加标回收法在车内醛酮类物质含量检测中的应用.pdf

理论研究 Theoretical Research234 汽车周刊 Auto Weekly 第 11 期加标回收法在车内醛酮类物质含量检测中的应用曾桂莲 周晋 宋文强（上汽通用五菱汽车股份有限公司零部件试验室 545007）摘 要 环境中醛酮类物质对人类健康有许多危害。关于醛酮类物质的检测，标准方法是采用 2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)将其衍生为腙(Cs-DNPH)，然后用高效液相色谱法(HPLC)分离定量 1。本论文主要探讨加标回收法在以上醛酮检测方法中的应用。对含有醛酮组分的洗脱液进行加标回收实验，建立利用 HPLC（高效液相色谱仪）检测醛酮类物质含量分析方法的加标回收方案，确保检测的各组分的回收率均在可接受范围内。同时加标回收法作为实验室常用的一种质量控制技术，回收率的大小不仅能反映分析人员的操作技术水平高低，更能真实反映出当前试验分析方法的可靠性和准确性。关键词 醛酮物质检测；HPLC；加标回收1、引言醛酮类挥发性有机物是目前人们越来越重视的空气污染物，它们大多具有毒性和致癌性。特别是室内和车内的醛酮类物质，由于所处空间相对狭小密闭，不易于醛酮的挥发，加上人均所处环境时间较长，长期大量吸入将对人体产生重大危害。目前，国内外已将醛酮类化合物列为重点控制的有毒有害污染物。对于空气中醛酮化合物的分析，有分光光度法、气相色谱-质谱联用法和高效液相色谱法。高效液相色谱法只需乙腈和水梯度洗脱，就能有效分离 13种醛酮类物质，分析结果准确，分析方法简单、高效、低毒，可用于汽车中或新房中挥发性醛酮类物质的测定。原理是利用 2,4-二硝基苯肼(2,4-DNPH)管采集一定量的空气样本，空气中的醛酮类物质与DNPH 管内物质经过衍生反应生成腙类衍生物，在用乙腈做溶剂对 DNPH 管进行定容洗脱，洗脱液经过高效液相色谱仪分离，紫外或二极管阵列检测器检测，根据保留时间定性，外标法定量，从而检测出空气中所含醛酮物质的种类和浓度。实验室为了验证该分析方法的准确性，同时对该试验进行质量监测，针对该方法拟建立一套加标回收方案，定期开展加标回收试验，通过加标回收率的计算，对该分析方法进行定期的质量核查，以便及时发现偏离及异常，确保试验结果的准确性。2、加标回收的类型及使用要求2.1 加标回收有空白加标回收和样品加标回收两种2.1.1空白加标回收在没有被测物质的空白样品基质加入定量的标准物质，按样品的处理步骤分析，得到的结果与理论值的比值即为空白加标回收率。2.1.2样品加标回收相同的样品取两份，其中一份加入定量的待测成分标准物质，两份同时按相同的分析步骤分析，加标的一份所得的结果减去未加标一份所得结果，其差值同加入的标准物质的理论值之比即为样品加标回收率。2.2 加标量的要求一般为待测物含量的 0.5 2.0 倍，加标后引起的浓度增量在方法测定上限浓度的 0.4 0.6 倍之间为宜；当样品中待测物质含量接近方法检出限时，加标量应控制在校准曲线的低浓度范围，当样品中待测物含量小于方法检出限时，以检出限的量作为待测物质的含量加标；当样品中的待测物浓度高于校准曲线的中间浓度时，加标量应控制在待测物浓度的半量。2.3 加标物浓度及体积的要求加标物的浓度宜较高，加标物的体积应很小，一般以不超过原始试样体积的 1%为好。3、加标方案在利用高效液相色谱仪检测醛酮物质含量的分析方法中，待测样品是 DNPH 管的洗脱液，所用的洗脱溶剂是乙腈，洗脱液中的醛酮物质组分和溶剂理论研究 Theoretical Research235汽车周刊 Auto Weekly 第 11 期乙腈均是极易挥发的有机物质，这一特点对溶液体积的变化以及样品中物质的量均存在较大影响，因此在制定加标回收方案时必须充分考虑这一点，并想办法尽量把挥发性的影响降到最低。3.1 方案制定待测样品为 DNPH 管的洗脱液，不是空白样，因此选择做样品加标回收。常规的加标回收方法是直接将洗脱液一分为二，一份加标，一份不加标，但是经多次实践证明，常规加标回收方法最终做出来的各组分的回收率往往达不到要求。主要原因是加标液中待测组分（醛酮物质）及加标物（醛酮标准溶液）均是极易挥发的有机物质，实验过程中，在将洗脱液分装及添加加标物的过程，都存在不同程度的挥发，进而导致了物质的量的流失及溶液体积的变化，最终导致回收率的不达标。实验室经过多次实验验证，为了解决洗脱液分装过程的挥发，减少物质的量的流失，待测样品选择不分装。样品洗脱后，只取一份洗脱液作为待测样品，直接上 HPLC 走样分析检测含量，待 HPLC完成进样后（一般进样只需几秒钟），立即将样品从 HPLC 进样托盘上取出（部分型号的高效液相色谱仪可在样品进样后马上将样品取出，无需等待样品完成分析），并快速加入一定体积已知浓度的醛酮标准物质，盖上样品瓶盖轻轻摇匀后继续放回HPLC 进样托盘。待前一个没加标样品完成分析后，继续运行 HPLC 完成加标后样品的走样分析测试。最终得到样品加标前后的浓度结果，按照回收率计算方法进行分析计算，即可得到样品的加标回收率。3.2 加标物的选择根据加标物浓度宜较高、体积应尽量小的原则，我们可以直接选择 HPLC 外标法所用的 DNPH 混标-supelco，本实验室选用的是 TO11/IP-6A 醛/酮DNPH 混标（15 种）标准品（浓度为 15g/ml）。每一瓶DNPH混标原液都有相关的标液成分含量说明书，从中可知道里面所含的每一种醛酮物质准确的浓度含量。4、实验部分4.1 仪器及试剂4.1.1仪器工具：高效液相色谱仪（安捷伦1260）、小烧杯（50ml）、5ml 洗脱针管、5ml 容量瓶、2ml棕色样品瓶及瓶盖、进样针（1ml）、进样针（5L）、丁腈手套、防毒面具、通风橱等。4.1.2试剂耗材：DNPH采样管、乙腈（分析纯）、DNPH 混标-supelco（15g/ml）、超纯水。4.2 实验步骤4.2.1试验样件按照一定的试验方法完成封闭或加热等流程处置后，通过采样泵用 DNPH 管对试验样件所处环境的空气进行采样，空气中所含的醛酮类物质就被吸附到了 DNPH 管内。例如，车内空气中醛酮类物质含量的检测，依据一定的法规标准将整车放在一定的环境中，进行一定时间的密闭，必要时再对其进行加热等操作，最后通过事先布置在车内的采样管，利用空气采样泵将一定量的车内空气样本采集到 DNPH 管内。4.2.2DNPH 管洗脱定容：刚完成采样的 DNPH样品管，用 5ml 洗脱针管从小烧杯中吸取乙腈，用乙腈定容洗脱 DNPH 管中醛酮类物质到 5ml 容量瓶中，得到 DNPH 管原始洗脱液。4.2.3取出 1ml 进样针（精度越高越好），用乙腈进行洗针 2-3 次，再用进样针从容量瓶中准确移取 1ml 洗脱液到 2ml 棕色样品瓶中，并在瓶身上贴上样品标签，盖上瓶盖，放在样品托盘上，备用；4.2.4打开事先已从冰箱中取出，且已自然冷却到室温的 DNPH 混合标标，用清洗过的进样针将标准溶液从标液玻璃瓶移到 2ml 样品瓶中，并在瓶身做上标识，盖上瓶盖，放在样品托盘上，备用；4.2.5将待测样品瓶和标液瓶一起放入 HPLC 进样托盘中，编辑序列，完成走样分析，先运行标液瓶再运行样品瓶。运行标液瓶的目的：一是验证购买的标准溶液的准确度，二是为了得到不同组分具体的浓度含量，为后面回收率的计算提供准确数据。此步骤可得到原样品浓度值和标液浓度值；4.2.6待完成进样分析后，立即查看分析结果，根据已知样品浓度及标液浓度，按照加标回收法对加标量的要求，计算确定下一步加入样品瓶中标准溶液的体积。此步骤可得出加标体积；4.2.7待样品瓶和标液瓶均完成进样后，将他们从进样托盘上取出拿到通风橱内，用进样针从标液瓶中移取一定体积的标液加入样品瓶中，并迅速盖好瓶盖，轻轻摇匀。所选取的进样针量程以及所移理论研究 Theoretical Research236 汽车周刊 Auto Weekly 第 11 期取的标液的体积由上一步计算结果确定；4.2.8加标后的样品瓶继续上 HPLC 完成进样分析，为了减少过程挥发，以及缩短等待 HPLC 基线运行稳定的时间，可提前开启 HPLC 预运行，并编辑好运行序列，待基线稳定后即可走样分析。此步骤可得到加标后样品浓度；4.2.9待分析结束后，从 HPLC 上导出原样品浓度、标液浓度、加标后样品浓度数值，整理计算各组分加标回收率。5、样品加标回收率的计算加标回收率的计算公式：加标回收率=（加标样品测定值原样品测定值）加标量 100%式中：原样品测定值=测定浓度 原液体积加标样品测定值=加标后测定浓度（原液体积-进样体积+加标体积）加标量=标液浓度 加标体积备注：进样体积，为 HPLC 分析方法中设置的每次进样量，不同分析方法中此数值可不同。本次加标实验中醛酮类测试 HPLC上分析方法设定的进样体积为 10l/次。表 1 为某次加标实验中各步骤分析数据记录及各组分回收率计算结果统计：从表 1 数据可见，本次加标回收实验，所有待测组分的回收率均在合格范围内，回收效果良好。待测组分较多，均有良好的回收率，也可反向验证了回收方案的正确性和可操作性。6、结论若方法标准中没有加标回收率的规定的，一般采用：95%105%的回收率，即视为合格2。实验室可结合自身实验任务量、实验周期、人员配置等情况，制定计划定期开展加标回收实验，确保分析检测过程的可控，并对实验质量起到有效的监督作用。参考文献：1方思炀.环境中醛酮类物质检测的方法研究.硕士电子期刊.2021年第02期.2王红,张威,范丹.化学需氧量检测的标准方法及加标回收率的测定J.辽宁师专学报(自然科学版).2015,17(02).醛酮类样品加标回收率计算检测项目原样品液浓度（ng/l）原样品体积（l）标液浓度（ng/l）加标体积（l）加标后样品浓度（ng/l）加标回收率（%）回收率要求（95%105%）甲醛0.039100016.3650.12098.3%Y乙醛0.142100016.2750.225100.6%Y丙烯醛0100015.5850.07595.4%Y丙酮0.123100015.9450.205101.6%Y丙醛0.015100016.2550.09698.9%Y丁烯醛0100015.9950.08099.4%Y丁醛0.009100016.2050.08795.1%Y苯甲醛0.002100015.9050.084102.1%Y异戊醛0.011100015.8750.09098.9%Y戊醛0.0001100016.1850.07896.1%Y邻甲苯甲醛0100015.8950.07897.7%Y间、对甲苯甲醛0100031.7450.15597.2%Y己醛0100020.0450.104103.3%Y2，5-二甲基苯甲醛0100015.0050.076100.8%Y表 1