Agilent J&W DB-624UI 超高惰性 色谱柱对挥发性有机酸的痕量分析 作者 John Oostdijk、Ken Lynam 和Allen Vickers 安捷伦科技有限公司 应用简报 环境 摘要 安捷伦的新型去活 6% 氰丙基苯基聚二甲基硅氧烷 (624) 固定相极大地提高了对酸性物质 的分离性能,而且对碱性物质和醇类物质也具有出色的分离性能.由于固定相的选择性 相似,因而易于替换现有色谱柱. 前言 挥发性有机酸是具有酸性的有机化合物.最常见的有机酸是羟酸,例如甲酸和乙酸.传统氰丙基苯基二甲聚硅氧烷固定相的作用性使得这些酸的分析困难重重.这种作用性会 导致酸性化合物的丢失、响应和保留时间重现性差以及不理想峰形,从而导致较高的检 测限.Luong 等人 [1] 使用严格的测试混标对不同的气相色谱柱进行了测试和对比,结果 发现这些色谱柱对酸性物质的分析性能较差. 安捷伦对 6% 氰丙基苯基二甲聚硅氧烷固定相(624 固定相)采用了新型去活工艺.这种 去活工艺极大地提高了固定相对酸性物质的分析性能,而且对碱性和醇类物质也具有极好 的分析性能.由于固定相的选择性相似,因而分析人员可以轻松替换他们现有的色谱柱. 2 材料与方法 Agilent 提供 两种不同的 624 超高惰性固定相.本应用简报介绍 了Agilent J&W DB-624UI 固定相,而且这些结果也同样适用于 Agilent J&W DB- Select 624UI <467> 固定相.每个分析都给出 了具体的色谱分析条件和消耗品. 结果与讨论 超高惰性测试 安捷伦开发超高惰性色谱柱,以便为多种活性化合物的分析提供 最高的惰性. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 7 12 17 22 27 FID ?? (pA) ???? ?????? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ?? ??? ??? (ng) 1 ????? 1 2 ?? 2 3 ?? 1 4 ??? 2 5 ????? 4 6 1,2-????? 1 7 ??? 5 8 ???? 1 9 4-???? 2 10 ???? 25 11 ??????? 5 12 ??? 4 图1. Agilent J&W 624UI 色谱柱在 260 °C 老化 1 个小时,然后使用 ng 水平的超高惰性测试混标对其进行测试,结果表明该色谱柱对 2 ng 上样量乙酸和 5 ng 上样量 正丁酸具有出色的分离性能. 为了实现这个目标,使用超高惰性测试混标对每根超高惰性色谱 柱进行测试.对于 Agilent J&W DB-624UI 色谱柱产品线,目前已 开发了新的混标,其在低温下对此色谱柱的惰性进行测试,结果 表明所有的组分均得到很好的分离(图1). 色谱分析条件 色谱柱: Agilent J&W DB-624UI,30 m * 0.25 mm,1.4 ?m (安捷伦部件号 122-1334UI) 载气: 氢气,42 cm/s 柱温箱: 70 °C 恒温 进样口: 1 ?L,分流比 1:116 3 校准曲线 如果色谱柱是惰性的,那么我们就可以得到线性的校准曲线.例如,图2所示的 30 m * 0.32 mm * 1.8 ?m 色谱柱上的两种关键化 合物:正丁酸和 4-甲基吡啶的校准曲线.这两个酸性和碱性化合物 的校准曲线都具有较好的线性,即使其含量低至 ng 水平. 图2. 正丁酸 (A) 和4-甲基吡啶 (B) 在Agilent J&W DB-624UI 色谱柱上的校准曲线. R2 = 0.9989 0 50 100 150 200 250 300 0 5 10 15 20 25 ????? (pA) ??? ?ng? R2 = 0.9996 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 5 10 15 20 25 30 ????? (pA) ??? ?ng? A B 4 CAS 碳原子数 化合物 结构 503-74-2 C5 异戊酸 109-52-4 C5 正戊酸 123-76-2 C5 乙酰丙酸 111-14-8 C7 正庚酸 99-66-1 C8 2-丙基戊酸 149-57-5 C8 2-乙基己酸 502-47-6 C10 香茅酸 O OH OH O HO O CH3 O H3C OH O HO O OH O OH O 酸性标准品 表1给出了所使用的有机酸种类.用二氯甲烷进行了稀释,以便分 流进样后获得较低的上样量. 表1. 本实验所使用的有机酸 CAS 碳原子数 化合物 结构 64-18-6 C1 甲酸 64-19-7 C2 乙酸 79-09-4 C3 丙酸 79-10-7 C3 丙烯酸 79-41-4 C4 甲基丙烯酸 79-31-2 C4 异丁酸 107-92-6 C4 正丁酸 acid OH H O C O O H H C C H H H C C C H H H H O O H OH O OH O HO O C C C C H H H H O O H H H H 5 Agilent 7890A 气相色谱配备了火焰离子化检测器 (FID) 和窄径 DB-624UI 气相色谱柱.经老化后,注入 0.5-1 ng 的C1-C5 有机酸 测试混标(图3).FID 对甲酸的响应很低,因而加入了高浓度 (250ng)的甲酸以便获得明显的峰.但是高浓度对峰形有不利影响. 色谱分析条件 色谱柱: Agilent J&W DB-624UI,30 m * 0.25 mm,1.4 ?m (安捷伦部件号 122-1334UI) 载气: 氢气,3 mL/min,恒流 柱温箱: 70 °C,保持 1 min,然后以 20 °C/min 升至 160 °C 进样口: 250 °C,1 ?L,分流比 1:200 进样口衬管: 4 mm,玻璃棉(安捷伦部件号 5183-4647) FID: 260 °C 图3. Agilent J&W DB-624UI 气相色谱柱对 C1-C5 有机酸混合物的分析 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 0 1 2 3 4 5 6 FID ?? (pA) ???? ?????? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 i ?? ??? 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Agilent J&W DB-624UI 气相色谱柱对 6 到17 ng 上样量的 C1-C10 有机酸混合物的分离 0 20000 40000 60000 80000 MSD ?? 100000 120000 140000 0 2 4 6 8 10 ???? ?????? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11-13 14 11 12 13 1 2 ???? m/z 46 + 60 ?? ??? 1 ?? 2 ?? 3 ?? 4 ??? 5 ??? 6 ??? 7 ????? 8 ??? 9 ??? 10 ??? 11 ???? 12 2-???? 13 2-???? 14 ??? 9 对比 0.32 mm 内径的色谱柱 与0.25 mm 内径的色谱柱一样,0.32 mm 内径的色谱柱也被广泛 应用.使用 GC-FID 和C1-C10 有机酸混合物对 0.32 mm 内径的色 谱柱进行分析,并与相同尺寸的非安捷伦 624 色谱柱进行了对比. 260 °C 下老化 1 h 以后,我们在一台具有 2 个通道的气相色谱系 统上,同时对这些色谱柱进行测试.结果显示,甲酸低于检测 限,乙酰丙酸与 2-丙基戊酸没有完全分离(与0.25 mm 内径的色 谱柱相比,塔板数较低).其他酸均在 DB-624UI 色谱柱上得到 了很好的分离(图7).在非安捷伦色谱柱上,低浓度有机酸均未 检出. 色谱柱: Agilent J&W DB-624UI,30 m * 0.32 mm,1.8 ?m (安捷伦部件号 123-1334UI) 载气: 氢气,4 mL/min,恒流 柱温箱: 70 °C,保持 1 min,然后以 20 °C/min 升至 260 °C 进样口: 250 °C,1 ?L,分流比 1:200 进样口衬管: 4 mm,玻璃棉(安捷伦部件号 5183-4647) FID: 260 °C 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 FID ?? 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Agilent J&W DB-624UI 超高惰性 色谱柱对挥发性有机酸的痕量分析 作者 John Oostdijk、Ken Lynam 和Allen Vickers 安捷伦科技有限公司 应用简报 环境 摘要 安捷伦的新型去活 6% 氰丙基苯基聚二甲基硅氧烷 (624) 固定相极大地提高了对酸性物质 的分离性能,而且对碱性物质和醇类物质也具有出色的分离性能.由于固定相的选择性 相似,因而易于替换现有色谱柱. 前言 挥发性有机酸是具有酸性的有机化合物.最常见的有机酸是羟酸,例如甲酸和乙酸.传统氰丙基苯基二甲聚硅氧烷固定相的作用性使得这些酸的分析困难重重.这种作用性会 导致酸性化合物的丢失、响应和保留时间重现性差以及不理想峰形,从而导致较高的检 测限.Luong 等人 [1] 使用严格的测试混标对不同的气相色谱柱进行了测试和对比,结果 发现这些色谱柱对酸性物质的分析性能较差. 安捷伦对 6% 氰丙基苯基二甲聚硅氧烷固定相(624 固定相)采用了新型去活工艺.这种 去活工艺极大地提高了固定相对酸性物质的分析性能,而且对碱性和醇类物质也具有极好 的分析性能.由于固定相的选择性相似,因而分析人员可以轻松替换他们现有的色谱柱. 2 材料与方法 Agilent 提供 两种不同的 624 超高惰性固定相.本应用简报介绍 了Agilent J&W DB-624UI 固定相,而且这些结果也同样适用于 Agilent J&W DB- Select 624UI <467> 固定相.每个分析都给出 了具体的色谱分析条件和消耗品. 结果与讨论 超高惰性测试 安捷伦开发超高惰性色谱柱,以便为多种活性化合物的分析提供 最高的惰性. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 7 12 17 22 27 FID ?? (pA) ???? ?????? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ?? ??? ??? (ng) 1 ????? 1 2 ?? 2 3 ?? 1 4 ??? 2 5 ????? 4 6 1,2-????? 1 7 ??? 5 8 ???? 1 9 4-???? 2 10 ???? 25 11 ??????? 5 12 ??? 4 图1. Agilent J&W 624UI 色谱柱在 260 °C 老化 1 个小时,然后使用 ng 水平的超高惰性测试混标对其进行测试,结果表明该色谱柱对 2 ng 上样量乙酸和 5 ng 上样量 正丁酸具有出色的分离性能. 为了实现这个目标,使用超高惰性测试混标对每根超高惰性色谱 柱进行测试.对于 Agilent J&W DB-624UI 色谱柱产品线,目前已 开发了新的混标,其在低温下对此色谱柱的惰性进行测试,结果 表明所有的组分均得到很好的分离(图1). 色谱分析条件 色谱柱: Agilent J&W DB-624UI,30 m * 0.25 mm,1.4 ?m (安捷伦部件号 122-1334UI) 载气: 氢气,42 cm/s 柱温箱: 70 °C 恒温 进样口: 1 ?L,分流比 1:116 3 校准曲线 如果色谱柱是惰性的,那么我们就可以得到线性的校准曲线.例如,图2所示的 30 m * 0.32 mm * 1.8 ?m 色谱柱上的两种关键化 合物:正丁酸和 4-甲基吡啶的校准曲线.这两个酸性和碱性化合物 的校准曲线都具有较好的线性,即使其含量低至 ng 水平. 图2. 正丁酸 (A) 和4-甲基吡啶 (B) 在Agilent J&W DB-624UI 色谱柱上的校准曲线. R2 = 0.9989 0 50 100 150 200 250 300 0 5 10 15 20 25 ????? (pA) ??? ?ng? R2 = 0.9996 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 5 10 15 20 25 30 ????? (pA) ??? ?ng? A B 4 CAS 碳原子数 化合物 结构 503-74-2 C5 异戊酸 109-52-4 C5 正戊酸 123-76-2 C5 乙酰丙酸 111-14-8 C7 正庚酸 99-66-1 C8 2-丙基戊酸 149-57-5 C8 2-乙基己酸 502-47-6 C10 香茅酸 O OH OH O HO O CH3 O H3C OH O HO O OH O OH O 酸性标准品 表1给出了所使用的有机酸种类.用二氯甲烷进行了稀释,以便分 流进样后获得较低的上样量. 表1. 本实验所使用的有机酸 CAS 碳原子数 化合物 结构 64-18-6 C1 甲酸 64-19-7 C2 乙酸 79-09-4 C3 丙酸 79-10-7 C3 丙烯酸 79-41-4 C4 甲基丙烯酸 79-31-2 C4 异丁酸 107-92-6 C4 正丁酸 acid OH H O C O O H H C C H H H C C C H H H H O O H OH O OH O HO O C C C C H H H H O O H H H H 5 Agilent 7890A 气相色谱配备了火焰离子化检测器 (FID) 和窄径 DB-624UI 气相色谱柱.经老化后,注入 0.5-1 ng 的C1-C5 有机酸 测试混标(图3).FID 对甲酸的响应很低,因而加入了高浓度 (250ng)的甲酸以便获得明显的峰.但是高浓度对峰形有不利影响. 色谱分析条件 色谱柱: Agilent J&W DB-624UI,30 m * 0.25 mm,1.4 ?m (安捷伦部件号 122-1334UI) 载气: 氢气,3 mL/min,恒流 柱温箱: 70 °C,保持 1 min,然后以 20 °C/min 升至 160 °C 进样口: 250 °C,1 ?L,分流比 1:200 进样口衬管: 4 mm,玻璃棉(安捷伦部件号 5183-4647) FID: 260 °C 图3. Agilent J&W DB-624UI 气相色谱柱对 C1-C5 有机酸混合物的分析 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 0 1 2 3 4 5 6 FID ?? (pA) ???? ?????? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 i ?? ??? 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Agilent J&W DB-624UI 气相色谱柱对 6 到17 ng 上样量的 C1-C10 有机酸混合物的分离 0 20000 40000 60000 80000 MSD ?? 100000 120000 140000 0 2 4 6 8 10 ???? ?????? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11-13 14 11 12 13 1 2 ???? m/z 46 + 60 ?? ??? 1 ?? 2 ?? 3 ?? 4 ??? 5 ??? 6 ??? 7 ????? 8 ??? 9 ??? 10 ??? 11 ???? 12 2-???? 13 2-???? 14 ??? 9 对比 0.32 mm 内径的色谱柱 与0.25 mm 内径的色谱柱一样,0.32 mm 内径的色谱柱也被广泛 应用.使用 GC-FID 和C1-C10 有机酸混合物对 0.32 mm 内径的色 谱柱进行分析,并与相同尺寸的非安捷伦 624 色谱柱进行了对比. 260 °C 下老化 1 h 以后,我们在一台具有 2 个通道的气相色谱系 统上,同时对这些色谱柱进行测试.结果显示,甲酸低于检测 限,乙酰丙酸与 2-丙基戊酸没有完全分离(与0.25 mm 内径的色 谱柱相比,塔板数较低).其他酸均在 DB-624UI 色谱柱上得到 了很好的分离(图7).在非安捷伦色谱柱上,低浓度有机酸均未 检出. 色谱柱: Agilent J&W DB-624UI,30 m * 0.32 mm,1.8 ?m (安捷伦部件号 123-1334UI) 载气: 氢气,4 mL/min,恒流 柱温箱: 70 °C,保持 1 min,然后以 20 °C/min 升至 260 °C 进样口: 250 °C,1 ?L,分流比 1:200 进样口衬管: 4 mm,玻璃棉(安捷伦部件号 5183-4647) FID: 260 °C 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 FID ?? 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