GCMS法结合Trap-顶空进样测定血液中8种苯系物

本文采用岛津GCMS-QP2020 NX气相色谱质谱联用仪结合HS-20 NX顶空Trap模式测定人体血液中8种苯系物的含量。结果表明，8种苯系物在0.5~50 μg/L范围内线性良好，线性相关系数R均大于0.999；取空白血样分别做低浓度（1.0 μg/L）和高浓度（10 μg/L）加标回收试验，低浓度回收率范围为77.49%~107.81%，相对标准偏差RSD为2.72%~5.00%（n=6）；高浓度回收率范围为83.23%~109.94%，相对标准偏差RSD为2.79%~4.97%(n=6)；该方法操作简单，灵敏度高，定量准确可靠，可用于血液中痕量苯系物的测定。SSL-CA23-183Excellence in Science Excellence in ScienceGCMS-517 GCMS 法结合 Trap-顶空进样测定血液中8种苯系物 GCMS-517 摘要：本文使用岛津 GCMS-QP2020 NX 气相色谱质谱联用仪结合 HS-20 NX顶空 Trap 模式测定人体血液中8种苯系物的含量。结果表明，使用 Trap模式进样，8种苯系物在0.5~50 ug/L范围内线性良好，线性相关系数 R均大于0.999；低浓度回收率范围为77.49%~107.81%，相对标准偏差 RSD 为 2.72%~5.00%；高浓度回收率 范围为 83.23%~109.94%， 相对标准偏差 RSD 为 2.79%~4.97%；顶空 Trap 模式富集效率较传统 Loop 模式更高，可大大提高血液中8种苯系物的检 测 灵敏度。 关键词：气相色谱质谱联用仪 Trap-顶空 血液 苯系物 技术特点： 必顶空进样技术可有效简化血液样品前处理。 顶 空 Trap 模式较 Loop 模式大大提升了血液中苯系物富集效率和灵敏度。 苯系物是化 工 、医药、皮革等行业的重要原料和 溶剂。由于苯系物来源广、挥发性强，在环境中广泛存 在，已成为一种重要的职业危害因素。苯系物具有致畸 致癌、生物毒性、对人体造血系统造成伤 害 等危 害 ，因 此建立血液中苯系物的检测方法对于人身健康评估和疾 病控制具有重要意义。 血液中的苯系物属于痕量有 毒 有 害 污染物，因此 需要高富集效率和高灵敏度的检测手段进行分析。传统 的顶空进样模式为 Loop模式(定 量 环)，在分析条件 一定的情况下，定量环容积决定了峰面积的大小，要在 分析过程中进一步提高灵敏度较为困难。 Trap 模式是 岛津 HS-20 NX顶 空 特有的模式，可 将 顶空挥发出来的 物质在 低 温条件下捕集于捕集阱中，通过加热捕集阱进 行脱附，有效提升富 集 效率。 本文采用岛津 GCMS-QP2020 NX 气相色谱质谱联 用仪结合 HS-20 NX顶空 Trap 模式，建立了一种分析血 液中8种苯系物的检测方法，该方法操作简单，灵敏度 高，定量准确可靠，可用 于 血液中苯系物的测定。 1.1仪器 HS-20 NX 顶 空 自动进样器 1.2分析条件 表1 苯系物分析条件 HS-20 NX Trap 模式参数 HS-20 NX Loop 模式参数 GCMS 参参数数 (Loop 和 Trap 模式通用) 温炉温度：80℃ 恒温炉温度：80℃ 色谱柱： SH-Stabilwax (30 m×0.25 mm×0.25 um) 样品流路温度：100℃ 样品流路温度：100℃ 柱温程序：40℃(5 min)_8℃ /min_80℃_20℃/ min_220℃ (1min) 传输线温度：120℃ 传输线温度：120℃ 流速控制方式：恒线速度模式 恒温时间： 20min 恒温时间：20min 线速度： 39.5cm/sec 样品瓶加压用气压：100kPa 样品瓶加压用气压：100kPa 进样方式：分流进样 进样时间：4min 进样时间：4min 分流比：20：1 进样针冲洗时间：8min 进样针冲洗时间： 8min 离子源温度：220℃ 捕集阱冷却温度：25℃ 色谱质谱接口温度：220℃ 捕集阱加热温度：280℃ 检测器电压：调谐电压+0.2kV 多元进样次数：3次 扫描方式： SIM 1.3标准溶液配制 用甲醇配制8种苯系物混合标准溶液，浓度为10、20、40、100、200、500、1000 pg/L。取7个20mL顶空瓶，分别加入 0.5 mL 血液，依次各加入 25 uL的上述标准溶液，密封顶空瓶，得到血液中8种苯系物标准系列溶液，浓度为0.5、1.0、2.0、5.0、10、25、50ug/L。 样品前处理 取 0.5 mL 的全血样品至顶空瓶中，压盖后上机分析。 结果与讨论 3.1苯系物标准溶液谱图 图1 8种苯系物标准溶液色谱图(10u g/L) Q78.00(+) 1.35e3 Q91.00(+) 6.28e3 Q91.00(+) 1.20e 3 图 28种苯系物化 合 物质 量 色 谱图 (0.5ug/L ) 表2苯系物各化合物信息 NO. 化合物名称 英文名称 CAS 号 保留时间 (min) 定量离子 (m/z) 定性离子 (m/z) 1 苯 Benzene 71-43-2 3.382 78 77，52 2 甲苯 Toluene 108-88-3 5.556 91 92，65 3 乙苯 Ethylbenzene 100-41-4 7.720 91 106 4 对-二甲苯 p-dimethylbenzene 106-42-3 7.950 91 106 5 间-二甲苯 m-dimethylbenzene 108-38-3 8.150 91 106 6 异丙苯 Isopropylbenzene 98-82-8 9.068 105 120，79 7 邻-二甲苯 o-dimethylbenzene 95-47-6 9.328 91 106 8 苯乙烯 Styrene 100-42-5 10.907 104 78，51 3.2校准曲线和检出限 取血液中8种苯系物标准系列溶液，由低浓度到高浓度依次顶空进样 (Trap 模式)分析，分析结果以浓度 为横坐标，峰 面积为纵坐标制作校准曲线，8种苯系物线性相关系数R均大于0.999。具体如图3所示。根据0.5ug/L标样的数据，以3倍信噪比计算8种苯系物检出限，各化合物检出 限 以及线性相关系数如表3所示。 表3各化合物相关系数及检 出 限 NO. 化合物名称 浓度范围((ug/L) 相关系数(R) 检出限 (ug/L) 1 苯 0.5-50 0.9995 0.050 2 甲苯 0.5-50 0.9996 0.013 3 乙苯 0.5-50 0.9996 0.047 4 对-二甲苯 0.5-50 0.9996 0.032 5 间-二甲苯 0.5-50 0.9997 0.033 6 异丙苯 0.5-50 0.9995 0.075 7 邻-二甲苯 0.5-50 0.9993 0.083 8 苯乙烯 0.5-50 0.9995 0.073 图3 苯系物各化合物标准曲线 3.3回收率和重复性实验 取空白血样分别做低浓度(1.0 ug/L) 和高浓度 (10ug/L)2个浓度的空白加标回收试验，每个浓度做6个平行样测定重复性。结果显 示 ，低浓度回收率范围为 77.49%~107.81%，相对标准偏差 RSD 为 2.72%~5.00%；高浓度回收率范围为 83.23%~109.94%，相对标准偏差 RSD 为 2.79%~4.97%，测定结果见表4和表5。 表4 低浓度回收率与 重 复性结果 (1.0ug/L) NO. 化合物名称 回收率(%) RSD% (n=6) 1 2 3 4 5 6 1 苯 87.77 88.95 93.22 85.90 96.52 90.45 4.27 2 甲苯 97.40 95.06 99.82 95.00 107.81 102.08 4.93 3 乙苯 88.57 85.13 88.45 80.67 91.43 88.80 4.32 4 对-二甲苯 86.11 83.99 85.70 80.74 89.41 87.54 3.50 5 间-二甲苯 84.04 83.84 87.02 80.12 85.24 83.47 2.72 6 异丙苯 93.00 93.33 96.16 90.09 96.90 97.29 2.97 邻-二甲苯 81.09 81.36 83.99 77.49 84.59 82.35 3.10 8 苯乙烯 78.61 81.40 78.12 78.29 88.75 82.01 5.00 表5高浓度回收率与重复性 结 果(10ug/L) NO. 化合物名称 回收率(%) RSD% (n=6) 1 2 3 4 5 6 1 苯 104.01 101.46 105.37 98.41 108.70 109.93 4.15 2 甲苯 85.18 86.25 87.21 83.23 84.50 90.10 2.79 3 乙苯 103.07 101.95 105.14 100.13 109.24 109.80 3.76 4 对-二甲苯 103.08 102.44 105.73 100.28 109.26 109.42 3.58 5 间-二甲苯 103.10 103.09 106.99 100.56 109.94 109.49 3.64 6 异丙苯 104.87 103.16 107.16 99.32 109.87 107.52 3.55 7 邻-二甲苯 103.42 102.28 105.67 99.45 108.72 109.40 3.67 8 苯乙烯 97.84 98.51 101.30 95.02 106.27 107.82 4.97 3.4 Trap 模式和 Loop 模式灵敏度比较 取血液中浓度为 10 ug/L的苯系物标准溶液分别采用顶空 Trap 模式和 Loop 模式下进行测定，各组分峰面积 比较见图4，结果显 示 Trap 模式各组分峰面积明显高 于 Loop模式，因此 Trap 模式灵敏度更高，方法检出限更低。 图4 血液中浓度 为 10 ug/L 的苯系物标准溶液在两种模 式 下灵敏度比较 3.5样品测试 准确量取 0.5 mL 全血样品于顶空瓶中，立即密封后进行测试，测试结果见图5和表6。 图5 实 际样品总离 子 流图 表6实际 样 品 检测结果 NO. 化合物名称 保留时间 (min) 浓度度 (ug/L) 1 苯 3.374 0.51 2 甲苯 5.545 1.17 3 乙苯 N.D. N.D. 4 对-二甲苯 N.D. N.D. 5 间-二甲苯 N.D. N.D. 6 异丙苯 N.D. N.D. 7 邻-二甲苯 N.D. N.D. 8 苯乙烯 10.938 1.60 注：N.D.表示未检出 结论 本文采用岛津 GCMS-QP2020 NX 气相色谱质谱联用仪结合 HS-20 NX 顶空 Trap 模式测定人体血液中8种 苯系物的含量。结果表明，8种苯系物在0.5~50 ug/L范围内线性良好，线性相关系数R均大于0.999；取空白 血样分别做低浓度(1.0ug/L)和高浓度(10 ug/L)加标回收试验，低浓度回收率范围为 77.49%~107.81%，相 对标准偏差 RSD 为 2.72%~5.00%(n=6)；高浓度回收率范围为 83.23%~109.94%，相对标准偏差 RSD 为 2.79%~4.97%(n=6)；该方法操作简单，灵敏度高，定量准确可靠 ，可用于血液中痕量苯系物的 测 定。 岛津应用云