顶空进样GC/MS测定低浓度挥发性有机化合物

顶空进样GC/MS测定低浓度VOC

0 2020-05-27

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EPA8260B是分析挥发性有机物气质联用的方法.尽管通常采用的是吹扫捕集的进样技术,但顶空进样对某些食品基体存在着一定的优势.

图1 为AMDIS的截屏图片：图a为自来水总离子色谱图，图b为保留时间5.47min时47, 83, 85离子碎片，图c中黑色的质谱图为5.47min的样品峰，而白色的质谱图为NIST谱库中一溴二氯甲烷的标准质谱图，黑色样品质谱图和白色标准质谱图匹配相当好，这就说明自来水中存在一溴二氯甲烷。

在食物和饮料中超过安全浓度的挥发性有机化合物（VOC）是危险的，比如苯和氯仿。为了保证食品的安全，有必要准确测量挥发性有机物。北京市食品安全监控中心的工程师按照EPA8260B的要求用捕集阱顶空进样器处理样品，检出的66种化合物都通过了EPA8260B对相对标准偏差的要求，每一种化合物工作曲线的线性良好。

实验

EPA8260B是分析挥发性有机物气质联用的方法。尽管通常采用的是吹扫捕集的进样技术，但顶空进样对某些食品基体存在着一定的优势。捕集阱顶空进样器非常灵敏，因为进样以前捕集阱会浓缩样品；而且只有很少量的样品蒸汽接触到了阱，阱也能保持干净。

顶空传输线穿过气相色谱的进样口是用玻璃两通和毛细色谱柱连在一起。已降低光电倍增管电压到350V，捕集阱顶空进样仍提供了非常高的灵敏度，这样就可以降低对质谱灵敏度的要求，所以降低光电倍增管电压可以延长光电倍增管的使用寿命。

标准溶液校准准备

制备20μg/ml标准储备溶液：准确量取1000μg/ml VOC标准溶液2.00ml，加入到含90ml甲醇的100ml容量瓶中；然后用甲醇准确稀释到100ml，标准储备溶液需要保存在冰箱冷冻室中。

表1. 仪器参数

制备1.00μg/ml标准工作溶液：量取20μg/ml的标准储备溶液0.500ml，用水稀释到10.00 ml；标准工作溶液需要每天重新制备。

在顶空瓶里，用蒸馏水稀释1.00μg/ml标准工作溶液来制备工作曲线用的标准溶液，浓度分别为2、10、20、50、100μg/L。需要注意的是，加入溶液以后必须马上封上所有的顶空瓶，并且转移到捕集阱顶空进样器。

结果

EPA8260B方法要求工作曲线5点校准，每个化合物的相对标准偏差必须小于15%，如果相对标准偏差超过15%就需要重新进行校准。而本实验中60种50μg/L的挥发性有机物的相对标准偏差数据都小于15%，符合美国环保总署发布的标准方法要求。

表2. 66种挥发性有机物的校准表

计算方法检出限（MDL）可以说明方法的检出能力，定量检出限通常需要方法检出限10倍的浓度。通过公式1来计算方法检出限，先测定蒸馏水空白来决定基线，然后测试7个2.0μg/L的标准样品来计算方法检出限，每个化合物的方法检出限是通过99% t分布乘以标准偏差计算的，即等于3倍标准偏差。

公式1：方法检出限MDL的计算：

MDL = t（n-1, a = .99）×s

如果优化一些仪器参数可能会得到更好的方法检出限，举例来说，增加光电倍增管电压会得到更好的方法检出限数字。实验表明，本方法的检出限已经达到世界卫生组织饮用水中挥发性有机物浓度的标准。

表3. 样品分析和加标回收

购买质谱标准库时，国家科学和技术研究所（NIST）会随标准附送AMDIS软件。AMDIS用于解析重叠的色谱峰，把重叠的质谱图进行去卷积算法，从重叠的色谱峰当中取出目标化合物的干净质谱图，甚至当干扰峰的强度远超过目标化合物的时候，AMDIS也能成功地从色谱柱流失、其他分析物以及共流出的干扰当中分离目标化合物的质谱图。

本方法已检测了自来水、可乐、橙汁、茶叶、一次性纸杯中的挥发性有机化合物的浓度（表3），表3还说明了40ng/g的VOC标准溶液添加到样品当中，计算了标准溶液的添加回收率。AMDIS用于证实这些液体和固体的样品中确实存在这些挥发性有机物。

责任编辑：展源

审　　核：何发