用的方法并不统一,但是以静态顶空分析为主。水样品加入基质改性剂后用以静态顶空分析就可以得到令人满意的结果,而且静态顶空分析的精密度较动态顶空的方法好。Gmmiccion分析了水性基质中痕量乙醛的含量,这种方法的线性范围从25ng/mL到300ng/mL,结果表明该方法是一种快速灵敏的环境检测方法。


土壤样品的性质差异大,一般说来直接顶空分析(静态顶空分析)的回收率较高,但富含有机质的土壤样品由于吸附能力强,对于静态和动态顶空两种方法都存在困难,相对来说动态顶空的方法好一些。Maggio运用多头顶空进样毛细管气相色谱分析方法,研究了如何准确地测定土壤样品中有机挥发性物质的量。该方法结合数学利用外推求得土壤样品中有机挥发性物质的总量的方法,取得了满意的分析结果。文中还提到在分析土壤样品时加水能够提高分析的灵敏度和重现性。FaHg等人利用顶空-SPME-GC/MS联用检测土壤中的五种有机磷类杀虫剂、比较了使用不同检测器FID、MS(SIM)的分析结果,发现其中两种杀虫剂马拉硫磷和硝苯硫磷酯的FIDzui低检出限为143ng/g,MS为28。6ng/g;而另外三种甲拌磷、二榛磷和乙拌磷的FIDzui低检出限为28。6ng/g,质谱的zui低检出限为则为14。3ng/g。

 

三、 有机聚合材料中挥发性有机物的分析

对于树脂(聚乙烯、聚苯乙烯等)和塑料等有机聚合材料中聚合单体和残留的有机溶剂的分析,目前主要采取顶空分析法。有机聚合材料对有机溶剂的吸附力强,用固体直接加热来进行分析很难达到顶空和固相间的平衡,而且这样的平衡难以重现,运用静态顶空一般加入稀释剂和基质改性剂或采用动态顶空的方法来测定。吴克勤利用静态顶空方法对聚苯乙烯(PS)、AS和ABS树脂中单体和挥发性进行了测定,实验中加入水做稀释剂来,运用DMF为内标物进行动态顶空分析。杜黎明等运用顶空-大口径毛细管气相色谱法测定了塑料食品包装袋中残留的甲苯、乙酸乙酯、丁酮和异丙醇。叶芬等顶空-气相色谱法测定了塑料食品包装袋中残留的甲苯。Teston分别对用静态顶空法和动态顶空的方法测定酚醛树脂中的挥发性有机残留溶剂进行了对比,结果表明运用动态顶空法有更好的灵敏度。

 

四、药品中有机溶剂残留的测定

药品中有机残留溶剂的潜性的毒性,已经逐渐为人们所认识到。药品中有机挥发性杂质在zui新的美国药典24版中规定了五种有机挥发性杂质(苯、氯仿、二恶烷、二氯甲烷和三氮乙烯)的限量,其中方法四就是采用静态顶空分析方法进行测定的。此外USP24版中还增加了对包衣片中二氯甲烷的静态顶空分析的限量检测。这表明顶空分析方法已经成为一种为法规所认可的一种重要的分析手段。


由于静态顶空分析避免了将药品溶解后直接进样引起的对色谱柱的伤害,现在运用全自动静态顶空-气相色谱法测定药品中残留溶剂,成为药用有机溶剂残留测定的主要方法之一。B’Hymeri运用静态顶空-气相色谱法(火焰离子化检测器)测定了药品中残留的甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、异丙醇、丁醇和甲苯、二甲苯、乙基苯的量,结果表明该方法有很好的回收率。Mcclu发展了运用自动顶空—色谱-质谱联用技术测定药品中有机残留溶剂的方法。KLaffenbach等人运用全自动静态顶空-气相色谱法测定了透皮吸收促进剂中残留含量很低的残留有机溶剂。Mulligan在谈到药品中有机残留溶剂的顶空分析系统的优化时强调用质谱为检测器时采用选择性离子监测的方法将大大提高分析灵敏度。witchi更为详细地讨论了欧美以及日本对药品中有机残留溶剂的限量在法规方面的规定以及各自不同的测定方法,以及药品的溶解性和晶型等因素对测定的影响。



五、 生物样本中挥发性有机物的测定

生物样本中的挥发性物质分析的典型代表是血醇浓度的测定,一般采用静态顶空或顶空固相微萃取进行测定。Russo运用质谱作为顶空气相色谱的检测器,采用选择性离子监测的方法,分析了人体组织中苯的浓度。该方法具有高的分析灵敏度和好的重现性。zui低检测限可以达到10ng/g。SGhuberth建立了分析酒后架车人员血液中乙醇浓度的测定方法,并且确定血液中乙醇的浓度为10mmol/L时,作为饮酒的限量标淮。Penton对静态顶空和顶空固相微萃取测定血液中乙醇的方法进行了比较,发现两种方法所能测定的血液中乙醇的范围相似。Dills等运用静态顶空法系统测定了1,1,1—三氯乙烷、甲苯、二甲苯、乙基苯等在血液中的含量,内标法测得的浓度范围在0。01—1mg/mL之间,检测限可以达到mmol/L水平,并且分析了生物样本中的挥发性有机物的顶空分析方法该如何优化。

 

六、挥发油分析

对于含有挥发油的样品,传统的方法是用水蒸气蒸馏和有机溶剂提取方法分析。与传统的分析方法相比顶空-气相色谱法对有挥发油的样品,是一种无需溶剂提取、样品消耗少的快速分析方法。为了方便地对复杂的挥发性成分的定性研究,一般采用质谱检测器和傅立叶变换红外检测器。为了增加定性的可靠性也用气相色谱的保留指数对定性的结果进行复核。Chialval认为传统的水蒸气蒸馏和有机溶剂提取方法会损失掉一些zui容易挥发的化合物(比如一些低分子量的萜类和小分子量的酯),而这些化合物往往也对样品的气味起重要的作用,因此顶空分析可以为含有挥发油的样品中的气味化学成分分析提供第一手信息。顶空-气相色谱法对有挥发油的样品的分析具有高通量、高分辨率,高灵敏度和快速的特点,在含挥发油的中草药研究和品质控制方面也具有良好的应用前景。


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