多维气相色谱法检测酒中甲醇研究

刘星辰

实验目的

（1）掌握色谱定量分析的原理和方法（外标法）；

（2）了解气相色谱仪氢火焰离子检测器FID的性能和操作方法；

（3）了解气相色谱法在产品质量控制中的应用；

（4）学习气相色谱法测定甲醇含量的分析方法。

实验原理

甲醇、乙醇：一般白酒酿制过程中不可避免地会有甲醇产生。甲醇是一种无色透明的液体，其性质具有高度的挥发性能，对人体的危害很大。甲醇可以被人体吸收，并且具有很强的毒性，在人体内被氧化以后，以甲醛、甲酸的形式存在，其对人体的神经系统损害严重，特别强调其对人体视神经系统的损害尤为严重，一般情况下，在人食入5 g 就会出现严重的中毒现象，食入量超过 12. 5 g就很大可能导致人体死亡，白酒发酵时却又难以将甲醛和乙醇完全分离，因其对人体危害极大，而我国又是白酒产量大国，故国家在白酒产量的酒精控制上制定相关标准来限制白酒当中酒精含量，防止其对人体的危害，进一步把危害降到最低，根据国家标准（GB10343-89），食用酒精中甲醇含量应低于0.1g·L-1（优级）或0.6 g·L-1（普通级）。

气相色谱法：气相色谱法是一种化学领域分离分析技术，他具有高效、快速而灵敏的分化学分析特点，其分离效能极强。定量引入合适的混合物样品进入色谱系统后，其混合物会被气化，然后被流体携带进入色谱柱，由于样品各部分性质不同，在柱内与固定物作用力的大小也不相同，这个作用力的大小直接影响柱内的迁移速度，换言之，其迁移速度也不同，这时不同的因素之间的作用力促使色谱柱中混合物分离以后的物质先后离开，化合物分离后组分进入检测器，检测器将物质的浓度和质量信号转换为电信号输给记录仪或显示器，最终得到色谱图。其保留值可以用来定性，其峰高或峰面积可以用来定量。

外标法：操作受条件限制，外标法一般用纯组分的溶液（化合分离的物质）或已知浓度的标准溶液配制不同含量的规格化标准溶液，达到准确进样的目的，根据色谱图中组分分离物的峰面积（或峰高）判断组分含量，后对组分含量作标准曲线。在操作条件相同的情况下，依据样品的峰面积（或峰高），从标准曲线上观察其相应分离物组分含量。气相色谱是分离、检测白酒中甲醇含量的有力方法，操作条件相同的条件下，将等量的试样和含甲醇的标准样进行色谱分析，由保留时间判断试样中甲醇的含量或其试样中是否有甲醇存在，难以确定试样中甲醇含量，观察试样和标准样溶液中甲醇峰的峰面积，比较之后确定试样中甲醇的含量。

仪器与试剂

仪器：天美CG7900气相色谱仪，氢火焰检测器（FID），色谱工作站，毛细管柱，10?L微量注射器1支，100mL容量瓶1只，25mL容量瓶5只，5mL吸量管1只。

试剂：甲醇（色谱醇），60%乙醇水溶液（不含甲醇）。取1μL进样无甲醇峰即可。

GC-7900气相色谱使用方法：（1）打开气体发生器，确认净化器上各开关阀保持全开状态（ON），30-40min后待氮气，氢气，空气的压力值后达到相应值，打开仪器电源开关，进入D-7900工作站，将进样口温度设定为180℃，检测器温度设定为200℃，柱温50℃。点开对应的检测器信号通道（FID：1通道），等仪器升温稳定。（2）点火：查看检测器待其温度达到设定值，并保持仪器右侧下面气路面板上对应检测器的空气和氢气阀处于全开状态。按点火键，确认所使用的检测器火已点着（观察是否有水蒸气产生和基线是否有变化）。待基线水平后，依次进样分析。（3）实验结束，先关闭氢气发生器，然后设定柱箱温度值为30，关闭进样器和检测器，降温，待柱箱温度低于50℃退出软件，关闭仪器电源开关，关闭气体发生装置。

实验步骤

色谱柱的准备：安装石英毛细管柱并调试正常，石英毛细管柱规格内径为0.32mm、长为30m，液膜厚0.5?m。

色谱操作条件：检测器FID；进样口温度180℃；检测器温度200℃；柱温50℃。

甲醇标准溶液的配制：准备浓度为60%乙醇溶液装入100mL 容量瓶中， 然后使用电子天平准确称量 0.5000g 的色谱甲醇混于此容量瓶中， 最后用浓度60%的乙醇溶液定容， 得到溶液浓度为5g/L 的甲醇储备液。

将分别准确吸取标準甲醇储备液 1.0，2.0，3.0，4.0，5.0mL置于 5个 容积25mL 容量瓶中， 用 浓度为60%乙醇稀释到刻度， 混匀，这时分别得到0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mg/mL的甲醇标准溶液。

标准工作曲线的制作：用微量注射器吸取1?L不同色谱级甲醇注入色谱仪，获得色谱图，以保留时间作为对照定性参照，确定甲醇色谱峰。

在色谱工作站建立新的面积外标法，在色谱条件确定情况下， 依次由低到高进行分析标准使用液，注意标准使用液分别用注射器准确取 1μL ， 每个浓度点用色谱仪进行3次分析，测得峰面积， 以甲醇平均峰面积为纵坐标标为Y，甲醇浓度为横坐标标为x，根据峰面积和峰高绘制标准工作曲线，得到线性方程和相关系数。