固体废物、土壤、水或空气中半挥发性有机化合物检测方案(气相色谱仪)

利用 Intuvo 9000 气相色谱仪减少8270D 方法的分析时间 技术优势： Agilent Intuvo 9000 气相色谱仪联用Agilent 5977A MSD Matthew Giardina Mark Johnston° Bruce D. Quimby Anastasia Andrianova 美国国家环境保护局(EPA) 出版的方法 8270D中，描述了半挥发性有机化合物(SVOC) 定量的要求和方法。本应用简报介绍了在 Agilent Intuvo 9000 气相色谱仪上，将为 EPA 8270D 开发的 GC方法(使用30mx0.25mm色谱柱)转换到电加热的20mx0.18mm色谱柱上，后者分析速度更快。 安捷伦科技有限公司， 美国威明顿市 Test America， Inc， 新泽西州爱迪生市 前言 EPA方法8270D 提供了 GC/MS 定量分析从固体废物、土壤、水或空气中提取的 SVOC 的程序和要求。通常，我们将0.25 mm 内径的30 m 毛细管柱(30m×0.25mm) 与标准对流式色谱柱加热器配套使用。通过细致的优化，运行时间可缩短至20分钟以内。为进一步缩短运行 时间，一些实验室开始研究使用内径更小的色谱柱来改善分离动力学和色谱柱电加热，以期提高程序升温速率并加快冷却速度。本应用简报展示了在 Intuvo 9000气相色谱仪上，将为 EPA 8270D 开发的 GC方法(使用30mx0.25 mm 色谱柱)转换到电加热的20mx0.18 mm 色谱柱上，后者分析速度更快。 样品 实验样品为110种50pg/mL 的酸、碱和中性物质以及六种 40 pg/mL 的内标的二氯甲烷溶液。 表1.仪器方法 原始方法 转换后的方法 GC Intuvo 9000 气相色谱仪，配备简单的 MS流路和分流/不分流芯片式保护柱(G4587-60565) Intuvo 9000 气相色谱仪，配备简单的 MS 流路和分流/不分流芯片式保护柱 (G4587-60565) MS Agilent 5977A MSD， 配备惰性 El 源和6mm拉出极板 5977AMSD， 配备惰性 El源和6mm拉出极板 色谱柱 Agilent J&W DB-UI 8270D Intuvo 气相色谱柱， 30mx0.25 mm，0.25 pm(部件号122-9732-INT) J&W DB-5ms UI Intuvo气相色谱柱，20mx0.18 mm，0.18 pm(部件号121-5522UI-INT) 衬管 带玻璃毛的超高惰性不分流单细径锥衬管(部件号5190-2293) 带玻璃毛的超高惰性低压降分流衬管(部件号5190-2295) 进样量 1pL 1 pL 进样口 不分流250℃ 0.2分钟时吹扫流速为 50 mL/min 隔垫吹扫切换流量模式3 mL/min 分流250℃ 分流比 10：1 隔垫吹扫 3 mL/min 色谱柱压力/流速 7psi， 保持0分钟 90 psi/min 至30 psi，保持0.1分钟 99 psi/min 至 13 psi，保持2.6分钟 1.5 psi/min 至34 psi 1.2 mL/min 芯片式保护柱升温程序 45℃， 保持0.5分钟 20C/min 至100℃ 25C/min 至270℃ 10°C/min至310℃ 200℃，保持0.4分钟 25°C/min 至100°℃ 32°C/min 至270℃ 12.5°C/min 至310C 柱温程序 45℃，保持0.5分钟 20C/min 至100C 25°C/min 至270°℃ 10°℃/min 至310℃，保持2.45分钟 45C， 保持0.4分钟 25℃/min 至100℃ 32C/min至270℃ 12.5℃/min至310℃，保持1.95分钟 总线温度 310℃ 310℃ 传输线温度 300°℃ 320℃ 离子源温度 300°℃ 350°C 四极杆温度 150℃ 200°C 原始方法在内径 0.25 mm， 膜厚0.25 um， 长30m 的色谱柱上进行了优化。为获得 所有目标化合物的理想分离度，方法使 用了四个程序升温和四个程序升压(表 1)。为提高分析速度，使用安捷伦方法 转换软件将方法转换到具有相同相比率 (β=250) 的窄径色谱柱(20mx0.18 mm，0.18 pm)。首先，将原方方法的流速设置为恒定值1.5 mL/min，然后选择最佳效率单选按钮并转换到窄径规格的色谱普。这将得到表1中列出的转换后的升温程序以及转换后的流速 0.72 mL/min。然而，为满足 EPA 8270D 对分离度的要求，同时进一步减少运行时间，最终转换后的方法所用流速为 1.2 mL/min。与原始色谱柱相比，窄径色谱柱的载样量更低，为减少色谱柱上材料的量，进样口采用分流模式操作，分流比为10：1。这使转换后的方法可与原始方法使用相同 的标样组。大部分化合物的校准范围为 0.5-120 ug/mL。 图1展示了使用原始方法和转换后的方法的SVOC分离。根据最后一个目标物苯并[ghi]汾的洗脱时间，窄径色谱柱的速度提升了近1.4倍。 根据 EPA 8270D， 异构体的计算分离度指标(异构体之间峰谷高度与两个峰高平均值之比)不应超过50%。图2展示了苯并[b]荧蒽和苯并[k]荧蒽的提取离子色谱图(m/z 252)。计算得出异构体之间的 计算分离度为33.5%，该值在方法指标范围内。 除对苯并[b]荧蒽和苯并[k]荧蒽的分离度要求外，一些实验室在分离茚并芘和二苯并蒽时也限制了分离度。虽然这些目标物 图1.使用快速方法(A)和原始方法(B)分离 SVOC 图2.使用快速方法的苯并[b]荧蒽和苯并[k]荧蒽的提取离子色谱图(m/z 252) 并不是异构体，但二苯并蒽的一个定性离子与茚并芘的目标离子具有相同的质荷比 (m/z 276)。不使用解卷积时，这些化合物的共流出会导致茚并芘的定量误差。图3展示了提取离子 m/z 276和278的叠加谱图。 m/z 276 提取离子色谱图的计算分离度为34.3%，满足不超过50%的要求。 与传统气相色谱仪不同的是， Intuvo9000结合了微流控程序升温的保留间隙柱(即芯片式保护柱)。在此方法中，芯片式保护柱主要作为一个“牺牲陷阱”，防止低挥发性基质进入色谱柱。基于芯片式保护柱采用的升温程序和溶质的挥发性，某些分析柱未能很好地聚集的化合物，可能会出现峰变宽的现象。这种现象可在前三个洗脱物 1，4-二氧六环、N-亚甲基二硝胺和吡啶中观察到，其中芯片式保护柱采用炉温跟踪模式(图4A)。与柱温程序相比，炉温跟踪模式对芯片式保护柱加热器施加了正25℃的偏移，从而导致起始温度为70℃。通过将芯片式保护柱起始温度提高到200°℃(表1)，使化合物保持在气相中直至它们到达色谱柱，从而改善峰形，如图4B和表2所示。这使得对这些化合物可实现低至5 pg/mL的可靠定量。 图3.茚并芘(m/z 276)和二苯并蒽 (m/z278)的提取离子色谱图叠加 B 1.55 1.60 1.65 1.70 1.75 1.80 1.85 1.90 1.95 2.00 时间 (min) 图4.1，4-二氧六环(蓝色， m/z88)、N-亚甲基二硝胺(红色，m/z 74)和吡啶(绿色， m/z 78)的提取离子色谱图叠加，A为芯片式保护柱采用炉温跟踪模式，B为芯片式保护柱起始温度为200℃ 表2.5%峰高处的拖尾因子 1，4-二氧六环 N-亚甲基二硝胺 吡啶 70℃(炉温跟踪) 1.8 2.4 3.0 200C(程序升温) 1.7 1.9 2.4 ( 在 Intuvo 9000 气相色谱仪上，将优化的 EPA 8270D 的 SVOC 分离 GC 方法(使用30 mx0.25 mm色谱柱)转换到了20 m× 0.18 mm 色谱柱上。运行时间缩短了约 1.4倍，同时满足方法的分离度要求。 ) ( 1. Semivolatile Organic Compoundsby Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC/MS)； Method 8270D；United States Environmental Protection Agency， Revision 4，February 2007 ) 查找当地的安捷伦客户中心： www.agilent.com/chem/contactus-cn 免费专线：800-820-3278，400-820-3278(手机用户) 联系我们： LSCA-China_800@agilent.com 在线询价： www.agilent.com/chem/erfq-cn www.agilent.com 本文中的信息、说明和指标如有变更，恕不另行通知。 ( 5994-0209ZHCN ) 摘要美国国家环境保护局 (EPA) 出版的方法 8270D 中，描述了半挥发性有机化合物 (SVOC) 定量的要求和方法。本应用简报介绍了在 Agilent Intuvo 9000 气相色谱仪上，将为 EPA 8270D 开发的 GC 方法（使用 30 m × 0.25 mm 色谱柱）转换到电加热的 20 m × 0.18 mm 色谱柱上，后者分析速度更快。前言EPA 方法 8270D 提供了 GC/MS 定量分析从固体废物、土壤、水或空气中提取的 SVOC 的程序和要求。通常，我们将0.25 mm 内径的 30 m 毛细管柱 (30 m × 0.25 mm) 与标准对流式色谱柱加热器配套使用。通过细致的优化，运行时间可缩短至 20 分钟以内。为进一步缩短运行时间，一些实验室开始研究使用内径更小的色谱柱来改善分离动力学和色谱柱电加热，以期提高程序升温速率并加快冷却速度。本应用简报展示了在 Intuvo 9000 气相色谱仪上，将为 EPA 8270D 开发的 GC 方法（使用 30 m × 0.25 mm 色谱柱）转换到电加热的 20 m × 0.18 mm 色谱柱上，后者分析速度更快。结论在 Intuvo 9000 气相色谱仪上，将优化的 EPA 8270D 的 SVOC 分离 GC 方法（使用 30 m × 0.25 mm 色谱柱）转换到了 20 m × 0.18 mm 色谱柱上。运行时间缩短了约 1.4 倍，同时满足方法的分离度要求。