徐慶娟, 馮宇輝, 吳學(xué)

(長白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002)

頂空單滴液相微萃取與GC-MS聯(lián)用測定易揮發(fā)溶劑

徐慶娟, 馮宇輝, 吳學(xué)＊

(長白山生物資源與功能分子教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(延邊大學(xué)),吉林延吉133002)

建立了采用頂空單滴液相微萃取與 GC-MS聯(lián)用檢測易揮發(fā)溶劑的方法,并且優(yōu)化了影響頂空單滴液相微萃取富集率的一些參數(shù).最佳實(shí)驗(yàn)條件是:0.5μL十二烷作為萃取溶劑,樣品溫度為室溫,萃取時間為10 min.在最佳萃取條件下,檢測限為0.000 1～1 mg/L;相關(guān)系數(shù)為0.904 8～0.988 7;線性范圍為0.000 1～500 000mg/L;相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為6.62%～19.11%.實(shí)驗(yàn)表明:該方法操作簡單,有機(jī)溶劑用量小,可用于保健品中提取溶劑的檢測.

液相微萃取;氣相色譜-質(zhì)譜;易揮發(fā)溶劑;人參精

0 引言

人類消費(fèi)水平日益提高,越來越多的人關(guān)注身體保健.目前,市場上出現(xiàn)的各種營養(yǎng)保健品主要包括游離氨基酸類、多酚類、黃酮類、皂苷類等成分.這些成分具有增加免疫力、抗腫瘤、抗衰老、改善睡眠、提高胃腸功能、護(hù)膚美容等功效.大多數(shù)保健品都是通過提取天然植物中的有效成分加工制成的,在提取過程中,常用的提取溶劑有正己烷[1]、丙酮[2]、氯仿、乙醚[3]、乙醇[4]、石油醚[5]、甲醇[6]、乙酸乙酯[7]、二氯甲烷[8]等.這些有機(jī)提取溶劑都是有毒的易揮發(fā)性溶劑,對神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、腎臟、生殖系統(tǒng)等都會造成損壞,甚至導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生.

頂空單滴液相微萃取(HS-SD-LPME)集萃取、凈化、濃縮為一體,具有使用機(jī)溶劑量小、操作簡單等優(yōu)點(diǎn),適用于分析基質(zhì)較復(fù)雜的揮發(fā)性和半揮發(fā)性物質(zhì),是一種環(huán)境友好的樣品前處理技術(shù).目前,HS-SD-LPME已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境[9]、生物[10]、食品等各個領(lǐng)域.為研究 HS-SDLPME技術(shù)在萃取易揮發(fā)性有機(jī)溶劑方面的應(yīng)用,本文選擇人參精作為模擬樣品,選擇乙醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、苯、甲苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯8種易揮發(fā)溶劑作為模擬目標(biāo)物,考察了富集參數(shù)對富集率的影響、方法評價、及其實(shí)際應(yīng)用.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)儀器有:日本島津氣相色譜QPMS2010;色譜柱為DB5熔融石英毛細(xì)管柱,其長度為30 m,內(nèi)徑為0.25 mm,厚度為25μm.載氣為氦氣,純度大于99.999%,進(jìn)樣口溫度設(shè)為150℃;連接口溫度設(shè)為280℃;柱溫采用程序升溫:初始溫度為30℃,保留5 min,以4℃升溫到50℃,再以15℃升溫到150℃,保留2min.當(dāng)質(zhì)譜運(yùn)行完后,把進(jìn)樣口溫度由150℃改到280℃.不分流進(jìn)樣,質(zhì)譜采用選擇離子模式,溶劑切割時間為1.2min,離子源溫度為200℃,電離能為70 eV.

實(shí)驗(yàn)試劑有:二甲苯(分析純),乙醇(工業(yè)純),四氫呋喃(分析純),乙酸乙酯(分析純),十二烷(分析純),正癸烷(分析純),3次蒸餾水,人參精.

1.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品制備

用苯、甲苯、二甲苯(對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯)、四氫呋喃、乙酸乙酯、乙醇配制成標(biāo)準(zhǔn)混合溶液,其中含苯、甲苯、二甲苯(對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯)的濃度為0.1 mg/L;含四氫呋喃、乙酸乙酯的濃度為10 mg/L;含乙醇的濃度為500 000 m g/L.

1.3 實(shí)驗(yàn)過程

用3次蒸餾水逐級稀釋標(biāo)準(zhǔn)混合溶液成系列濃度,其中含苯、甲苯、二甲苯的濃度為:0.000 1、0.000 5、0.001、0.005、0.01μg/mL;含四氫呋喃、乙酸乙酯的濃度為:0.01、0.02、0.06、0.08、0.1 μg/m L;含乙醇的濃度分別為:1、50 000、100 000、300 000、500 000μg/mL.配制完后立刻擰緊瓶蓋,震蕩搖勻,平衡30 min.

用10μL的注射器吸取0.5μL的十二烷,插入小瓶中,使針尖距離隔墊1 cm,然后緩慢推出溶劑,使十二烷的小液滴懸浮在注射器的針尖上,目標(biāo)物從樣品萃取到十二烷的小液滴中.萃取時間為10min,然后把小液滴完全抽回到注射器中,拔出注射器后直接進(jìn)氣相分析.

2 結(jié)果和討論

2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化

2.1.1 萃取溶劑的選擇 萃取溶劑的類型,對于頂空單滴液相微萃取過程是一個重要的參數(shù).它要求萃取溶劑對目標(biāo)物要有很好的萃取能力,并且要與儀器有良好的兼容性.本文考察了十二烷、正癸烷2種萃取溶劑.從圖1可知,2種萃取溶劑都具有良好的萃取效果,富集效果差別不大,但由于正癸烷的沸點(diǎn)與進(jìn)樣口溫度相差很小,導(dǎo)致部分正癸烷與目標(biāo)物一起進(jìn)入色譜柱,影響了目標(biāo)物的分離,所以本文選擇十二烷作為萃取溶劑.

圖1 萃取溶劑類型對目標(biāo)物富集率的影響.

2.1.2 萃取時間 本文所選的模擬目標(biāo)物都是易揮發(fā)的溶劑,可以迅速地在樣品相與萃取相以及頂空相之間達(dá)到平衡.本文選擇10 min作為萃取時間[11-12].

2.1.3 萃取的溶劑體積 在 HS-SD-LPME中,目標(biāo)物被萃取的量與液滴的體積有關(guān).液滴體積越大,被測物質(zhì)的萃取量越大,則有利于提高方法的靈敏度.由于萃取溶劑是完全進(jìn)樣,如果進(jìn)樣量太大,容易造成峰形拖尾,影響分離效果.考慮到萃取溶劑對氣相色譜柱的影響以及環(huán)境友好問題,應(yīng)選擇最小量的萃取溶劑.由于十二烷在室溫條件下較短時間內(nèi)(10 min)基本無損失,所以本文選擇了0.5μL的萃取溶劑.

2.1.4 樣品溫度 本文選擇的目標(biāo)物都是在室溫下極易揮發(fā)的有機(jī)溶劑,所以室溫下目標(biāo)物在樣品基質(zhì)和頂空相中很快達(dá)到平衡,如果樣品溫度升高,萃取系統(tǒng)的溫度也將升高,則萃取溶劑小液滴的損失量增大,影響萃取效率,所以本文選擇了室溫作為萃取溫度.

2.2 方法確認(rèn)

配制8種易揮發(fā)溶劑的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液,在最佳條件下,測定其線性關(guān)系,方法檢出限和重現(xiàn)性.研究線性關(guān)系時,配制一系列的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液,其中苯、甲苯、二甲苯的濃度為0.000 1、0.000 5、0.001、0.005、0.01μg/mL;四氫呋喃、乙酸乙酯的濃度為 0.01、0.02、0.06、0.08、0.1μg/m L;乙醇的濃度為1、50 000、100 000、300 000、500 000 μg/m L.測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差時,選擇混合標(biāo)樣的濃度分別為:苯、甲苯、二甲苯為0.003μg/mL;四氫呋喃、乙酸乙酯為0.03μg/m L;乙醇為3 000μg/m L.平行測定5次,結(jié)果如表1所示.

表1 頂空單滴液相微萃取與 GC-MS聯(lián)用測定易揮發(fā)溶劑的方法評價

2.3 實(shí)際樣品應(yīng)用

稱取人參精樣品0.05 g于1.5 m L的小瓶中,用頂空單滴液相微萃取與 GC-MS聯(lián)用檢測易揮發(fā)溶劑的殘留量,并對人參精進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)以評價基質(zhì)效應(yīng).加入苯、甲苯、二甲苯(對二甲苯,間二甲苯,鄰二甲苯)的濃度為0.003μg/mL;四氫呋喃、乙酸乙酯的濃度為0.03μg/m L;乙醇的濃度為500 000μg/m L.結(jié)果如圖2所示,頂空單滴液相微萃取方法在富集易揮發(fā)性有機(jī)溶劑時無基質(zhì)干擾.在人參精樣品中檢測出乙醇,其濃度為180 000μg/m L.

圖2 A為加標(biāo)人參精樣品的 GC-MS測定譜圖;B為人參精樣品的 GCMS譜圖

3 結(jié)論

本文研究了 HS-SD-LPME技術(shù)在萃取易揮發(fā)性有機(jī)溶劑時的重要參數(shù),并對方法進(jìn)行評價,最后將其應(yīng)用于實(shí)際樣品中.本文在 GC-MS分離與檢測中采用改變進(jìn)樣口溫度的方法實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)物的完全分離.實(shí)驗(yàn)表明,頂空單滴液相微萃取和GC-MS聯(lián)用可用于保健品中易揮發(fā)溶劑的檢測,具有靈敏度高、重現(xiàn)性好、操作簡單、快速、無基質(zhì)干擾等優(yōu)點(diǎn).

[1]閻欲曉,周文紅.提取溶劑對生姜抗氧化性能影響的研究[J].廣州食品工業(yè)科技,2001,17(4):4-6.

[2]劉國艷,王靜,徐鑫等.溶劑法提取黑加侖籽油[J].中國油脂,2005,30(4):56-57.

[3]李雅臣,馬雪梅,陳鴻英,等.鉤藤總生物堿提取溶劑的選擇探討[J].天津中醫(yī)藥,2003,2(4):67-68.

[4]姜天甲,應(yīng)鐵進(jìn),陳秋平等.油茶籽殼總黃酮的提取及抗氧化研究[J].中國食品學(xué)報,2010,1(1):93-99.

[5]楊書珍,彭麗桃,江海,等.不同溶劑提取蜂膠揮發(fā)油的成分分析[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),2009,21(B10):337-340.

[6]魏決,曾曉娟.燕麥油中多酚類物質(zhì)提取溶劑的比較[J].成都大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2009,28(4):295-296.

[7]黃秋森.不同提取溶劑-去雜萃取劑-乙酸乙酯系統(tǒng)生產(chǎn)茶多酚的研究[J].福建中醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2006,16(5):32-34.

[8]楊欣,楊光,賴玲等.酸棗仁中白樺脂酸的提取和制備[J].中國中藥雜志,2006,31(5):437-438.

[9]Shen G,Lee H K.Headspace Liquid-Phase Microextraction of Chlo robenzenes in Soil with Gas Chromatography-Electron Cap ture Detection[J].Anal Chem,2003,75(1):98-103.

[10]Pedersen-Bjergaard S,Rasmussen K E.Bioanalysis of Drugs by Liquid-Phase Microextraction Coup led to Separation Techniques[J].J Chromatogr B,2005,817:3-12.

[11]韓康,周建科,張前莉,等.頂空單液滴微萃取-氣相色譜法測定水中苯系物[J].理化檢驗(yàn):化學(xué)分冊,2008,44(2):154-156.

[12]Theis A L,Waldack A J,Hansen S M,et al.Headspace Solvent Microextraction [J]. Anal Chem,2001,73:5651-5654.

Headspace Single-Drop L iquid Phase Microextraction coupled with GC-MS for the Determ ination of Easy Volatile Solvent

XU Qing-juan, FENG Yu-hui, WU Xue＊
(KeyLaboratoryofNaturalResourcesoftheChangbaiMountain&FunctionalMolecules(YanbianUniversity),MinistryofEducation,Yanji133002,China)

A method was established for the determination of volatile solvent using headspace single-drop LPME coup led with GC-MS.Op timized some parameters, which affect the efficiency of headspace single-drop LPME.Theop timized experimental conditions are:0.5μL of dodecane as extraction solvent,sample temperature is room temperature,extraction time is10min.Under theop timum conditions,evaluate thismethod.The linear range is from 0.000 1 to 500 000mg/L with rep roducibility ranging from 6.62%to 19.11%,and the limits of detection ranged from 0.000 1 to 1mg/L.The co rrelation coefficient ranged from 0.904 8 to 0.988 7.The results demonstrated that HS-SD-LPME is simp le,using a small amount of o rganic solvent,and could be app lied for the determination of extraction solvent in health p roducts.

liquid phasemicroextraction;GC-MS;easy volatile solvent;ginseng oil

O656.31

A

1004-4353(2011)02-0144-04

2011-04-13

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21065013)

＊通信作者:吳學(xué)(1955—),男,博士,教授,研究方向?yàn)橛袡C(jī)合成.