萘-甲醇标准溶液液相色谱分析条件研究

许爱

(山东省计量科学研究院，济南 250014)

1 引言

液相色谱仪广泛应用于食品、环境等检测领域，其工作原理是利用液体混合物在流动相与固定相中的分配或吸附等差异，由流动相将样品带入色谱柱中进行分离，经检测器检测进行数据处理后，根据保留时间和峰面积(峰高)进行定性定量分析。它的优点主要有：可以在短时间内把样品分析出来；对于所分析样品没有太多要求，只要能制成液体即可；样品需求量少，且能进行痕量分析[1，2]。一般由输液系统、进样系统、分离系统、检测系统和数据处理系统等部分组成。液相色谱的检测器有多种，其中最为普遍的一类是紫外-可见光检测器，其波长范围通常为190～700nm或更高[3].根据JJG705—2014《液相色谱仪》国家计量检定规程的要求，对配有紫外-可见光检测器的液相色谱仪用萘-甲醇标准溶液进行检定。整机定性定量重复性是重复进6次1.00×10-4g/mL的萘-甲醇标准溶液，记录色谱峰的保留时间和峰面积，计算相对标准偏差得来的[4]。规程中给出了分析的参考条件，但在用液相色谱仪-紫外-可见光检测器分析萘-甲醇标准溶液的过程中，发现萘峰的前端有干扰峰，与萘峰未分开，影响测量结果的重复性。本实验通过优化分析条件，使杂质与萘分离开。

2 材料与方法

2.1 主要仪器与材料

液相色谱仪：LC-20AT型，日本岛津公司，紫外-可见光检测器； 紫外可见分光光度计：T9CS,北京普析通用仪器设备有限公司。

萘-甲醇溶液标准物质：GBW(E)130167，中国计量科学研究院，1.00×10-4g/mL (Urel=4%k=2)； 纯甲醇：Merck, UN1230, 色谱纯。

2.2 实验方法

首先用紫外可见分光光度计在紫外区对纯甲醇和萘-甲醇溶液标准物质进行光谱扫描，得出萘-甲醇溶液标准物质在紫外区的吸收峰，确定了波长的优化范围。参考检定规程，确定流动相比例、流速和柱温的优化范围，通过单因素实验，确定了分析萘-甲醇溶液标准物质的最佳条件。

3 结果与讨论

3.1 波长的影响

用紫外可见分光光度计在190 nm至360 nm范围内对纯甲醇和萘-甲醇溶液标准物质进行了扫描。由图1和图2可知，萘-甲醇溶液在223.50nm、266.00nm、275.00nm和285.00nm处存在明显吸收峰。结合液相色谱仪检定规程，选定240 nm至300 nm作为本研究的波长考察范围。

图1 甲醇在紫外光区吸收图

图2 萘-甲醇在紫外光区吸收图

根据图2所示的紫外光区吸收图，本研究在3个吸收峰值附近选取了几个波长点：257 nm、265 nm、270 nm、275 nm、280 nm和285 nm作为研究波长。柱温设定为40℃、流速设定为1.0mL/min，选用80%甲醇(甲醇∶水=80∶20)作为流动相，注入20μL萘-甲醇溶液标准物质，连续测量3次，取3次测量峰面积的平均值作为各波长下的峰面积的测量结果。各波长下峰面积的测量结果如图3所示。

图 3 波长对峰面积的影响

由图3可以看出，波长为275nm时，萘-甲醇有最佳吸收峰，故用液相色谱仪紫外-可见光检测器分析萘-甲醇溶液标准物质的最佳波长为275nm。这与紫外可见分光光度计扫描萘-甲醇溶液标准物质时得出的结果一致。

3.2 流动相比例的影响

分别考查流动相中甲醇比例为70%、80%、90%和100%时对杂质峰和萘峰的分离度、萘的峰面积的影响。将检测器波长设置为275nm，柱温设定为40℃、流速设定为1.0mL/min，分别用70%、80%、90%和100%(甲醇与水的比例)的甲醇作为流动相，注入20μL萘-甲醇溶液标准物质，连续测量3次，取3次测量峰面积的平均值作为各流动相下的峰面积的测量结果。不同流动相下峰面积的测量结果如图4所示。不同流动相下的色谱图如图5～8所示。

图4 流动相比例对峰面积的影响

图5 70%甲醇作流动相时萘-甲醇色谱图

图6 80%甲醇作流动相时萘-甲醇色谱图

图7 90%甲醇作流动相时萘-甲醇色谱图

图8 100%甲醇作流动相时萘-甲醇色谱图

由图5～8可以看出，100%甲醇和90%甲醇做流动相时，萘-甲醇溶液中的杂质与萘无法分开。80%和70%甲醇做流动相时，萘-甲醇溶液中的杂质与萘可以完全分开。由图4可以看出，流动相中甲醇比例越低，检测器响应也越低。图4～8说明随着甲醇含量降低，杂质峰和萘峰的分离度增加，但是目标物的响应也大大降低。这是因为根据相似相容原理，甲醇含量降低，导致淋洗液对萘的洗脱能力下降。在保证杂质和萘分离的前提下，流动相中甲醇比例为80%时最佳。

3.3 流速的影响

将检测器波长设置为275nm，柱温设定为40℃，80%甲醇作流动相，流速分别设定为0.5 mL/min、0.75 mL/min、1.0 mL/min和1.25 mL/min，注入20μL萘-甲醇溶液标准物质，连续测量3次，取3次测量峰面积的平均值作为各流速下的峰面积的测量结果。不同流速下峰面积的测量结果如图9所示。

图9 流速对峰面积的影响

由图9可以看出，随着流速的增加，萘甲醇的响应值逐渐降低。流速降低会使保留时间变长，流速为1.0mL/min时保留时间为5min左右，流速为0.5mL/min时保留时间为8min左右，但考虑到流速对峰面积的显著影响，流速为0.5mL/min时最佳。

3.4 柱温的影响

将检测器波长设置为275nm， 80%甲醇作流动相，流速设定为0.5 mL/min，柱温分别设定为30℃、35℃和40℃，注入20μL萘-甲醇溶液标准物质，连续测量3次，取3次测量峰面积的平均值作为各柱温下的峰面积的测量结果。不同柱温下峰面积的测量结果如图10所示。

图10 柱温对峰面积的影响

由图10可以看出，随着温度的升高，萘甲醇的响应值逐渐降低，这是因为温度对甲醇中溶质萘的解离程度有影响，进而影响吸光度。如果温度未控制好，会导致保留时间向前或向后单向漂移[5]。将柱温设定为40℃，重复进样6次，发现保留时间变化很小，没有出现定向漂移，故柱箱温度为40℃时最佳。

4 结论

实验表明，用液相色谱仪-紫外检测器分析萘-甲醇溶液标准物质时，仪器的最佳条件为：检测器波长：275nm；80%甲醇(甲醇∶水=80∶20)作流动相；流速为0.5mL/min；柱温为40℃。