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解決方案

凝膠凈化解決方案

作者：實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)員來(lái)源：依利特 2025-09-22 15:58:34

前言

凝膠色譜是以多孔凝膠為固定相，利用凝膠孔的空間尺寸效應(yīng)，使不同大小的分子達(dá)到分離的一種色譜技術(shù)。按照流動(dòng)相不同，可以將凝膠色譜分為以有機(jī)溶劑為流動(dòng)相的凝膠滲透色譜 (GPC) 和以水溶液為流動(dòng)相的凝膠過(guò)濾色譜。其中凝膠滲透色譜 (GPC) 運(yùn)用較多，常用于樣品前處理中。

污染物較多的樣品常常需要先使用凝膠凈化系統(tǒng)進(jìn)行凈化，然后再使用高效液相色譜儀 (HPLC)、氣相色譜儀 (GC)、或者是氣質(zhì) / 液質(zhì)聯(lián)用儀 (GC-MS/HPLC-MS) 進(jìn)行分析；凝膠凈化系統(tǒng)可以有針對(duì)性地排除干擾物，從而提高分析準(zhǔn)確性，同時(shí)可保護(hù)分析系統(tǒng)。

凝膠滲透分離原理

在樣品分離過(guò)程中，大于尺寸排阻極限的化合物將會(huì)不受阻礙，直接通過(guò)柱子；而在工作范圍內(nèi)的小的化合物將會(huì)被填料截留，隨著溶劑的洗脫逐漸滲透過(guò)填料的孔，隨后流出柱子，從而達(dá)到樣品分離的目的。

依利特儀器針對(duì)環(huán)境、食品等行業(yè)需要對(duì)有害物質(zhì)的樣品進(jìn)行前處理的需求，推出 Elite GPC 凝膠凈化系統(tǒng)。并使用該系統(tǒng)對(duì)植物油中苯并芘、抗氧化劑樣品進(jìn)行了凈化，實(shí)驗(yàn)表明此系統(tǒng)具有安全、可靠、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、節(jié)省有機(jī)溶劑等優(yōu)點(diǎn)，滿(mǎn)足各行業(yè)對(duì)樣品進(jìn)行凝膠凈化前處理的需求。

第 1 章凝膠凈化系統(tǒng)介紹

1.1 工作步驟

輸送部分：由輸液泵將流動(dòng)相與樣品帶入凝膠凈化柱中；

分離部分：試樣中各組分在凈化柱中按照分子大小順序逐漸洗脫，大分子油脂、色素、生物堿、聚合物等先被洗脫出來(lái)，而農(nóng)藥等較小分子后被洗脫出來(lái)；

檢測(cè)部分：洗脫出來(lái)的物質(zhì)經(jīng)過(guò)檢測(cè)器的檢測(cè)，輸出分析譜圖；

餾分收集：根據(jù)用戶(hù)設(shè)置要求，餾分收集器收集含有目標(biāo)組分的洗脫液，用于下一階段的實(shí)驗(yàn)分析。其余部分作為廢液流出系統(tǒng)。

1.2 儀器設(shè)備

1.3 儀器特點(diǎn)

a) 高精度高壓恒流泵，輸液穩(wěn)定，重復(fù)性佳。

b) 實(shí)時(shí)壓力顯示，高、低壓報(bào)警等功能，保證儀器的安全性。

c) 可變波長(zhǎng)紫外 - 可見(jiàn)檢測(cè)器，波長(zhǎng)范圍廣，靈敏度高。

d) 觸摸屏全自動(dòng)餾分收集器，操作簡(jiǎn)單，直觀。

e) 不銹鋼凝膠凈化柱可承受更高壓力、縮短凈化時(shí)間、節(jié)省有機(jī)溶劑、提高工作效率。

第 2 章植物油中苯并芘的測(cè)定

2.1 試劑與前處理設(shè)備

表 3 主要化學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)品清單

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

苯并 (a) 芘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 (100μg/mL)：準(zhǔn)確稱(chēng)取苯并 (a) 芘 1mg (精確到 0.01mg) 于 10mL 容量瓶中，用甲苯溶解，定容。避光保存在 0℃~5℃的冰箱中，保存期 1 個(gè)月。

苯并 (a) 芘標(biāo)準(zhǔn)中間液 (1.0μg/mL)：吸取 0.10mL 苯并 (a) 芘標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 (100μg/mL)，用乙腈定容到 10mL。避光保存在 0℃~5℃的冰箱中，保存期 1 個(gè)月。

苯并 (a) 芘標(biāo)準(zhǔn)工作液：把苯并 (a) 芘標(biāo)準(zhǔn)中間液 (1.0μg/mL) 用乙腈稀釋得到 20.0ng/mL 的校準(zhǔn)曲線(xiàn)溶液，臨用現(xiàn)配。

樣品提取

稱(chēng)取 0.4g (精確到 0.001g) 試樣，加入 5mL 正己烷，渦旋混合 0.5min，待凈化。

樣品凈化步驟

按照樣品凈化色譜條件，先取 20.0ng/mL 的校準(zhǔn)品 5.0mL，按照樣品凈化條件進(jìn)樣，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品出峰時(shí)間，確定樣品餾分收集時(shí)間（一般收集標(biāo)準(zhǔn)品色譜峰起點(diǎn)時(shí)間 - 0.2min 到落點(diǎn)時(shí)間 + 0.2min 之間的餾分）。

設(shè)置餾分收集器收集區(qū)域，取實(shí)驗(yàn)樣品 5.0mL，按照樣品凈化條件進(jìn)樣。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

測(cè)定苯并芘標(biāo)準(zhǔn)品（20ng/mL）

色譜柱：EliteUQ Bio-Beads S-X3 25×400mm

流動(dòng)相：環(huán)己烷 / 乙酸乙酯 = 50/50

流量：5.0mL/min

檢測(cè)波長(zhǎng)：254nm

進(jìn)樣量：5.0mL

收集：10~12min 的洗脫液

第 3 章食品中抗氧化劑的測(cè)定

3.1 試劑與前處理設(shè)備

3.2 實(shí)驗(yàn)方法

參考《GB 5009.32-2016 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中 9 種抗氧化劑的測(cè)定》，根據(jù)客戶(hù)實(shí)際情況做優(yōu)化。

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

抗氧化劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱(chēng)取 0.1g (精確至 0.1mg) 固體抗氧化劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，用乙腈溶于 100mL 棕色容量瓶中，定容至刻度，配制成濃度為 1000mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)混合儲(chǔ)備液，0℃~4℃避光保存。

抗氧化劑混合標(biāo)準(zhǔn)使用液：移取適量體積的濃度為 1000mg/L 的抗氧化劑標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)混合儲(chǔ)備液稀釋至濃度為 500mg/L 的混合標(biāo)準(zhǔn)使用液。

樣品提取

油類(lèi)樣品：稱(chēng)取 1g (精確至 0.01g) 試樣于 50mL 離心管中，加入 5mL 乙腈飽和的正己烷溶液溶解樣品，渦旋 1min，靜置 10min，用 5mL 正己烷飽和的乙腈溶液渦旋提?。ㄔ拇颂幬礃?biāo)注時(shí)間，建議參考標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充），3000r/min 離心 5min，收集乙腈層于試管中，再重復(fù)使用 5mL 正己烷飽和的乙腈溶液提取 2 次，合并 3 次提取液，待凈化。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

樣品制備

液體樣品混合均勻，取有代表性試樣，密封保存。

樣品凈化

按照樣品凈化色譜條件，先取 500mg/L 的校準(zhǔn)品 5.0mL，按照樣品凈化條件進(jìn)樣，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品出峰時(shí)間，確定樣品餾分收集時(shí)間（一般收集標(biāo)準(zhǔn)品色譜峰起點(diǎn)時(shí)間 - 0.2min 到落點(diǎn)時(shí)間 + 0.2min 之間的餾分）。

稱(chēng)取樣品 10g (精確至 0.01g) 于 100mL 容量瓶中，以乙酸乙酯和環(huán)己烷混合溶液定容至刻度，作為母液；取 5mL 母液于 10mL 容量瓶中以乙酸乙酯和環(huán)己烷混合溶液定容至刻度，待凈化。

設(shè)置餾分收集器收集區(qū)域，取實(shí)驗(yàn)樣品 5.0mL，按照樣品凈化條件進(jìn)行凈化。收集流出液，40℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，加 2mL 乙腈定容，過(guò) 0.22μm 有機(jī)系濾膜，供液相色譜測(cè)定。同時(shí)做空白試驗(yàn)。

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

測(cè)定抗氧化劑標(biāo)準(zhǔn)品（500mg/L）

色譜柱：EliteUQ Bio-Beads S-X3 25×400mm

流動(dòng)相：環(huán)己烷 / 乙酸乙酯 = 50/50

流速：5.0mL/min

檢測(cè)波長(zhǎng)：254nm

進(jìn)樣量：5.0mL

收集：8~13min 的洗脫液

第 4 章土壤和沉積物半揮發(fā)性有機(jī)物的測(cè)定

4.1 試劑與前處理設(shè)備

4.2 實(shí)驗(yàn)方法

標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

凝膠滲透色譜校準(zhǔn)溶液：含有玉米油 (25 mg/ml)、鄰苯二甲酸二 (2 - 二乙基己基) 酯 (1 mg/ml)、甲氧滴滴涕 (200 mg/L)、苝 (20 mg/L) 和硫 (80 mg/L) 的混合溶液。
半揮發(fā)性有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)貯備液：rho=1000 mg/L ~ 5000 mg/L，市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。
半揮發(fā)性有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)中間液：rho=200 mu g/ml ~ 500 mu g/ml，用二氯甲烷 - 丙酮混合溶劑 (體積比 1:1) 稀釋半揮發(fā)性有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)貯備液。
內(nèi)標(biāo)貯備液：rho=5000 mg/L，1,4 - 二氯苯 - d4、萘 - d8、苊 - d10、菲 - d10、? - d12 和苝 - d12，市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。亦可選用其他性質(zhì)相近的半揮發(fā)性有機(jī)物做內(nèi)標(biāo)。
內(nèi)標(biāo)中間液：rho=200 mu g/ml ~ 500 mu g/ml，用二氯甲烷 - 丙酮混合溶劑 (體積比 1:1) 稀釋配置內(nèi)標(biāo)貯備液，并混勻。
替代物貯備液：rho=1000 mg/L ~ 4000 mg/L，苯酚 - d6、2 - 氟苯酚、2,4,6 - 三溴苯酚、硝基苯 - d5、2 - 氟聯(lián)苯、4,4’- 三聯(lián)苯 - d14 等市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。
干燥劑：優(yōu)級(jí)純無(wú)水硫酸鈉 (Na?SO?) 或粒狀硅藻土 250 μm~150 μm (60 目～100 目)，置于馬弗爐中 400℃烘烤 4h，冷卻后裝入磨口玻璃瓶中密封，于干燥器中保存。

樣品準(zhǔn)備

將樣品放在搪瓷盤(pán)或不銹鋼盤(pán)上，混勻，除去枝棒、葉片、石子等異物，按照 HJ/T 166 進(jìn)行四分法粗分。用于篩選污染物為目的的樣品，應(yīng)對(duì)新鮮樣品進(jìn)行處理；自然干燥不影響分析目的時(shí)，也可將樣品自然干燥；新鮮土壤或沉積物樣品可采用冷凍干燥和干燥劑方法干燥。如果土壤或沉積物樣品中水分含量較高 (大于 30%)，應(yīng)先進(jìn)行離心分離出水相，再進(jìn)行干燥處理。

稱(chēng)取 20g (精確到 0.01g) 的新鮮樣品，加入一定量的干燥劑混勻、脫水并研磨成細(xì)小顆粒，充分拌勻直到散粒狀，全部轉(zhuǎn)移至提取容器中待用。

樣品提取

a) 索氏提取：將制備好的土壤或沉積物樣品全部轉(zhuǎn)移入索氏提取套筒，加入校準(zhǔn)曲線(xiàn)中間點(diǎn)以上濃度的替代物中間液（二氯甲烷 - 丙酮體積比 1:1 混合溶劑稀釋替代儲(chǔ)備液到rho=200 mu g/ml ~ 500 mu g/ml），小心置于索氏提取器回流管中，在圓底溶劑瓶中加入 100ml 二氯甲烷 - 丙酮混合溶劑 (體積比 1:1)，提取 16h~18h，回流速度控制在每小時(shí) 4~6 次。然后停止加熱回流，取出圓底溶劑瓶，待濃縮。
b) 加壓流體萃取：按照 HJ 783 執(zhí)行。

樣品濃縮

在室溫條件下，開(kāi)啟氮?dú)庵寥軇┍砻嬗袣饬鞑▌?dòng)（避免形成氣渦），用二氯甲烷多次洗滌氮吹過(guò)程中已露出的濃縮器管壁。濃縮至約 2ml，停止?jié)饪s。加入約 5ml 凝膠滲透色譜流動(dòng)相，進(jìn)行溶劑轉(zhuǎn)換，再濃縮至約 1ml，待凈化。

樣品凈化步驟

當(dāng)分析的目的是篩查全部半揮發(fā)性有機(jī)物時(shí)，應(yīng)選用凝膠滲透色譜凈化方法。

a) 凝膠滲透色譜柱的校準(zhǔn)：按照儀器說(shuō)明書(shū)對(duì)凝膠滲透色譜柱進(jìn)行校準(zhǔn)，凝膠滲透色譜校準(zhǔn)溶液得到的色譜峰應(yīng)滿(mǎn)足以下條件：所有峰形均勻?qū)ΨQ(chēng)；玉米油和鄰苯二甲酸二 (2 - 二乙基己基) 酯的色譜峰之間分辨率大于 85%；鄰苯二甲酸二 (2 - 二乙基己基) 酯和甲氧滴滴涕的色譜峰之間分辨率大于 85%；甲氧滴滴涕和苝的色譜峰之間分辨率大于 85%；苝和硫的色譜峰不能重疊，基線(xiàn)分離大于 90%。
b) 確定收集時(shí)間：半揮發(fā)性有機(jī)物的收集時(shí)間初步定在玉米油出峰之后至硫出峰之前，苝洗脫出以后，立即停止收集。然后用半揮發(fā)性有機(jī)物標(biāo)準(zhǔn)中間液進(jìn)樣形成標(biāo)準(zhǔn)物譜圖，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)譜圖進(jìn)一步確定起始和停止收集時(shí)間，并測(cè)定其回收率。沸點(diǎn)較低的半揮發(fā)性有機(jī)物的回收率受濃縮等因素影響導(dǎo)致回收率下降，當(dāng)大部分的目標(biāo)物回收率均大于 90% 時(shí)，即可按此收集時(shí)間和儀器條件凈化樣品，否則需繼續(xù)調(diào)整收集時(shí)間和其他條件。
c) 提取液凈化：用凝膠滲透色譜流動(dòng)相將樣品濃縮液定容至凝膠滲透色譜儀定量環(huán)需要的體積，按照確定后的收集時(shí)間自動(dòng)凈化、收集流出液，待再次濃縮。