凝胶渗透色谱法（共7篇）
凝胶渗透色谱法 篇1
摘要：建立草莓中残留的克百威的分析方法,样品采用凝胶色谱(GPC)净化技术,气相色谱-质谱联用(GC/MS)法定性和定量。线性范围为0.01～5.0mg/L,相关系数为0.9997;加标回收率为87.6％～92.4％,相对标准偏差(RSD)为3.4％～5.1％;方法的检出限为0.01mg/kg。
关键词：克百威,凝胶渗透色谱,气质联用法测定,草莓
克百威(carbofuran)又名呋喃丹(furadan)、虫螨威,(C12H15NO3,2,3-二氢-2,2-二甲基-7-苯并呋喃基甲氨基甲酸酯,分子量221.25),属于氨基甲酯类高效内吸广谱性杀虫剂,胆碱酯酶抑制剂[1]。目前克百威已被列为高毒性农药,属于规定不得使用和限制使用的农药品种,我国农业部2000年第194号和第199号规定草莓中禁止使用[2]。草莓属于草本植物,植株比较低矮、果实细嫩多汁,这些都容易导致草莓受病虫害和微生物的侵袭,种植草莓的过程中,果农有时为增产增收,在采收期间,仍会喷施克百威等高毒农药。在测定过程中发现草莓提取液成分复杂,含有大量的草莓红色素、维生素、氨基酸等,会干扰测定并污染色谱柱,本实验所建立草莓中克百威的检测方法,样品使用GPC净化,自动化程度高,方便快捷,回收率达到87%以上,可有效地降低杂质干扰并对色谱柱进行保护,GC-MS法测定克百威,定性定量效果好,结果更加准确、可靠。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
乙腈、丙酮、环己烷、乙酸乙酯均为分析纯,使用前重蒸;聚苯乙烯凝胶(Bio-Beads S-X3 200～400目,美国Bio-Rad公司);无水硫酸钠(分析纯,650℃灼烧3h,冷却待用);氯化钠(分析纯);克百威标准溶液100μg/mL(农业部环境保护科研检测所)。
克百威标准工作液的配制:根据检测要求,用丙酮将上述标准溶液稀释成相应浓度的工作液。
Agilent 6890N GC-5973N MSD、自动进样器以及工作站软件(美国Agilent公司);J2 AccuPrep MPS凝胶色谱渗透仪(美国J2 Scientific公司);旋转蒸发仪RE-52A(上海亚荣生化仪器厂);氮吹仪N-EVAP (美国Organomation公司);超声器SK3200H (上海科导超声仪器有限公司)等。
1.2 试样预处理
1.2.1 试样制备
将草莓置于高速匀浆机中,搅拌成浆糊状后混匀,四分法取样,所取试样均等分为2份,1份供测定,另一份置于-18℃冰柜中保存备用。
1.2.2 提取
称取试样5.0g (精确到0.01g),置于50mL具塞离心管中,依次加入2.0g氯化钠和15.0mL乙腈,置于漩涡混合器上震荡1min,超声10min,于4000r/min速率下离心,取出上清液,残留物再加入15mL乙腈,重复提取一次,残渣用10mL乙腈洗涤一次。合并上清液并过无水硫酸钠层,收集于梨形瓶中,40℃水浴中旋转蒸发浓缩近干,用乙酸乙酯-环己烷(体积比为1:1)溶解残留物,并定容至5.0mL,待净化。
1.2.3 净化
称取Bio-Beads S-X3填料15g,用乙酸乙酯-环己烷(体积比为1:1)浸泡24h后,装入GPC柱中,柱径10mm,柱长15cm。吸取上述制备好的待净化试样2.5mL (定量阀定量)进样,以5mL/min的速度淋洗。从第5min开始,每2min收集淋洗液1管,浓缩后上气质联用仪进行测量,计算每段截取时间内克百威被淋洗出的总量,以每段时间内克百威被淋洗处的总量与上样总量的比值为纵坐标,淋洗时间为横坐标,绘制克百威在凝胶色谱柱上流出柱形图(见图1)。从图1可以看出,克百威主要集中于7～11min时间段被淋洗出,弃去前7min的淋洗液,收集7～11min的淋洗液共20mL,于40℃水浴中减压浓缩近干,用丙酮定容至1mL,过0.45μm滤膜,供GC-MS分析。
1.3 色谱条件
色谱柱:J&W HP-5MS (30m×0.25mm×0.25μm);程序升温:起始柱温80℃,维持4min后以10℃/min速率升至280℃,维持5min;载气:氦气(纯度99.999%)气化室温度:230℃;不分流进样,进样量:1μL。
质谱条件:EI电子源,电子轰击能为70eV,离子源温度230℃,四级杆质量分析器温度150℃,全扫描模式的质量范围为50～230,以选择离子检测模式(SIM)为定量方式,特征离子为164,149,131,122,121[3,4]，4]。气质联用仪经全氟三丁胺自动调谐,灵敏度和分辨率达到最佳匹配。
2 结果与讨论
2.1 线性关系
将克百威的标准储备液稀释成0.01mg/L,0.1 mg/L,0.5mg/L,1.0mg/L,3.0mg/L,5.0mg/L的系列标准工作液,以峰面积Y为纵坐标,以其浓度C (mg/L)为横坐标进行线性回归分析,克百威在0.01～5.0mg/L范围内呈线性相关,回归方程为Y=236175X-8388.4,相关系数为0.9997。克百威标准品色谱图和质谱图(见图2,3)。
2.2 方法的回收率和检出限
在空白的草莓样品中分别添加3个浓度水平0.25mg/kg,0.5mg/kg,1.0mg/kg的克百威标准工作液,进行加标回收率实验(n=7)(见图4)。按样品处理过程测定的回收率为87.6%～92.4%,相对标准偏差(RSD)为3.4%～5.1%(见表1)。
参考农业部农业行业标准NY/T 761-2008[5]中克百威的检出限为0.01mg/kg。在空白草莓样品中添加克百威标样含量为0.01mg/kg时,经测量信噪比大于3,因此本方法检出限可达到0.01mg/kg。
2.3 提取和净化条件的选择
本实验采用超声振荡提取法,超声10min,重复1次,提取的回收率达到85%以上,同时具有快速、简便等优点,并结合GPC净化,可以大批量进行试验。
草莓的提取液成分复杂,含有大量的草莓红色素、维生素、氨基酸等,如果试样的净化不好,会对色谱柱造成污染,使色谱柱的分离能力快速下降,缩短色谱柱的寿命,同时还会干扰测定。净化方法通常有液液萃取、层析柱过滤和SPE等办法[6,7,8],但是液液萃取会导致农药残留流失严重,层析柱法装柱过程琐碎,耗时耗力而SPE小柱一般为一次性使用,增加测定费用。GPC (凝胶色谱)是一种传统的分离技术,依靠空间排阻分离分子体积大小不等的样品,在GPC中,大分子物质将首先被洗脱出来,如油脂、类脂化合物、聚合物、蛋白质、色素及类固醇等,而小分子(如农药等)则扩散进入凝胶孔内,较迟流出色谱柱,在分离过程中凝胶本身与被分离物质没有相互作用,因此被分离物质在分离过程中不会发生化学变化[9]。本试验采用这种温和的分离净化方式,使用快速GPC净化仪,仅收集特定馏分,可以有效地净化试样,消除干扰,缩短净化时间,同时Bio-Beads S-X3凝胶填料可以反复使用,通过加标回收测得的净化效果和回收效果良好。
2.4 阳性样品的确认
在样品检测时,如果检出样品的色谱峰的保留时间和标准物质保留时间一致(保留时间锁定:±2.0%偏差)时,再根据选择的特征离子丰度进一步确认是否为阳性样品。
3 结论
本实验所建立的草莓中的克百威残留分析方法,采用GPC净化法,自动化程度高,方便快捷,可以有效地降低杂质干扰对色谱柱进行保护,使用GC-MS法测定克百威灵敏度高,准确性高,回收率好,使结果更为准确、可靠,适用于一般实验室的检验。
参考文献
[1] 唐除痴,李煜超,陈彬等.农药化学[M],天津:南开大学出版社,1997
[2] 农业部.农业部公告第194号和第199号,北京:农业部,2000
[3] Climent M J,Miranda M A.Gas chromatographic-mass spectrometric study of photodegradtion of carbamate pesticides[J].J.ChromatogrA,1996,738:225-231
[4] Hall G L,Whiehead W E,Mouer C R ,Shibamoto T.A new gas chromatographic retention index forpesticides and related compands[J].J.Hi.Res Chromatogr.& Chromatogr.coram,1986,9 : 266-271
[5] NY/T 761-2008蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定
[6] 杨容.基质固相分散-高效液相色谱法测定水稻中的痕量克百威[J],色谱,2003,21(3) :295
[7] 付展明,金米聪,金永高等.GC/MS法测定蔬菜中克百威残留量的研究[J],中国卫生检验杂质,2005,15(4) :421～422
[8] 黎其万,刘宏程.测定植物油中甲萘威赫克百威农药残留的高效液相色谱法[J],分析与测试,2005,31(8) :91～92
[9] 吴刚,鲍晓霞,王华雄等.加速溶剂萃取-凝胶渗透色谱净化-气相色谱快速分析动物源性食品中残留的多种有机磷农药[J],色谱,2008,26(5) :577～582
凝胶渗透色谱法 篇2
SBS改性沥青老化机理复杂,现有研究[1,5]主要集中阐述改性沥青整体性能变化以及沥青化学组分的变化,然而对SBS在改性沥青施工及应用过程中的降解行为的表征却鲜有报导。为此,本文通过对SBS改性沥青经RTFOT老化和PAV老化前后的凝胶渗透色谱(GPC)分析试验,研究SBS在改性沥青老化过程中的降解行为,并探讨SBS类型对其降解过程的影响。
1 试验
1.1 原材料
试验所用的基质沥青为CPC70#石油沥青,SBS为岳阳化工厂生产,其物理性能指标见表1。改性沥青中SBS的掺量均为4.0%。
1.2 改性沥青加工工艺
将沥青与SBS混溶,在170~180℃用高速剪切机剪切,剪切机转速为5000~6000 r/min,剪切过程中加入稳定剂,剪切时间为60 min。高温剪切后的SBS与沥青继续在150℃条件下搅拌溶胀,30 min后取样。SBS-1、SBS-2改性CPC沥青编号分别为PMA-1、PMA-2,各改性沥青性能指标见表2。
1.3 老化试验方法
旋转薄膜烘箱老化试验(RTFOT):采用P877型旋转薄膜烘箱,试样在163℃下受热老化85 min,模拟沥青在施工生产中的短期老化条件。
压力老化试验(PAV):采用PR9300型压力老化仪,将经RTFOT老化后的试样在100℃、2.1 MPa条件下老化20 h,模拟沥青在使用5~10年的长期老化过程。
1.4 GPC分析试验
凝胶渗透色谱(GPC)分析是利用聚合物溶液通过由特种多孔性填料组成的色谱柱时按照分子大小进行分离的试验方法,可以用来测试聚合物的分子质量及其分布。通过对SBS改性沥青进行GPC分析,可以得到SBS分子质量分布曲线。本文采用PL-GPC50型凝胶渗透色谱仪,色谱柱长300 mm,共3根,检测器为紫外吸收光谱检测器。流动相:四氢呋喃;流速:1.0 m L/min;试样溶液浓度:2 mg/m L;进样量:100μL。
2 试验结果与讨论
2.1 改性沥青施工过程中SBS的老化
SBS与沥青共混改性过程需要在高温剪切条件下完成,以使SBS发生自交联和与沥青分子的交联反应,生成分子质量更大的聚合物,达到改善沥青性能的目的[6]。但由于SBS中聚丁二烯链段含有双键,其稳定性较差,易受到热、氧、臭氧等作用发生老化[2]。改性沥青施工过程中的热氧条件会使SBS发生老化降解,破坏SBS的交联结构,使其改性效果下降。
为探明SBS改性沥青施工过程中SBS的老化行为,采用GPC对老化前后SBS的分子质量分布进行分析,据此研究SBS老化降解过程。考虑到SBS种类可能对老化过程产生影响,分别进行了星型和线性2种不同类型SBS的试验。GPC测试所得改性沥青经RTFOT老化后SBS分子质量分布曲线见图1、图2(横坐标为分子质量对数值,纵坐标为对应分子的含量分布)。不同SBS的数均分子质量Mn和重均分子质量Mw见表3。
图1、图2显示,改性沥青老化后SBS分子质量分布曲线向小分子质量方向移动,即2条曲线相比,左侧老化后的数值较大,而右侧老化前的数值较大。表3结果也显示,经RTFOT老化后SBS平均分子质量与未老化时相比呈现减小的趋势。说明老化后SBS小分子物质的含量大于老化前的含量,原因为SBS交联结构发生了一定程度的降解[6],SBS长链断裂成片段,生成了低分子质量的物质。
RTFOT老化后2种SBS平均分子质量都下降,表明不同类型SBS都发生了老化降解,但试验结果显示平均分子质量的减小幅度不同。经RTFOT老化后SBS-1和SBS-2数均分子质量(Mn)与老化前Mn的比值接近,而两者重均分子质量(Mw)的比值分别为83.6%和74.8%,表明2种类型的SBS老化程度有所不同,线性SBS降解程度低于星型SBS,但两者差异较小。
由图1、图2中分子质量分布曲线可以看出,老化后SBS的分子质量整体变化幅度较小,105以上的大分子仍占很大比例。说明改性沥青中只有小部分SBS发生降解,即大部分SBS的交联结构未被破坏,对沥青依然具有较好的改性效果[6]。
2.2 改性沥青使用期间SBS的老化
GPC测试所得改性沥青PAV老化后SBS分子质量分布曲线见图3、图4,SBS数均分子质量Mn和重均分子质量Mw见表3。
图3、图4显示,改性沥青经PAV老化后,SBS分子质量分布曲线左移,向小分子质量方向移动。与老化前及RTFOT老化后相比,PAV老化后曲线整体变动幅度较大。表3结果显示,经PAV老化后SBS平均分子质量总体呈现减小的趋势,平均分子质量降至老化前的50%以下。说明施工完成后,改性沥青在使用过程中继续发生老化,使SBS发生进一步降解,且降解程度较严重。由图3、图4中曲线积分结果可知,经PAV老化后近50%的SBS分子质量已经下降至104数量级,与沥青大分子物质的分子质量趋近,从而使其对沥青的改性效果大幅度下降,这与改性沥青性能试验结论一致[3,7]。
SBS-1和SBS-2在同种沥青中老化后平均分子质量均减小,试验结果显示,两者变化幅度不同,经PAV老化后SBS-1和SBS-2数均分子质量(Mn)与未老化时的比值分别为32.3%、48.0%,而两者重均分子质量(Mw)的比值接近。表明2种类型SBS的老化程度不同,但这与RTFOT老化后的结论并不一致,因此,不能仅仅据此判断2种SBS抗老化性能的优劣,还需进一步的分析验证。
2.3 荧光显微观测结果
图5为改性沥青老化前的荧光显微镜观测结果。
从图5可看到,改性沥青老化前SBS交联形成的网络结构可将沥青包裹于其中,提高改性沥青的稳定性和各项物理性能[6,7]。
图6为改性沥青经PAV老化后的荧光显微照片。
从图6可见,SBS与沥青两相结构改变,SBS的网状结构消失,进一步证明老化过程中SBS交联结构被破坏。这也直观的证实了GPC分析结论,表明用GPC分析方法研究SBS的降解行为是可行的,且GPC分析具有能定量的优点。
3 结论
凝胶渗透色谱(GPC)分析法可测试改性沥青中SBS的分子质量和分子质量分布,本文通过GPC分析试验研究了SBS在改性沥青施工及使用过程中的降解行为。改性沥青经历RTFOT老化后有少量SBS交联结构发生降解,但其对沥青仍具有较好的改性效果,即改性沥青施工中会发生老化降解,但对其性能影响程度较小;经历RTFOT和PAV两阶段老化后,SBS发生严重降解,平均分子质量显著下降,约50%的SBS分子质量降至104数量级,与沥青中大分子的分子质量趋近,这部分SBS丧失对沥青的改性效果。荧光显微观测结果与GPC分析结论一致,证明GPC分析方法能有效表征SBS的降解过程。改性沥青经历RTFOT和PAV老化后,线性和星型2种类型SBS的老化程度不同,但不能仅据此判断2种SBS抗老化性能的优劣。
参考文献
[1]钱春香,解建光,王鸿博,等.SBS和SEBS改性沥青及混合料抗老化性能[J].东南大学学报(自然科学版),2005,35(6):945-949.
[2]翟广玉,陈勤,殷明文,等.常温生产SBS改性沥青防水涂料的研究[J].新型建筑材料,2005(5):21-23.
[3]LU XiaohuI,SACSSON Ulf.Artificial aging of polymer modifiedbitumens[J].Journal of Applied Polymer Science,2000,76(12):1811-1824.
[4]才洪美,王涛,张敬义,等.SBS胶乳沥青改性剂的制备与性能评价[J].新型建筑材料,2009(12):55-58.
[5]欧阳春发,李永胜,贾润萍,等.基质沥青及聚合物改性沥青的老化研究进展[J].合成材料老化与应用,2007(2):22-28.
[6]耿九光,原健安,常青,等.用GPC研究SBS改性沥青交联结构及其稳定性[J].郑州大学学报(工学版),2008,29(2):14-18.
凝胶渗透色谱法 篇3
本文基于Qu ECh ERS前处理提取净化方法, 采用在线GPC-GC-MS法测定大豆中异丙甲草胺, 与传统方法相比, 显著提高前处理效率, 减少分析时间, 减小溶剂消耗, 降低了环境污染[3]。在线GPC-GC-MS系统, 即将GPC纯化装置与GC-MS进行在线连接, 可将样品的净化和浓缩由手动操作变成GPC的全自动化处理, 简化样品前处理步骤, 进一步去除基质干扰, 提高农药残留分析的速度和灵敏度。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
仪器:GPC-GC-MS ( 日本Shimadzu公司) 、高速冷冻离心机 ( 德国Sigma公司) 、普通离心机 ( 上海安亭科学仪器厂) 、涡旋混合器与匀浆机 ( 德国IKA公司) 、微孔有机滤膜0.22 μm ( 上海安普公司) 。
试剂:乙腈、丙酮、正己烷、环己烷 ( 色谱纯, 美国J.T.Baker公司) , N-丙基乙二胺 (PSA) 、C18 (40-63μm, 德国CNW公司) , Na Cl、Mg SO4 ( 分析纯, 国药集团化学试剂有限公司) , GBW (E) 081402 异丙甲草胺标准溶液 ( 国家标准物质中心) 。
1.2 标准溶液制备
以1 000 mg/L异丙甲草胺标准溶液稀释配制混合标准中间液 (10 mg/L) , 其他标准系列工作液以此为基准进一步稀释配制, 得到10.0、20.0、40.0、100、200 μg/L的系列混合标准工作液, 溶剂均为丙酮。
1.3 仪器条件
凝胶色谱柱为EV-200 Shodex (150mm×2 mm) , 流动相为丙酮- 环己烷 (3:7, V/V) 混合溶液, 流速为0.1 m L/min, 柱温为40℃, 进样量10 μL。
GC/MS进样口:程序升温- 大体积进样口 (PTV-LVI) ; 升温程序: 起始温度为120℃ , 保持5.0 min, 再以100 ℃ /min升温至250 ℃, 保持33.7min, 载气总流量30 m L/min;;隔垫吹扫流量5 m L/min, 柱流量1.75 m L/min。
色谱柱:惰性石英管 (5 m×0.53mm, 美国Agilent公司) , 预柱为DB-5MS石英毛细管柱 (5 m×0.25 mm×0.25 μm, 美国Agilent公司) , 分析柱为RTX-5MS (25 m×0. 25 mm×0.25μm, 日本Shimadzu公司) , 色谱。
柱升温程序:起始温度为82℃, 保持5m in, 以8℃ /min速率程序升温至300℃, 保持7.75 min。载气为氦气 (>99. 999%) ;电子轰击源 (EI) :80e V;离子源温度:230℃, 接口温度:300℃, 选择离子监测模式 (SIM) 监测;异丙甲草胺选择162 m/z为定量离子, 238 和146 m/z为定性离子。
1.4 Qu ECh ERS样品前处理
大豆经研磨机粉碎后, 准确称取5.00 g (精确至0.01 g) 试样放入50m L聚丙烯离心管中, 加Na Cl 2 g、水2 g、乙腈10 m L, 旋涡充分混匀, 超声提取20 min;以4500 r/min离心5min, 吸取上清液2 m L于玻璃离心管中, 加入300 mg Mg SO4、100mg PSA和100mg C18 填料, 旋涡混合1 min, 静止吸取1 m L于高速离心管中高速离心5 min (20℃, 10 000 r/min) , 过0.22μm滤膜, 供GPC-GC-MS测定。
2 结果与分析
2.1 方法的线性相关性和灵敏度
将标准系列工作液进行分析, 以标准工作液浓度与对应的峰面积做标准曲线。标准色谱图和拟合曲线图见图1。 结果表明, 在浓度为10~200μg/L范围内异丙甲草胺的浓度与色谱峰面积呈良好的线性关系, 相关系数为0.999 3。取加标样品中标准品响应信号与空白样品色谱图中对应保留时间处的基线噪音进行比较, 以3 倍信噪比 (3S/N) 所对应的样品中标准品浓度为检出限 (limit of detection, LOD) , 以10 倍信噪比 (10S/N) 所对应的样品中标准品浓度为定量限 (limit of quantification, LOQ ) 。实验测得方法的检出限 (S/N =3) 为0.63μg/kg, 定量限 (S/N =10) 为2.1 μg/kg。
2.2 方法的准确度
添加回收率试验样品处理同1.4, 添加浓度为10.0、20.0、50.0 μg/kg, 并分别设空白对照, 每个水平设6 个平行。根据测得量与添加量计算回收率和相对标准偏差。添加回收率和相对标准偏差结果见表1。由表可知, 在对大豆中异丙甲草胺残留分析时, 大豆中3 个水平添加10.0、20.0、50.0μg/kg的回收率范围为78.4~97.5%, 相对标准偏差小于10%。符合农药残留分析方法的准确度和精密度要求。
3 讨论
3.1 GPC系统在线连接优点
GPC净化可有效去除样品中的脂类、色素、蛋白质等大分子干扰物, 常用于脂肪和蛋白质含量较高的植物源性样品的净化[2]。Qu ECh ERS方法提取液经过在线连接GPC能够直接进入GC-MS检测, GPC能较好地去除样品中干扰杂质, 进而减小基质效应、降低分析背景、改善色谱峰形, 且GPC系统克服了常规GPC消耗溶剂量大、自动化差、操作繁琐等问题。GPC系统与GC-MS系统采用大体积进样口连接 (PTV-LVI) , 利用大体积进样技术, 可将GC-MS的灵敏度进一步提高, PTVLVI技术可以升高柱前压稳定柱流速, 可以减少目标分析物在衬管中的停留时间, 在一定程度上抑制基质效应[5]。本方法中异丙甲草胺色谱峰的峰形好、比较对称、分离效果良好。
3.2 样品前处理条件的选择
3.2.1 萃取剂的选择
农药残留检测中常用的萃取剂有乙腈、丙酮和乙酸乙酯, Qu ECh ERS方法经常用乙腈作为萃取剂。本文比较了丙酮、乙腈、乙酸乙酯3 种萃取剂的萃取效果, 结果表明, 丙酮作为萃取剂时, 基质干扰严重, 不适合作为此方法的萃取剂。乙酸乙酯提取共萃取物较多, 由于其与水基本不互溶, 回收率不稳定。采用乙腈作为萃取剂时, 基质干扰较前两者小, 且回收率满足农药残留检测要求, 提取更稳定, 提取效率高。因此本文选用乙腈作为提取剂。
3.2.3 净化剂的选择和用量
Qu ECh ERS方法采用分散固相萃取净化方式, 净化剂直接加入样品提取液吸附基质干扰物, 因此净化剂对目标化合物的吸附会导致回收率降低, 影响测定结果的准确性[4]。根据文献对于Qu ECh ERS净化剂的选择及用量, 本文采用300 mg Mg SO4、100 mg PSA和100 mg C18 填料为净化剂组合, 回收率相对稳定。
3.3 方法的适用性
本文所建立的大豆中异丙甲草胺残留的检测方法, 与现有的文献和GB5009.174-2003 国家标准相比, 在样品净化、进样方式上进行了改进。样品净化方面, 本实验使用改进的Qu ECh ERS前处理方法, 替代了成本大、耗溶剂、速度慢的固相萃取法, 操作更加简便。进样方式方面, 采用GPC大体积进样口PTV-LVI进样时样品是在衬管中汽化的, 不挥发物滞留在衬管中可以保护色谱柱不被污染, 故很适合于分析“脏”的样品连接模式, 与国家标准相比, 大体积进样在一定的程度上提高灵敏度, 并且可以作为定性确证的方法。但是由于需要使用昂贵的GPC-GC-MS仪器, 大范围推广使用有一定限制。
4 结论
本文采用改进的Qu ECh ERS方法提取和净化样品, 利用在线GPC-GC-MS检测大豆中异丙甲草胺残留, 其色谱峰分离效果好, 操作简单, 检出限低。该方法平均回收率为78.4~97.5%, 相对标准偏差小于10%, 完全符合农药残留分析的要求。此外, 该方法与现有的国家标准相比, 在实际应用中简便可行、净化效果稳定、重现性好, 更适合大豆样品的确证和检测。
参考文献
[1]吴凤琪, 聂冬锐, 沈金灿, 等.快速溶剂萃取在线凝胶渗透色谱-串联气质联用法测定大豆中53种农药残留量[J].食品安全质量检测学报, 2014 (11) .
[2]刘咏梅, 王志华, 储晓刚.凝胶渗透色谱净化气相色谱分离同时测定糙米中50种有机磷农药残留[J].分析化学, 2005 (6) .
[3]秦亚萍, 端裕树, 曹磊.应用GPC-GC-MS快速测定农产品中的多种农药残留[J].现代科学仪器, 2007 (1) .
凝胶渗透色谱法 篇4
本文建立了运用凝胶渗透色谱法测定共聚物的分子量及其分布的方法, 测定了两批多元共聚物 (ZF422KS) 的分子量及其分布。该方法具有简便。快速、重现性好等特点, 为产品的生产工艺条件的改进提供了可靠的科学参考依据。
1 试验材料
1.1 仪器:
Agilent 1100series型高效液相色谱仪, 美国Agilent公司生产, 包括G1311A四元泵、G1322A在线脱气机、G1313A自动进样器、G1362A示差折光检测器 (RID) 、G1310A色谱工作站。
1.2 试剂:
硝酸钠, Mili-Q超纯水, 聚丙烯酸钠标准品 (重均分子量Mw:1300、2400、5660、6950、8300, 由上海西宝生物科技有限公司提供) , 多元共聚物ZF422KS (由本公司自主生产) 。
2 试验方法
2.1 色谱条件:
TSKgel G3000PWXL色谱柱 (6μm, 7.8mm×300mm) ;流动相:0.1mol/l硝酸钠;柱温:25℃;进样量:20μL;流速:0.8ml/min。
2.2 绘制标准曲线
取已知Mw为1300、2400、5660、6950、8300的五个聚丙烯酸钠标准品用流动相配置成1mg/ml溶液, 用0.45μm微孔滤膜过滤后, 各取20μL注入色谱仪进行检测, 记录洗脱峰保留时间 (t R) , 应用GPC软件计算分子量, 绘制标准曲线 (每个样品重复进样3次, 取其平均值) 。试验数据如表1所示。
2.3 样品测定
分别取由本公司生产的两个批次的多元共聚物ZF422KS (批次:KS2011047和KS2011050) , 用流动相配置成1mg/ml溶液, 用0.45μm微孔滤膜过滤后, 取20μL注入色谱仪进行测定试验。 (每个批次的样品重复进样3次, 保留时间取其平均值) 。记录洗脱峰保留时间的色谱图如图1和图2所示 (列出的图1和图2为两个批次的样品的其中1次进样的色谱图) 。
3 结果分析
3.1 标准曲线的建立
依据表1试验数据, 以聚丙烯酸钠标准品的相应色谱峰的保留时间为横坐标, 以分子量的对数值为纵坐标, 进行线性回归, 如图3所示。可得回归方程lg Mw=-0.4401t R+8.0246, R2=0.9938, 相关性很好。
3.2 多元共聚物 (ZF422KS) 样品的分析
依据GPC标准曲线及样品保留时间 (色谱图如图1和图2所示) , 采用GPC软件计算, 两个批次的样品重均分子量、数均分子量和分子量分布如表2和表3所示。结果表明两批样品的重均分子量和数均分子量基本一致, 表明两个批次的生产工艺一致性较好, 产品性能比较稳定。
4 结论
实验结果表明, 采用GPC法测定多元共聚物 (ZF422KS) 的分子量及其分布, 不仅操作简便、速度快, 而且反映的结果比较全面, 可用于产品的质量控制。本方法为多元共聚物的生产工艺条件的改进提供了可靠的科学参考依据。
参考文献
[1]陈泉水, 罗太安, 刘晓东.高分子材料实验技术[M].北京:化学工业出版社, 2006:80.
[2]张惟杰.糖复合物生化研究技术[M].杭州:浙江大学出版社, 1994, 158~170.
[3]杨春雷, 陶元器.肝素平均分子量的粘度法测定[J].中国药学杂志, 1995, 30 (7) :439~441.
[4]成都科技大学高分子物理学编写组, 高分子物理[M].成都:成都科技大学出版社, 1990, 3.
[5]杨迪.凝胶色谱测定聚合物相对分子质量及其分布[J].现代塑料加工应用, 2005, 17 (6) :63~66.
凝胶渗透色谱法 篇5
目前液体橡胶的平均数均分子量测定基本上都采用蒸汽压力渗透法, 即VPO法, 此法为消除聚合物间的缔合及聚合物与溶剂之间的相互作用, 需要测定几个浓度的分子量值, 然后再外推到无限稀释的值[4], 此过程操作繁琐, 耗时长, 如果操作技巧不熟练, 有时一个工作日都很难得到一个线性好, 数据准确的数均分子量, 更无从谈起分子量分布趋势以及分布宽度, 残存的单体和溶剂的含量也无法判断, 而用凝胶渗透色谱 (GPC) 便可解决以上问题, 很容易得到液体橡胶的数均 (Mn) 、重均 (Mw) 、Z均 (Mz) 分子量以及分子量分布曲线和分散系数值等表征物质性能的信息, 以便探索相对分子量及分布对液体橡胶加工应用性能的影响。
1 实验部分
1.1 仪器及试剂
仪器: PL-GPC 220高温凝胶渗透色谱仪 (英国PL公司) ;示差折光检测器;自动进样系统, cirrus数据处理软件。
试剂:四氢呋喃 (THF) 、HPLC级 (其水分含量<0.5%) ;聚苯乙烯标样 (英国PL公司提供) 。
1.2 色谱条件
色谱柱:PL gel 混合C型、D型、E型色谱柱串联;流动相:THF;流速:1.0mL/min;分析时间:45min;柱温:35℃
2 结果与讨论
2.1 色谱柱的选择
为准确测定液体橡胶分子量及分布, 并得到较好的分离效果, 根据其理论分子量范围及PL公司各种规格凝胶柱的相对分子量范围, 选用PL-C、PL-D和PL-E柱进行不同组合, 对同一批样品分析测试, 结果见图1。柱型组合类型见表1。
由图1和表1可见, 组合1得到分布曲线2, 说明对大分子尾端和小分子量部分均有较好的分离, 但主峰有托尾, 分布宽, 分散系数大 (PD=2.07) ;组合2得到分布曲线3, 峰形对称, 托尾现象消失, PD值相对变小 (PD=1.99) , 但大分子量部位没有得到很好的分离;组合3得到分布曲线1, 峰形与红色相近, 不可取;组合4得到分布曲线4, 虽主峰小分子尾端稍有托尾, 但大分子尾端突起明显, 小分子峰形对称, PD值适中 (PD=2.03) , 最能表征样品结构特征, 因此本方法选用了柱组合4作为液体橡胶分离的理想柱组合。
2.2 流动相和流速的选择
2.2.1 流动相选择
凝胶渗透色谱流动相选择的主要原则是该流动相对样品有良好的溶解性;且不与填料发生作用[5]。经试验, THF、三氯甲烷、苯、甲苯都对液体橡胶溶解性很好, 也不与聚苯乙烯凝胶填料发生作用;另一方面作为凝胶色谱的流动相, 还应具备粘度小, 沸点适中, 毒性小, 价格便宜, 与检测器相匹配等特点, 从表2所列四种溶剂的物性参数[6]可见, THF最适合作为本方法的流动相。
2.2.2 流速的选择
选择0.8、1.0、1.2mL/min进行试验, 见图2。发现在三种流速下分离效果差别不大, 但对分析时间影响很大, 对应的分析时间分别为60、45、35min, 考查一个分析方法的好坏, 不仅要有好的分离度和拄效, 分析效率也是需要考虑的因素之一。
如图2所示, 当流速为0.8、1.2mL/min时, GPC对大分子组分的分离度相差不大, 但对Mp=580组分的分离度不理想;当流速为1.0ml/min时, 对Mp=580组分的分离达到预期效果。
2.3 校正曲线的制作
选取聚苯乙烯系列标样 (第一组:Mp=162、2900、8100、31420;第二组:Mp=1050、4750、12830、63350;第三组:Mp=1480、5030、19760、170800) 配制适当浓度的标准溶液 (浓度范围1～2mg/mL) 在最佳色谱条件下进行测试, 用组分的保留时间对相对分子质量 (Mw) 作校正曲线, 见图3。
标准曲线方程为:LogMW=21.63-1.473X1+0.04269X2-0.0004602X3。
线性相关系数:-0.9957。
2.4 方法的准确度及重现性
2.4.1 准确度考察
用已知分子量和分散系数值的聚苯乙烯标样Mp =8450, PD=1.03配制一定浓度的溶液, 在标准曲线同等色谱条件下重复测试三次, 记录实测值MP和PD, 进行准确度计算。结果见表3。
从表3可见, PS-8450实测值与理论值非常接近, 相对误差远远小于凝胶渗透色谱允许误差 (小于20%) [7], 数据的相对标准偏差小于5%, 结果非常理想, 可见该方法准确可靠。
2.4.2 重现性考察
对同一批液体橡胶样品在与标准曲线同等条件下进行测试, 重复测定五次, 结果见表4。
表4可见, 五次测试色谱图重复性很好, 相对标准偏差小于1.17%。
2.5 实际样品相对分子质量及分布测定
在与标准曲线同等条件下对装置生产的十批液体橡胶样品进行相对分子量及分布进行测定。结果见表5。
3 结论
1) 本方法准确、快速, 重复性好, 已成功应用于液体橡胶的中试成品分析;
2) 通过部分样品GPC和VPO测定试验, 对于HTPB和CTPB样品的数均分子量, GPC结果约为VPO结果的2倍左右。
参考文献
[1]罗延龄.反应性段及液体橡胶的结构与性能 (Ⅰ) .石化技术与应用, 2000, 360第18卷第6期.
[2]成跃祖.凝胶渗透色谱法的进展及其应用[M].北京.中国石化出版社, 1993, 194-195.
[3]成跃祖.凝胶渗透色谱法的进展及其应用[M].北京:中国石化出版社, 1993:前言.
[4]曹勇, 金关泰.丁羟胶的表征和应用.弹性体1996, 4 (6) .
[5]焦剑, 雷渭媛.高聚物结构、性能与测试[M].北京:化学工业出版社, 2003, 179.
[6]成跃祖.凝胶渗透色谱法的进展及其应用[M].北京:中国石化出版社, 1993, 178-179.
[7]陈重臼.凝胶渗透色谱分析的精度和准确度[J].色谱, 1987, 7 (3) :235.
凝胶渗透色谱法 篇6
关键词：增塑剂,橄榄油,凝胶色谱,气相色谱-质谱
增塑剂 (Phthalate) 是一种增加材料柔软性或使材料液化的添加剂。邻苯二甲酸酯是目前一类广泛使用的增塑剂, 其具有疑似环境荷尔蒙的毒性, 会造成内分泌失调, 阻害生物体生殖机能, 还会引发恶性肿瘤, 造成畸形儿。由于增塑剂和塑料之间并没有严密的化学结合键, 所以当塑料制品接触到橄榄油时, 其中的增塑剂会融入到橄榄油中。本文建立了一种使用GPC (凝胶色谱) 净化, GC-MS (气相色-质谱) 法测定橄榄油当中的11种增塑剂含量的方法。
1 实验部分
1.1 仪器装置
岛津GC/MSD-QP2010 PLUS GC-MS, 色谱柱HP-5ms (30m×250μm×0.25μm) , LCtech GPC Vario凝胶净化仪, 分离柱:GPC 50010:25mm ID*780mm (填料:Bio-Beads S-X3 200-400 mesh) ;氮吹仪:TurbovapⅡ。
1.2 试剂:
增塑剂标准品:Chem Service, 纯度>98%;其余试剂均为色谱纯。标准储备液:分别称取增塑剂标准品10mg于10m L容量瓶中使用正己烷定容, 浓度为1000mg/L。再逐级稀释成0.5mg/L, 1.0mg/L, 2.0mg/L, 4.0mg/L, 5.0mg/L标准曲线。
1.3 实验方法
称取1g橄榄油样品于10m L容量瓶中, 用环己烷:二氯甲烷=7:3定容。用GPC分离, 流动相为环己烷:二氯甲烷=7:3, 流速为5m L/min, 进样量5m L, 收集时间为:22~45min。将收集的溶液转入氮吹管中40℃下氮吹至1m L, 经0.22μm的PTFE微膜针筒式过滤器过滤所得清液使用GC/MS测定 (进样体积:1L, 柱流量:1.0m L/min, 升温程序:170°C (保持1min) , 20°C/min至300°C (保持7min) , 离子源温度:250℃) 。各种增塑剂保留时间和特征离子如下表所示:
2 结果与讨论
实验结果表明11种增塑剂在橄榄油当中的最低检出限为1 mg/kg, 加标回收率在80%~120%之间, 能够满足需求。
参考文献
[1]杨科峰, 厉曙光, 蔡智鸣.环境与职业医学, 2002, 19 (1) :37-39.
凝胶渗透色谱法 篇7
1 仪器与药品
Waters凝胶色谱仪,包括Waters 2414 折光检测器,Water1515 高效液相色谱泵,Waters 2707 自动进样器; 水溶性凝胶柱: Ultrahydrogel 2000 和Ultrahydrogel DP*; 艾科浦超纯水仪超声波清洗仪,张家港市科尔超声电子有限公司; 真空抽滤泵,北京京科瑞达有限公司; 针头过滤器,上海垒固仪器有限公司; 一次性注射器,武汉市王冠医疗器械有限公司; 离心机,金坛市白塔新宝仪器厂。
大单体异戊烯醇聚氧乙烯醚( TPEG,分析纯) ,辽宁奥克化学股份有限公司; 硝酸钠( 色谱纯) ,上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
2 方法与结果
2. 1 色谱条件
色谱柱为水溶性凝胶柱Ultrahydrogel 2000 和Ultrahydrogel DP*两根混合串联使用,流动相: 0. 1 mol/L的硝酸钠,流速:1 m L / min,柱温35 ℃ 。
2. 1. 1 流动相的选择
配制0. 06 mol/L、0. 08 mol/L、0. 10 mol/L、0. 12 mol/L的硝酸钠和磷酸二氢钾溶液分别测样品异戊烯醇聚氧乙烯醚,根据峰形选择0. 10 mol/L的硝酸钠作为测异戊烯醇聚氧乙烯醚的流动相。
2. 1. 2 流速和柱温的选择
流速主要影响样品出峰时间, 分别以0. 8 m L/min、1. 0 m L / min和1. 2 m L / min进行测样分析,发现1. 0 m L / min和1. 2 m L / min出峰时间较短,但是1. 2 m L / min流速过快,分离柱压力显示过大,出于对分离柱的保护,选择1. 0 m L/min作为流速。以1. 0 m L/min为流速,分别在33 ℃ 、35 ℃ 、37 ℃ 的条件下测样品,根据峰形等因素选择35 ℃ 作为柱温。
2. 1. 3 测样时间的选择
以0. 10 mol/L的硝酸钠作为流动相,流速为1. 0 m L/min,35 ℃ 作为柱温进行测样分析,发现样品峰从开始到结束时间约为25 min。因此,以25 min为测一个样品的时间。
2. 2 溶液的配制
2. 2. 1 流动相的配制
准确称取8. 5000 g硝酸钠用超纯水定溶于1000 m L容量瓶中,用真空抽滤泵抽滤后再用超声波清洗仪超声去气泡待用。
2. 2. 2 异戊烯醇聚氧乙烯醚的提纯
取一定量的异戊烯醇聚氧乙烯醚放入烧杯中,用乙酸乙酯溶解后静置一段时间,用离心机离心,取下层固体。重复此步骤三次,得到纯的异戊烯醇聚氧乙烯醚。将提纯后的异戊烯醇聚氧乙烯醚烘干后研磨至粉末状,放入真空干燥皿中待用。
2. 2. 3 异戊烯醇聚氧乙烯醚标准溶液的配制
准确称取1. 0089 g提纯过后的异戊烯醇聚氧乙烯醚用超纯水定溶于100 m L容量瓶中,作为母液抽滤后超声待用。取1. 5 m L、2. 0 m L、3. 0 m L、3. 5 m L、4. 0 m L母液分别用流动相准确定溶于10 m L容量瓶中,编号为1、2、3、4、5 号,待测。
2. 3 测定方法
仪器开机,设定泵的压力和流速,先用流动相冲洗分离柱,持续近2 h使系统平衡。将2. 2. 2 中配制好的待测溶液分别用一次性注射器过滤至样品瓶中,按顺序编号,放入仪器,设置样品的测定时间。观察基线变化,持续稳定后,仪器自动进样检测。
2. 4 线性关系
用2. 2. 3 项所配制的标准溶液,按2. 1 项色谱条件和2. 3项测定方法测定峰高,以峰高为纵坐标Y,以对应的溶液浓度为横坐标X,绘制标准曲线,拟合回归方程。得到异戊烯醇聚氧乙烯醚的线性方程为Y = 12708X - 872. 56,相关系数R =0. 9999。异戊烯醇聚氧乙烯醚的标准曲线见图1,异戊烯醇聚氧乙烯醚的典型凝胶色谱图见图2。
异戊烯醇聚氧乙烯醚标样的典型凝胶色谱图中,其保留时间大约在19 min。
2. 5 重复性试验
对同一品质的异戊烯醇聚氧乙烯醚,在相同的色谱条件下进行5 次分析,5 次分析的结果中异戊烯醇聚氧乙烯醚质量浓度的相对平均偏差( RSD) 小于1% ,表明重复性良好。
2. 6 加标回收试验
参考加标回收实验方法[4],同时取1. 5 m L 2. 1. 2 中配制的异戊烯醇聚氧乙烯醚母液分别置于10 m L容量瓶中,编号为1 和2。移取异戊烯醇聚氧乙烯醚母液0. 3 m L置于1 号容量瓶中,移取异戊烯醇聚氧乙烯醚母液1. 0 m L置于2 号容量瓶中,分别用流动相定溶至刻度。通过含量的测定,计算回收率,异戊烯醇聚氧乙烯醚的平均回收率为99. 98% 。数据见表1。
3 结果
本文用凝胶色谱法测大分子单体异戊烯醇聚氧乙烯醚含量,异戊烯醇聚氧乙烯醚溶液浓度与峰高线性关系良好,相关系数0. 9999,加样回收率平均值为99. 98% ,相对平均偏差( RSD) = 0. 1% ( n = 5) 。该方法简便、快速,具有良好的重复性和回收率,可用于异戊烯醇聚氧乙烯醚纯度的测定和工厂原材料纯度的分析,对今后的减水剂的合成及减水剂分子表征研究[5]也有一定的指导意义。
摘要：建立了一种能快捷、灵敏地测定异戊烯醇聚氧乙烯醚含量方法。采用混合凝胶柱,柱温为35℃,流动相是0.1 mol/L的硝酸钠,流速:1 m L/min。异戊烯醇聚氧乙烯醚溶液浓度与峰高线性关系良好,相关系数0.9999,加样回收率平均值为99.98%,相对平均偏差(RSD)=0.1%(n=5)。该方法简便、快速、有效、灵敏、准确、具有良好的重复性和回收率。可用于异戊烯醇聚氧乙烯醚纯度的测定。
关键词：凝胶色谱,异戊烯醇聚氧乙烯醚,含量分析
参考文献
[1]上海石化TPEG新产品试制成功[J].上海化工,2012,37(3):42-42.
[2]谢丽娜,姚晨之.聚羧酸系减水剂大单体双键保留率碘值法的测定[J].当代化工,2015(1):27-29.
[3]窦琳.聚羧酸盐减水剂大单体不饱和度的测定及研究[D].太原:山西大学,2011.
[4]任成忠,毛丽芬.加标回收实验的实施及回收率计算的研究[J].工业安全与环保,2006,32(2):9-11.