孔燕

（鄒城市疾病預(yù)防控制中心理化檢驗(yàn)科 山東鄒城 273500）

1 前言

氣相色譜儀是高效分離和多組分定性、定量的綜合分析系統(tǒng)，近年來(lái)，其作為一種新技術(shù)在分析化學(xué)領(lǐng)域得到快速發(fā)展，電離（Electrospray ionization）和氣壓化學(xué)電離Pressure chemical ionization）技術(shù)的發(fā)展，其工作原理是利用氣相色譜技術(shù)將待分析的成分分離出來(lái)，并將其送入質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)。在高溫高壓條件下，分析物由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀鄮щ婋x子，即準(zhǔn)分子離子。分析物由一級(jí)質(zhì)量分析儀（MS1）按質(zhì)核比率（M/z）分離，母體離子在碰撞室中被誘導(dǎo)解離，母體離子的特征碎片離子由二級(jí)質(zhì)量分析儀（MS2）分離。MS1、MS2監(jiān)測(cè)能有效地減少外界干擾，可以大大提高檢測(cè)的靈敏度。

2 二氯乙酸、三氯乙酸等有機(jī)物檢測(cè)中氣相色譜儀的基本概述

2.1 氣相色譜儀的基本概念

氣相色譜儀是當(dāng)前色譜法分析中主要運(yùn)用的方法之一，能夠?qū)Ψ治鰞x樣品含量進(jìn)行檢測(cè)。氣相色譜儀的使用原理，所涉及的混合物在流動(dòng)過(guò)程中，會(huì)進(jìn)行統(tǒng)一收集并將其帶入固定相內(nèi)，通過(guò)這一操作步驟便可以使每個(gè)混合物的各個(gè)組分中形成不同的相互作用力，會(huì)造成各個(gè)組分在固定相中的停留時(shí)間存在一定的差異，通過(guò)此差異并可以使混合物固定相內(nèi)進(jìn)行物質(zhì)分離。所收集的樣品在氣相色譜儀中完成固定相分離，并可以使所收集的樣品隨著組分的流動(dòng)一起引入檢測(cè)儀器中。通過(guò)檢測(cè)儀器便可以對(duì)所收集的樣品進(jìn)行各組分成分測(cè)量。

2.2 氣相色譜儀的檢測(cè)特點(diǎn)

采用氣相色譜儀對(duì)飲用水中的二氯乙酸、三氯乙酸等有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，主要具有以下特點(diǎn)：一是具有較高的檢測(cè)靈敏度，氣相色譜儀可以將其他檢測(cè)技術(shù)無(wú)法檢測(cè)到的物質(zhì)實(shí)施檢測(cè)，可以達(dá)到98.7%的檢測(cè)效率；二是具有較高的檢測(cè)選擇性，氣相色譜儀在檢測(cè)過(guò)程中自身的分辨率和靈敏度較高，可以在檢測(cè)過(guò)程中對(duì)性質(zhì)相近的物體實(shí)現(xiàn)選擇性分離檢測(cè)；三是具有較快的分析速度，采用氣相色譜儀對(duì)飲用水的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，可以快速得到檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)而提高飲用水水質(zhì)安全檢測(cè)的工作效率。

對(duì)二氯乙酸、三氯乙酸等有機(jī)物進(jìn)行分析是一種痕量檢測(cè)技術(shù)，樣品中目標(biāo)物的濃度通常很低，檢測(cè)濃度也趨于下降。如今，對(duì)飲用水中有機(jī)物的限制越來(lái)越嚴(yán)格，歐盟及其他發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)制定并實(shí)施了飲用水中有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了飲用水中有機(jī)物分析過(guò)程中分析物結(jié)構(gòu)的確認(rèn)。通過(guò)使用氣相色譜儀技術(shù)，可以在飲用水的有機(jī)物檢測(cè)過(guò)程中，提高有機(jī)物的檢測(cè)精準(zhǔn)度，本文綜述了氣相色譜技術(shù)在飲用水中有機(jī)物檢測(cè)中的應(yīng)用及研究進(jìn)展。

3 飲用水水質(zhì)檢測(cè)的重要性

水是生命之源，人在日常生活中離不開(kāi)飲用水，因此對(duì)飲用水水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)及控制是當(dāng)下民生工程的重要舉措。在飲用水檢測(cè)過(guò)程中需要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行物理和化學(xué)方面的檢測(cè)，同時(shí)也需要用專業(yè)儀器對(duì)飲用水水質(zhì)進(jìn)行微生物檢測(cè)，避免飲用水中存在的污染物及細(xì)菌對(duì)人體造成危害。在檢測(cè)過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)飲用水水質(zhì)中存在污染物，則需要采用高溫殺菌的方法對(duì)飲用水進(jìn)行凈化，同時(shí)若發(fā)現(xiàn)飲用水水質(zhì)中存在有毒重金屬，則需采用電離、過(guò)濾等方式進(jìn)行水質(zhì)凈化，避免有毒重金屬進(jìn)入人體，對(duì)人體健康造成威脅。此外在飲用水水質(zhì)檢測(cè)過(guò)程中，需要對(duì)飲用水內(nèi)部的有機(jī)污染物進(jìn)行嚴(yán)格的控制，減少有機(jī)污染物對(duì)飲用水的污染，避免人體因長(zhǎng)期飲用水質(zhì)不合格的飲用水，而出現(xiàn)相關(guān)疾病。

4 飲用水中有機(jī)物在氣相色譜儀中的檢測(cè)應(yīng)用

4.1 檢測(cè)中的材料與方法

采用氣相色譜儀對(duì)飲用水中有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程中，所需要的材料主要有試劑、檢測(cè)儀器、添加劑樣品等，使用合適的儀器和試劑才能夠提高飲用水中有機(jī)物的檢測(cè)精度。

飲用水中的有機(jī)物在氣相色譜儀檢測(cè)過(guò)程中，需要選用10 ml的刻度比色管，并在比色管中分別加入0.25 ml、0.10 ml、2.5 ml的二氯乙酸、三氯乙酸等有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)溶液。將這些溶液進(jìn)行混合，形成新的混合溶液，然后在混合溶液中添加5 ml的蒸餾水，再將蒸餾水與混合溶液進(jìn)行充分搖勻。在搖勻后的混合溶液中添加少量的亞硝酸鈉和亞硫酸溶液，這2種溶液在于混合溶液進(jìn)行充分混合后，需要將溶液放置于冰火浴中進(jìn)行預(yù)處理。在預(yù)處理期間，需要對(duì)溶液進(jìn)行充分搖勻，搖勻3min后將混合溶液取出，然后向混合溶液中添加2.5 ml的正乙烷和1.5 mg的氯化鈉試劑，再將混合溶液置于儀器中，待充分搖勻后及可對(duì)混合溶液中的成分進(jìn)行物質(zhì)檢測(cè)。

4.2 檢測(cè)結(jié)果討論

飲用水中有機(jī)物在檢測(cè)過(guò)程中，通過(guò)氣相色譜儀可以優(yōu)化飲用水中有機(jī)物檢測(cè)過(guò)程中的分流比，因此針對(duì)市場(chǎng)上絕大多數(shù)飲用水，即使其中僅含有少量有機(jī)物，采用氣相色譜儀也可以對(duì)其進(jìn)行精確檢測(cè)，并且該技術(shù)還可以在最大限度上提高飲用水水質(zhì)中有機(jī)物的回收率，通常氣相色譜儀對(duì)飲用水中有機(jī)物的回收率在95%以上。采用氣相色譜儀檢測(cè)飲用水水質(zhì)中的有機(jī)物與其他方法相比，可以明顯提高飲用水中有機(jī)物的檢測(cè)精度，在此次實(shí)驗(yàn)的8次檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，氣相色譜儀對(duì)飲用水中有機(jī)物的檢測(cè)結(jié)果只有3%的偏差率，而其他實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)偏差率高達(dá)5%，這說(shuō)明氣相色譜儀可以準(zhǔn)確的檢測(cè)出飲用水水質(zhì)中有機(jī)物的含量。

4.3 氣相色譜儀中色譜條件的優(yōu)化

相關(guān)研究顯示，在檢測(cè)過(guò)程中，二氯乙酸、三氯乙酸等有機(jī)物會(huì)被檢測(cè)為陽(yáng)離子形式，研究人員需要在側(cè)向色譜質(zhì)量分析中通過(guò)添加適當(dāng)濃度的甲酸溶液，對(duì)有機(jī)物中陽(yáng)離子的變化效率進(jìn)行抑制。這樣才能夠在試驗(yàn)過(guò)程中，獲得最佳峰型的陽(yáng)離子信號(hào)，以滿足實(shí)驗(yàn)需求。在檢測(cè)過(guò)程中當(dāng)溫度達(dá)到40℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員可以明顯的觀察到部分有機(jī)物陽(yáng)離子的峰值形態(tài)出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，這一轉(zhuǎn)變代表有機(jī)物陽(yáng)離子的整體分離時(shí)間變短，此時(shí)需要將儀器調(diào)整為正離子和負(fù)離子模式，進(jìn)行一級(jí)狀態(tài)全掃描，將化合物分子、離子分子一次調(diào)整，線性相關(guān)系數(shù)（R）和校準(zhǔn)限應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)曲線內(nèi)。根據(jù)每個(gè)組分的限值要求，應(yīng)將低、中、高濃度的對(duì)照樣品溶液添加至適當(dāng)?shù)臉悠分?，不同樣品的添加含量?yīng)測(cè)定六次，然后依次計(jì)算這些有機(jī)化合物的回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。平均回收率為81.0%～119.0%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.54%～11.00%。

5 氣相色譜儀在檢測(cè)中的應(yīng)用及趨勢(shì)

5.1 氣相色譜儀在檢測(cè)中的具體應(yīng)用

5.1.1 檢測(cè)飲用水中是否含有有機(jī)氯離子農(nóng)藥

在對(duì)飲用水進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中可以采用氣相色譜法檢測(cè)飲用水中是否含有有機(jī)氯離子農(nóng)藥，該農(nóng)藥是一種有機(jī)毒藥在人體中不易被分解，會(huì)對(duì)人體身體健康造成極大威脅。采用氣相色譜技術(shù)能夠?qū)︼嬘盟械挠袡C(jī)氯離子農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)，該技術(shù)主要運(yùn)用電子捕獲檢測(cè)器（electron capture detector）、苯基檢測(cè)器（Phenyl detector）、二甲基聚硅濾烷毛細(xì)管柱 （Diethylpolysililsilane capillary column）等設(shè)備，在檢測(cè)過(guò)程中的檢測(cè)毛細(xì)管柱的尺寸應(yīng)為30~35 mm，直徑在0.25~0.35 mm進(jìn)而可以根據(jù)智能化升溫程序?qū)λ芤褐械挠袡C(jī)氯離子進(jìn)行分離。

5.1.2 檢測(cè)飲用水中是否含有有機(jī)含磷農(nóng)藥

采用氣相色譜法可以檢測(cè)飲用水中的有機(jī)含磷農(nóng)藥，這一類農(nóng)藥在常溫下通常呈現(xiàn)出淡黃色或棕綠色，同時(shí)還含有大蒜臭味，有機(jī)含磷農(nóng)藥較難溶于水，但是這類農(nóng)藥在動(dòng)植物油或有機(jī)溶液中具有較強(qiáng)的溶解性，此外這一類農(nóng)藥若遇到堿環(huán)境，則會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會(huì)對(duì)堿環(huán)境進(jìn)行結(jié)構(gòu)性質(zhì)的破壞。在采用氣相色譜法對(duì)有機(jī)含磷農(nóng)藥進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，主要是對(duì)農(nóng)藥中的含氮磷物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，通常所選擇的檢測(cè)化學(xué)物為質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的固定甲苯基，同時(shí)還需選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)在95%的二甲基聚硅氧烷毛細(xì)管柱（Diethylpolysiloxane capillary column）。采用機(jī)械制冷的方式對(duì)待檢測(cè)液體進(jìn)行升溫處理，可以檢測(cè)出水體中所含有的有機(jī)磷農(nóng)藥。

5.1.3 對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物及半揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)

在飲用水檢測(cè)過(guò)程中可以借助氣相色譜儀對(duì)水質(zhì)中所含有的揮發(fā)性有機(jī)物及半揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)的過(guò)程中檢測(cè)人員需要提取一定容積的被檢測(cè)液體，放置于特定容器中，再將液體進(jìn)行智能化加溫提取檢測(cè)，同時(shí)該技術(shù)還可以幫助檢測(cè)人員將有害物質(zhì)從飲用水之中隔離，以減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。

5.2 飲用水之中氣相色譜法的發(fā)展方向

近年來(lái)，氣相色譜技術(shù)在飲用水質(zhì)的檢測(cè)中，其自動(dòng)化程度明顯提升，同時(shí)該技術(shù)還逐步地?cái)[脫了人為操作，通過(guò)智能化的操作可以使氣相色譜儀在功能方面提升安全性和高效性，如智能化手性固定液等，通過(guò)這一設(shè)備便可以使毛細(xì)管色譜柱得到廣泛的應(yīng)用，提高對(duì)飲用水中污染物的檢測(cè)分析速度。氣相色譜技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中還可與質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行協(xié)同使用，該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以對(duì)飲用水中的多組混合物及污染物進(jìn)行分離處理，同質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)主要是對(duì)水劑中的污染物實(shí)行分組處理。目前在我國(guó)市場(chǎng)上所售賣的同質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)儀器通常為磁質(zhì)譜、傅里葉變換質(zhì)譜等功能相關(guān)設(shè)備，隨著技術(shù)發(fā)展，這些設(shè)備的接口逐漸變小，設(shè)計(jì)更加精巧，更加適用于野外水質(zhì)的檢測(cè)工作。

6 結(jié)論

當(dāng)前，在飲用水有機(jī)物氣相色譜檢測(cè)過(guò)程中，借助該技術(shù)可以準(zhǔn)確的識(shí)別飲用水有機(jī)物中的陽(yáng)離子、陰離子的物質(zhì)，同時(shí)氣相色譜檢測(cè)技術(shù)還具有高效的定性、定量、分離等功能，在飲用水水質(zhì)檢測(cè)中可以縮減樣品的處理工序，對(duì)飲用水中的多種有機(jī)物成分進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)，此外還可以實(shí)現(xiàn)飲用水水質(zhì)農(nóng)藥的殘留檢測(cè)。氣相色譜檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)靈敏性較高，其靈敏度是傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的約110倍，但是，氣相色譜檢測(cè)技術(shù)易受儀器質(zhì)量參數(shù)的影響，目前在飲用水質(zhì)檢測(cè)中尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)可供檢索。隨著當(dāng)前我國(guó)有關(guān)部門(mén)對(duì)飲用水水質(zhì)安全工作的愈發(fā)重視，現(xiàn)階段對(duì)飲用水水質(zhì)氣相色譜檢測(cè)技術(shù)進(jìn)一步的完善，提高飲用水水質(zhì)內(nèi)部有機(jī)物的檢測(cè)精度，對(duì)促進(jìn)我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。