許愛

(山東省計(jì)量科學(xué)研究院，濟(jì)南 250014)

1 引言

液相色譜儀廣泛應(yīng)用于食品、環(huán)境等檢測領(lǐng)域，其工作原理是利用液體混合物在流動(dòng)相與固定相中的分配或吸附等差異，由流動(dòng)相將樣品帶入色譜柱中進(jìn)行分離，經(jīng)檢測器檢測進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，根據(jù)保留時(shí)間和峰面積(峰高)進(jìn)行定性定量分析。它的優(yōu)點(diǎn)主要有：可以在短時(shí)間內(nèi)把樣品分析出來；對(duì)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(jìn)行痕量分析[1，2]。一般由輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)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(jù)JJG705—2014《液相色譜儀》國家計(jì)量檢定規(guī)程的要求，對(duì)配有紫外-可見光檢測器的液相色譜儀用萘-甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行檢定。整機(jī)定性定量重復(fù)性是重復(fù)進(jìn)6次1.00×10-4g/mL的萘-甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液，記錄色譜峰的保留時(shí)間和峰面積，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差得來的[4]。規(guī)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(biāo)準(zhǔn)溶液的過程中，發(fā)現(xiàn)萘峰的前端有干擾峰，與萘峰未分開，影響測量結(jié)果的重復(fù)性。本實(shí)驗(yàn)通過優(yōu)化分析條件，使雜質(zhì)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(jì)：T9CS,北京普析通用儀器設(shè)備有限公司。

萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：GBW(E)130167，中國計(jì)量科學(xué)研究院，1.00×10-4g/mL (Urel=4%k=2)； 純甲醇：Merck, UN1230, 色譜純。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

首先用紫外可見分光光度計(jì)在紫外區(qū)對(duì)純甲醇和萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行光譜掃描，得出萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在紫外區(qū)的吸收峰，確定了波長的優(yōu)化范圍。參考檢定規(guī)程，確定流動(dòng)相比例、流速和柱溫的優(yōu)化范圍，通過單因素實(shí)驗(yàn)，確定了分析萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的最佳條件。

3 結(jié)果與討論

3.1 波長的影響

用紫外可見分光光度計(jì)在190 nm至360 nm范圍內(nèi)對(duì)純甲醇和萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)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(jié)合液相色譜儀檢定規(guī)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(qū)吸收?qǐng)D

圖2 萘-甲醇在紫外光區(qū)吸收?qǐng)D

根據(jù)圖2所示的紫外光區(qū)吸收?qǐng)D，本研究在3個(gè)吸收峰值附近選取了幾個(gè)波長點(diǎn)：257 nm、265 nm、270 nm、275 nm、280 nm和285 nm作為研究波長。柱溫設(shè)定為40℃、流速設(shè)定為1.0mL/min，選用80%甲醇(甲醇∶水=80∶20)作為流動(dòng)相，注入20μL萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，連續(xù)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(jié)果。各波長下峰面積的測量結(jié)果如圖3所示。

圖 3 波長對(duì)峰面積的影響

由圖3可以看出，波長為275nm時(shí)，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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的最佳波長為275nm。這與紫外可見分光光度計(jì)掃描萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)得出的結(jié)果一致。

3.2 流動(dòng)相比例的影響

分別考查流動(dòng)相中甲醇比例為70%、80%、90%和100%時(shí)對(duì)雜質(zhì)峰和萘峰的分離度、萘的峰面積的影響。將檢測器波長設(shè)置為275nm，柱溫設(shè)定為40℃、流速設(shè)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(dòng)相，注入20μL萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，連續(xù)測量3次，取3次測量峰面積的平均值作為各流動(dòng)相下的峰面積的測量結(jié)果。不同流動(dòng)相下峰面積的測量結(jié)果如圖4所示。不同流動(dòng)相下的色譜圖如圖5～8所示。

圖4 流動(dòng)相比例對(duì)峰面積的影響

圖5 70%甲醇作流動(dòng)相時(shí)萘-甲醇色譜圖

圖6 80%甲醇作流動(dòng)相時(shí)萘-甲醇色譜圖

圖7 90%甲醇作流動(dòng)相時(shí)萘-甲醇色譜圖

圖8 100%甲醇作流動(dòng)相時(shí)萘-甲醇色譜圖

由圖5～8可以看出，100%甲醇和90%甲醇做流動(dòng)相時(shí)，萘-甲醇溶液中的雜質(zhì)與萘無法分開。80%和70%甲醇做流動(dòng)相時(shí)，萘-甲醇溶液中的雜質(zhì)與萘可以完全分開。由圖4可以看出，流動(dòng)相中甲醇比例越低，檢測器響應(yīng)也越低。圖4～8說明隨著甲醇含量降低，雜質(zhì)峰和萘峰的分離度增加，但是目標(biāo)物的響應(yīng)也大大降低。這是因?yàn)楦鶕?jù)相似相容原理，甲醇含量降低，導(dǎo)致淋洗液對(duì)萘的洗脫能力下降。在保證雜質(zhì)和萘分離的前提下，流動(dòng)相中甲醇比例為80%時(shí)最佳。

3.3 流速的影響

將檢測器波長設(shè)置為275nm，柱溫設(shè)定為40℃，80%甲醇作流動(dòng)相，流速分別設(shè)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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，連續(xù)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(jié)果。不同流速下峰面積的測量結(jié)果如圖9所示。

圖9 流速對(duì)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(yīng)值逐漸降低。流速降低會(huì)使保留時(shí)間變長，流速為1.0mL/min時(shí)保留時(shí)間為5min左右，流速為0.5mL/min時(shí)保留時(shí)間為8min左右，但考慮到流速對(duì)峰面積的顯著影響，流速為0.5mL/min時(shí)最佳。

3.4 柱溫的影響

將檢測器波長設(shè)置為275nm， 80%甲醇作流動(dòng)相，流速設(shè)定為0.5 mL/min，柱溫分別設(shè)定為30℃、35℃和40℃，注入20μL萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，連續(xù)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(jié)果。不同柱溫下峰面積的測量結(jié)果如圖10所示。

圖10 柱溫對(duì)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(yīng)值逐漸降低，這是因?yàn)闇囟葘?duì)甲醇中溶質(zhì)萘的解離程度有影響，進(jìn)而影響吸光度。如果溫度未控制好，會(huì)導(dǎo)致保留時(shí)間向前或向后單向漂移[5]。將柱溫設(shè)定為40℃，重復(fù)進(jìn)樣6次，發(fā)現(xiàn)保留時(shí)間變化很小，沒有出現(xiàn)定向漂移，故柱箱溫度為40℃時(shí)最佳。

4 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)表明，用液相色譜儀-紫外檢測器分析萘-甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時(shí)，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(dòng)相；流速為0.5mL/min；柱溫為40℃。