固相微萃取气相色谱法测定血中挥发性有机化合物
作者：郝守进 康君行 周珊 崔九思 戚其平 韩克勤
单位：郝守进(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)；康君行(北京市卫生防疫站)；周珊(北京市卫生防疫站)；崔九思(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)；戚其平(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)；韩克勤(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)
关键词：血；固相微萃取；挥发性有机化合物；气相色谱分析
摘要摘要：采用100μm聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为固相微萃取技术(SPME)装置的固相涂层，通过顶空固相微萃取气相色谱(HS-SPME-GC)法测定了血中10种挥发性有机化合物(VOCs)。实验确定的萃取时间为10分钟，解吸时间为1分钟。经研究证明，将萃取器针头完全插入气化室时解吸效果较佳，本法的重现性好(RSD<5%)，线性范围较宽，其中四氯乙烯为25～10 000ng/ml，苯甲基环己烷10～1 000ng/ml，苯乙烯和异丙苯为1～1 000ng/ml,其他6种化合物为5～1 000ng/ml。血中10种VOCs的最低检出限均低于5ng/ml。
, 百拇医药
中图分类号：X 830.2 文献标识码：B
文章编号：1000-8020(2000)01-0037-03
Determination of volatile organic compounds in blood
by headspace solid-phase microextraction-gas chromato graphy
Hao Shoujin,Kang Junxing,Zhou Shan,Cui Jiusi，et al.
(Institute of Environmental Health Monitoring,Chinese Academy of Preventive Medicine,Beijing 100021,China)
, 百拇医药
Abstract：The headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) is a novel extraction technique and has been developed rapidly.It is a fast,simple,solventless and sensitive method for sampling,separating,extracting,injecting and analyzing volatile organic compounds.This paper presents the research work in detecting volatile organic compounds(including ten compounds) in blood.The extraction fiber is made by fused-silica fiber with 100μm polydimethylsiloxane (PDMS).The extraction time of the method was 10min. The thermal desorption time was 1min.It was found that the optimized location of the extraction fiber in the injector of GC was to put the whole needle in the injector.The precision of the method was determined to be less 5% relative standard deviation (RSD). The linear range of the detection was rather wide.The lowest detectin limits(LODs) were all ≤5ng/ml.
, 百拇医药
Key words：blood,solid-phase microextraction,volatile organic compounds,gas chromato graphy-analysis
血中挥发性有机化合物(VOCs)能反映个体接触VOCs的体内水平，是评价VOCs对人体健康的重要指标。然而，血液是一个复杂的基体，在测定血中VOCs时，需要进行样品前处理。目前常用的方法有顶空法(HS)、固相萃取(SPE)、超临界流体萃取(SFE)和吹扫-捕集法(PT)[1～3]等。这些方法有各自的特点，同时也存在着局限性。HS方法简单、省时、易于操作，但富集效果不好，灵敏度较低。SPE方法简单，需要溶剂量少，但需要多步完成，易造成分析物流失，重现性较差。对于SFE则要求使用大量高纯CO2，而PT则需要高纯N2作载气进行气提。固相微萃取法(SPME)自1989年问世以来，在90年代发展极为迅速[4]。SPME的突出特点是集采样、分离、富集、进样于一体的新型样品预处理方法。其装置简单、实用。在处理过程中不需要使用有毒的有机溶剂，且整个提取、富集过程仅需要10分钟，更重要的是由于吸附纤维对VOCs吸附的稳定性，在处理VOCs时既不会引起有机溶剂带来的二次污染，也不会造成VOCs的丢失。因此，在微量VOCs分析中具有广阔的应用前景[1，3，5，7，8]。本文建立了顶空固相微萃取气相色谱法(HS-SPME-GC)测定血中10种VOCs的方法。
, 百拇医药
1 实验原理
顶空固相微萃取(HS-SPME)的实验体系由萃取纤维涂层、顶空和样品3部分组成[2]。其基本原理为：当体系达到平衡时，待测物在萃取纤维与顶空以及顶空与样品之间达到平衡。此时，萃取纤维的吸附量(n)可得到如下定量关系式[2，3，5，6]：
①
其中K1、K2分别为待测物在涂层和顶空以及顶空和样品之间的分配系数；Vh、Vs、Vf分别为顶空、固相和样品的体积；C0为待测物在血中的初始浓度。令K=K1K2,则式①为：
②
, 百拇医药
从式①和式②可知，当Vh控制较小时，萃取纤维涂层中所吸附的待测物的量n较大，其灵敏度较高。总之，可分别根据式①、式②对样品中的浓度进行定量。而且，从式①和式②还可知道，在恒温条件下，对样品及顶空体积固定的实验体系，萃取纤维对待测物的萃取量与其在液相中的浓度成正比，通过测定萃取纤维中的萃取量，即可计算血中VOCs的浓度。
2 实验方法
2.1 仪器的试剂
日本岛津GC-16A气相色谱仪，C-R6A数据处理装置。美国SUPELCO公司固相萃取装置，采用100μmPDMS涂层的石英纤维针头。10ml的顶空瓶。可加热的磁力搅拌器。各种试剂和标准包括苯、甲基环己烷、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、氯苯、苯乙烯、四氯乙烯和壬烷等，均为色谱纯。储备液用甲醇配制。稀释用水为不含VOCs的高纯水(用美国Milipore公司纯水发生器制备)。
, 百拇医药
2.2 分析条件
色谱柱为美国HP-5的毛细管色谱柱(0.32mm×25m)，液膜(Crosslinked 5%)PhMe Silicone厚度为0.52μm。检测器为FID配岛津色谱工作站。柱温为程序升温，初始温度为40℃，一阶升温速度为1℃/min，最终温度60℃，二阶升温速度为20℃/min,最终温度为200℃，保持时间5分钟。检测器的温度为220℃。解吸室内的温度为200℃。载气为高纯氮(N2)，流速为2ml/min。质谱(MS)条件为：质谱仪为四极杆质谱仪(日本岛津)。
2.3 样品的采集和保存
纯种成年豚鼠由中国医学科学院实验动物繁殖场提供。用不锈钢鼠笼分笼饲养，自由进食的饮水，心脏取血。将采集的血样迅速转移到装有抗凝剂(肝素或EDTA的饱和溶液)的密封顶空瓶中，进行低速搅拌混匀，保存待测。
, 百拇医药
2.4 分析步骤
在盛有5ml血样的顶空瓶中，用预先放置的磁力搅拌子中速搅拌并加热，将萃取纤维伸出不锈钢保护针管后，暴露于血样的顶部。一定时间后将纤维缩回针管，迅速将针管完全插入气相色谱的气化室内并推出纤维，利用气化室的高温解吸靶化合物，用GC的保留时间或MS定性，用校正的标准曲线进行定量。
3 结果和讨论
3.1 HS-SPME的优化
3.1.1 暴露时间的选择 如表1所示，挥发性最强的苯在5分钟内就达到平衡，而异丙苯和壬烷等则在10分钟以后才趋向平衡。故暴露时间以10分钟为宜。但由于挥发性的化合物易于损失，因此，用SPME监测血中这些易于挥发的化合物时，其暴露时间不易过长，注意系统的密闭性，以防止靶化合物的损失。
表1 在不同的暴露时间内10种靶化合物的峰面积
, 百拇医药
时间
(min)
苯
甲基环己烷
甲苯
四氯乙烯
氯代苯
乙基苯
对-二甲苯
苯乙烯
壬烷
异丙苯
1
, http://www.100md.com
4 771
1 706
11 233
616
12 147
12 432
15 689
15 499
9 548
12 012
3
13 549
11 145
, http://www.100md.com
8 639
860
11 208
13 648
13 819
12 142
9 835
11 880
5
18 562
11 300
11 512
1 165
, 百拇医药
16 093
16 069
18 884
27 847
11 148
20 614
10
14 341
11 296
11 369
1 475
19 303
24 240
, http://www.100md.com
27 948
33 700
19 904
35 368
15
14 516
11 225
11 780
1 763
20 464
26 069
29 570
35 434
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20 561
36 280
3.1.2 搅拌速度的选择 按搅拌器的可调速范围，当中速搅拌时，即50%的刻度处，其平衡时间就基本满足要求。使用高速搅拌时，血细胞易于破裂，从而影响VOCs的平衡。在不搅拌、低速搅拌10分钟内的吸附量分别为中速搅拌时的51%和86%。固相表面发生吸附时，待测物在血中的分布形成梯度扩散，且其平衡速度较慢。因此，磁力搅拌及搅拌速度对平衡时间和分析结果有一定的影响，特别是对挥发性低的化合物影响更大。
3.1.3 吸附温度的影响 在不同温度下，当中速搅拌时，暴露10分钟后的吸附量见表2。当温度超过40℃时，血细胞不仅易于变性而发生沉淀，VOCs的吸附量下降。因为多数化合物的吸附过程是放热过程，冷的固相有利于VOCs的吸附。但当温度较低时，其顶空的浓度就相应的降低。因此，固相对VOCs吸附的最适温度在(20～30)℃。表2 在不同的温度下10种靶化合物的峰面积
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温度
(℃)
苯
甲基环己烷
甲苯
四氯乙烯
氯代苯
乙基苯
对-二甲苯
苯乙烯
壬烷
异丙苯
15
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11 902
844
21 625
3 669
28 792
39 916
44 233
46 789
22 508
54 947
25
13 871
778
, 百拇医药
24 185
4 301
31 498
46 957
50 715
51 362
19 522
69 696
35
11 623
1 434
22 269
4 642
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30 404
43 023
48 155
51 477
24 524
61 687
45
5 752
904
13 986
1 992
28 001
30 543
, 百拇医药
33 335
39 515
35 464
42 843
3.2 HS-SPME-GC/MS方法的特性
3.2.1 定性实验 按照上述的实验方法，严格控制仪器各种分离条件和实验操作条件，采用各种靶化合物的纯物质与样品对照的方法进行定性。10种靶化合物在GC中的主要定性依据为保留时间。表3和图1分别为10种靶化合物的各种定性指标和GC标准图谱。同时，用MS对各种靶化合物的标准的保留时间顺序进行鉴定，以确保分析物的可靠性。图2为MS的外标定性的标准总离子流色谱图。
表3 10种靶化合物的定性指标(1)
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定性指标
苯
甲基环己烷
甲苯
四氯乙烯
氯代苯
乙基苯
对-二甲苯
苯乙烯
壬烷
异丙苯
tm(min)
3.115
, 百拇医药
4.590
6.333
8.760
11.695
13.238
14.072
16.235
17.752
20.195
rji
0.266
0.392
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0.542
0.749
1.000
1.132
1.203
1.388
1.518
1.710
注：(1)tm和rji分别为保留时间和以氯苯为参考内标的相对保留时间
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1—苯，2—甲基环己烷，3—甲苯，4—四氯乙烯，5—氯代苯，6—乙基苯，7—对-二甲苯，8—苯乙烯，9—壬烷，10—异丙苯
图1 10种靶化合物的外标GC色谱图
3.2.2 检测限和线性范围 在仪器状态良好的情况下，用HS-SPME-GC方法测定了血中10种靶化合物的最低检出限(LODs)，即五倍噪音比时的最低检出浓度。最低定量限为10倍的噪音比进行测定的加标溶液。同时，在10～10 000ng/ml范围内对10种靶化合物作了标准曲线，证明在10～10 000ng/ml之间，10种靶化合物在此范围内线性关系良好。10种靶化合物的相关系数，最低检出限和最低定量限分别见表4。对于所使用的标准溶液，临用时配制。
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图2 MS的外标定性的标准总离子流色谱图
表4 10种靶化合物最低检出限(LOD)、定量限(LOQ)和标准曲线的相关系数(r)
指标
苯
甲基环己烷
甲苯
四氯乙烯
氯代苯
乙基苯
对-二甲苯
苯乙烯
壬烷
, 百拇医药
异丙苯
r
0.996
0.990
0.999
0.991
0.998
0.998
0.997
0.996
0.994
0.999
LOD(ng/ml)
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1.0
1.5
0.6
5.0
0.4
0.5
0.5
0.4
0.6
0.4
LOQ(ng/ml)
5
7
, http://www.100md.com
3
25
2
2
2
1
3
1
3.2.3 精密度和回收率 用HS-SPME-GC方法进行了血中10种靶化合物测定的精密度实验。在相同的条件下，对100ng/ml血样分析12次，用所检测的峰面积来计算精密度，实验结果见表5。可以看出用HS-SPME-GC方法测定血中10种靶化合物的相对标准偏差小于5%。与精密度实验相同，平行采集多个豚鼠血液。将18只豚鼠分成三组，一组为未加标样品，另外两组分别加入不同量的标准样品。在不同的时间内测定6次，分别计算各靶化合物的平均加标回收率。表6结果表明，10种靶化合物12次测定的平均加标回收率在85%～105%。
, 百拇医药
表5 10种靶化合物的精密度和回收率
%
化合物
精密度(RSD)
回收率
10ng/ml
100ng/ml
苯
4.6
89
97
甲基环己烷
4.4
, http://www.100md.com
85
87
甲苯
2.0
93
85
四氯乙烯
3.9
96
101
氯代苯
2.1
89
, 百拇医药 98
乙基苯
1.8
99
105
对-二甲苯
2.2
93
103
苯乙烯
1.6
89
102
, http://www.100md.com 壬烷
2.9
93
95
异丙苯
3.3
95
96
与已发表的各种分析方法相比较，本方法不需溶剂，不会造成环境污染，而且快速、简便、灵敏。用SPME-GC法测定血中10种VOCs的显著特点是，整个萃取、分离和浓缩过程仅在10分钟以内，而且由于SPME萃取纤维吸附VOCs的稳定性，因此，在处理过程中，不会引起VOCs的二次污染和丢失，具有较好的重现性，这是用SPME分析血中微量VOCs独特的优点。此外，萃取纤维可重复使用，使用后不需要清洗和其他形式的处理。所以，用SPME技术测定血中VOCs具有较大的潜力。
, 百拇医药
基金项目：国家自然科学基金(No.39570610)
作者简介：郝守进，男，博士，助理研究员
参考文献
1，郝守进，崔九思，戚其平.固相微萃取技术在挥发性有机化合物分析中的应用进展.环境与健康杂志，1999，4：241—244
2，Arthur C,Pawliszyn J.Solid phase microextraction with thermal desorption using fused silica optical fibers.Anal Chem,1990,62:2145—2148
3，Zhang Z,Yang M J,Pawliszyn J.Solid phase microextraction,a solvent-free alternative for sample preparation.Anal Chem,1994,66(17):844A—852A
, 百拇医药
4，Belardi RG,Pawliszyn J.The application of chemically modified fused silica fibers in the extraction of organics from water matrix samples and their rapid transfer to capillary columns. Water Pollution J Can,1989,24,179—191
5，Bartelt RJ.Caluibration of a commercial solid phase microextraction device for measuring headspace concentration of organic volatiles.Anal Chem,1997,69(3):363—372
6，Louch D,Mortldgh S,Pawliszyn J.Dynamics of organic compound extraction from water using liquid-coated fused silica fibers.Anal Chem,1992,64:1187—1199
, 百拇医药
7，Eisert R,Levsen K.Solid-phase microextraction coupled to gas chromatography:a new method for the analysis of organics in water.J Chromatogr,1996,733(1/2):143—157
8，Jiu Ai.Solid-phase microextraction in headspace analysis.Dynamics in non-steady-state mass transfer.Anal Chem,1998,70(22):4822—4826
(1999-06-01收稿), 百拇医药
单位：郝守进(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)；康君行(北京市卫生防疫站)；周珊(北京市卫生防疫站)；崔九思(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)；戚其平(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)；韩克勤(中国预防医学科学院环境卫生监测所，北京 100021)
关键词：血；固相微萃取；挥发性有机化合物；气相色谱分析
摘要摘要：采用100μm聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为固相微萃取技术(SPME)装置的固相涂层，通过顶空固相微萃取气相色谱(HS-SPME-GC)法测定了血中10种挥发性有机化合物(VOCs)。实验确定的萃取时间为10分钟，解吸时间为1分钟。经研究证明，将萃取器针头完全插入气化室时解吸效果较佳，本法的重现性好(RSD<5%)，线性范围较宽，其中四氯乙烯为25～10 000ng/ml，苯甲基环己烷10～1 000ng/ml，苯乙烯和异丙苯为1～1 000ng/ml,其他6种化合物为5～1 000ng/ml。血中10种VOCs的最低检出限均低于5ng/ml。
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中图分类号：X 830.2 文献标识码：B
文章编号：1000-8020(2000)01-0037-03
Determination of volatile organic compounds in blood
by headspace solid-phase microextraction-gas chromato graphy
Hao Shoujin,Kang Junxing,Zhou Shan,Cui Jiusi，et al.
(Institute of Environmental Health Monitoring,Chinese Academy of Preventive Medicine,Beijing 100021,China)
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Abstract：The headspace solid-phase microextraction (HS-SPME) is a novel extraction technique and has been developed rapidly.It is a fast,simple,solventless and sensitive method for sampling,separating,extracting,injecting and analyzing volatile organic compounds.This paper presents the research work in detecting volatile organic compounds(including ten compounds) in blood.The extraction fiber is made by fused-silica fiber with 100μm polydimethylsiloxane (PDMS).The extraction time of the method was 10min. The thermal desorption time was 1min.It was found that the optimized location of the extraction fiber in the injector of GC was to put the whole needle in the injector.The precision of the method was determined to be less 5% relative standard deviation (RSD). The linear range of the detection was rather wide.The lowest detectin limits(LODs) were all ≤5ng/ml.
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Key words：blood,solid-phase microextraction,volatile organic compounds,gas chromato graphy-analysis
血中挥发性有机化合物(VOCs)能反映个体接触VOCs的体内水平，是评价VOCs对人体健康的重要指标。然而，血液是一个复杂的基体，在测定血中VOCs时，需要进行样品前处理。目前常用的方法有顶空法(HS)、固相萃取(SPE)、超临界流体萃取(SFE)和吹扫-捕集法(PT)[1～3]等。这些方法有各自的特点，同时也存在着局限性。HS方法简单、省时、易于操作，但富集效果不好，灵敏度较低。SPE方法简单，需要溶剂量少，但需要多步完成，易造成分析物流失，重现性较差。对于SFE则要求使用大量高纯CO2，而PT则需要高纯N2作载气进行气提。固相微萃取法(SPME)自1989年问世以来，在90年代发展极为迅速[4]。SPME的突出特点是集采样、分离、富集、进样于一体的新型样品预处理方法。其装置简单、实用。在处理过程中不需要使用有毒的有机溶剂，且整个提取、富集过程仅需要10分钟，更重要的是由于吸附纤维对VOCs吸附的稳定性，在处理VOCs时既不会引起有机溶剂带来的二次污染，也不会造成VOCs的丢失。因此，在微量VOCs分析中具有广阔的应用前景[1，3，5，7，8]。本文建立了顶空固相微萃取气相色谱法(HS-SPME-GC)测定血中10种VOCs的方法。
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1 实验原理
顶空固相微萃取(HS-SPME)的实验体系由萃取纤维涂层、顶空和样品3部分组成[2]。其基本原理为：当体系达到平衡时，待测物在萃取纤维与顶空以及顶空与样品之间达到平衡。此时，萃取纤维的吸附量(n)可得到如下定量关系式[2，3，5，6]：
①其中K1、K2分别为待测物在涂层和顶空以及顶空和样品之间的分配系数；Vh、Vs、Vf分别为顶空、固相和样品的体积；C0为待测物在血中的初始浓度。令K=K1K2,则式①为：
②, 百拇医药
从式①和式②可知，当Vh控制较小时，萃取纤维涂层中所吸附的待测物的量n较大，其灵敏度较高。总之，可分别根据式①、式②对样品中的浓度进行定量。而且，从式①和式②还可知道，在恒温条件下，对样品及顶空体积固定的实验体系，萃取纤维对待测物的萃取量与其在液相中的浓度成正比，通过测定萃取纤维中的萃取量，即可计算血中VOCs的浓度。
2 实验方法
2.1 仪器的试剂
日本岛津GC-16A气相色谱仪，C-R6A数据处理装置。美国SUPELCO公司固相萃取装置，采用100μmPDMS涂层的石英纤维针头。10ml的顶空瓶。可加热的磁力搅拌器。各种试剂和标准包括苯、甲基环己烷、甲苯、二甲苯、乙苯、异丙苯、氯苯、苯乙烯、四氯乙烯和壬烷等，均为色谱纯。储备液用甲醇配制。稀释用水为不含VOCs的高纯水(用美国Milipore公司纯水发生器制备)。
, 百拇医药
2.2 分析条件
色谱柱为美国HP-5的毛细管色谱柱(0.32mm×25m)，液膜(Crosslinked 5%)PhMe Silicone厚度为0.52μm。检测器为FID配岛津色谱工作站。柱温为程序升温，初始温度为40℃，一阶升温速度为1℃/min，最终温度60℃，二阶升温速度为20℃/min,最终温度为200℃，保持时间5分钟。检测器的温度为220℃。解吸室内的温度为200℃。载气为高纯氮(N2)，流速为2ml/min。质谱(MS)条件为：质谱仪为四极杆质谱仪(日本岛津)。
2.3 样品的采集和保存
纯种成年豚鼠由中国医学科学院实验动物繁殖场提供。用不锈钢鼠笼分笼饲养，自由进食的饮水，心脏取血。将采集的血样迅速转移到装有抗凝剂(肝素或EDTA的饱和溶液)的密封顶空瓶中，进行低速搅拌混匀，保存待测。
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2.4 分析步骤
在盛有5ml血样的顶空瓶中，用预先放置的磁力搅拌子中速搅拌并加热，将萃取纤维伸出不锈钢保护针管后，暴露于血样的顶部。一定时间后将纤维缩回针管，迅速将针管完全插入气相色谱的气化室内并推出纤维，利用气化室的高温解吸靶化合物，用GC的保留时间或MS定性，用校正的标准曲线进行定量。
3 结果和讨论
3.1 HS-SPME的优化
3.1.1 暴露时间的选择 如表1所示，挥发性最强的苯在5分钟内就达到平衡，而异丙苯和壬烷等则在10分钟以后才趋向平衡。故暴露时间以10分钟为宜。但由于挥发性的化合物易于损失，因此，用SPME监测血中这些易于挥发的化合物时，其暴露时间不易过长，注意系统的密闭性，以防止靶化合物的损失。
表1 在不同的暴露时间内10种靶化合物的峰面积
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时间
(min)
苯
甲基环己烷
甲苯
四氯乙烯
氯代苯
乙基苯
对-二甲苯
苯乙烯
壬烷
异丙苯
1
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4 771
1 706
11 233
616
12 147
12 432
15 689
15 499
9 548
12 012
3
13 549
11 145
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8 639
860
11 208
13 648
13 819
12 142
9 835
11 880
5
18 562
11 300
11 512
1 165
, 百拇医药
16 093
16 069
18 884
27 847
11 148
20 614
10
14 341
11 296
11 369
1 475
19 303
24 240
, http://www.100md.com
27 948
33 700
19 904
35 368
15
14 516
11 225
11 780
1 763
20 464
26 069
29 570
35 434
, http://www.100md.com
20 561
36 280
3.1.2 搅拌速度的选择 按搅拌器的可调速范围，当中速搅拌时，即50%的刻度处，其平衡时间就基本满足要求。使用高速搅拌时，血细胞易于破裂，从而影响VOCs的平衡。在不搅拌、低速搅拌10分钟内的吸附量分别为中速搅拌时的51%和86%。固相表面发生吸附时，待测物在血中的分布形成梯度扩散，且其平衡速度较慢。因此，磁力搅拌及搅拌速度对平衡时间和分析结果有一定的影响，特别是对挥发性低的化合物影响更大。
3.1.3 吸附温度的影响 在不同温度下，当中速搅拌时，暴露10分钟后的吸附量见表2。当温度超过40℃时，血细胞不仅易于变性而发生沉淀，VOCs的吸附量下降。因为多数化合物的吸附过程是放热过程，冷的固相有利于VOCs的吸附。但当温度较低时，其顶空的浓度就相应的降低。因此，固相对VOCs吸附的最适温度在(20～30)℃。表2 在不同的温度下10种靶化合物的峰面积
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温度
(℃)
苯
甲基环己烷
甲苯
四氯乙烯
氯代苯
乙基苯
对-二甲苯
苯乙烯
壬烷
异丙苯
15
, http://www.100md.com
11 902
844
21 625
3 669
28 792
39 916
44 233
46 789
22 508
54 947
25
13 871
778
, 百拇医药
24 185
4 301
31 498
46 957
50 715
51 362
19 522
69 696
35
11 623
1 434
22 269
4 642
, http://www.100md.com
30 404
43 023
48 155
51 477
24 524
61 687
45
5 752
904
13 986
1 992
28 001
30 543
, 百拇医药
33 335
39 515
35 464
42 843
3.2 HS-SPME-GC/MS方法的特性
3.2.1 定性实验 按照上述的实验方法，严格控制仪器各种分离条件和实验操作条件，采用各种靶化合物的纯物质与样品对照的方法进行定性。10种靶化合物在GC中的主要定性依据为保留时间。表3和图1分别为10种靶化合物的各种定性指标和GC标准图谱。同时，用MS对各种靶化合物的标准的保留时间顺序进行鉴定，以确保分析物的可靠性。图2为MS的外标定性的标准总离子流色谱图。
表3 10种靶化合物的定性指标(1)
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定性指标
苯
甲基环己烷
甲苯
四氯乙烯
氯代苯
乙基苯
对-二甲苯
苯乙烯
壬烷
异丙苯
tm(min)
3.115
, 百拇医药
4.590
6.333
8.760
11.695
13.238
14.072
16.235
17.752
20.195
rji
0.266
0.392
, http://www.100md.com
0.542
0.749
1.000
1.132
1.203
1.388
1.518
1.710
注：(1)tm和rji分别为保留时间和以氯苯为参考内标的相对保留时间
, 百拇医药
1—苯，2—甲基环己烷，3—甲苯，4—四氯乙烯，5—氯代苯，6—乙基苯，7—对-二甲苯，8—苯乙烯，9—壬烷，10—异丙苯
图1 10种靶化合物的外标GC色谱图
3.2.2 检测限和线性范围 在仪器状态良好的情况下，用HS-SPME-GC方法测定了血中10种靶化合物的最低检出限(LODs)，即五倍噪音比时的最低检出浓度。最低定量限为10倍的噪音比进行测定的加标溶液。同时，在10～10 000ng/ml范围内对10种靶化合物作了标准曲线，证明在10～10 000ng/ml之间，10种靶化合物在此范围内线性关系良好。10种靶化合物的相关系数，最低检出限和最低定量限分别见表4。对于所使用的标准溶液，临用时配制。
, 百拇医药
图2 MS的外标定性的标准总离子流色谱图
表4 10种靶化合物最低检出限(LOD)、定量限(LOQ)和标准曲线的相关系数(r)
指标
苯
甲基环己烷
甲苯
四氯乙烯
氯代苯
乙基苯
对-二甲苯
苯乙烯
壬烷
, 百拇医药
异丙苯
r
0.996
0.990
0.999
0.991
0.998
0.998
0.997
0.996
0.994
0.999
LOD(ng/ml)
, http://www.100md.com
1.0
1.5
0.6
5.0
0.4
0.5
0.5
0.4
0.6
0.4
LOQ(ng/ml)
5
7
, http://www.100md.com
3
25
2
2
2
1
3
1
3.2.3 精密度和回收率 用HS-SPME-GC方法进行了血中10种靶化合物测定的精密度实验。在相同的条件下，对100ng/ml血样分析12次，用所检测的峰面积来计算精密度，实验结果见表5。可以看出用HS-SPME-GC方法测定血中10种靶化合物的相对标准偏差小于5%。与精密度实验相同，平行采集多个豚鼠血液。将18只豚鼠分成三组，一组为未加标样品，另外两组分别加入不同量的标准样品。在不同的时间内测定6次，分别计算各靶化合物的平均加标回收率。表6结果表明，10种靶化合物12次测定的平均加标回收率在85%～105%。
, 百拇医药
表5 10种靶化合物的精密度和回收率
%
化合物
精密度(RSD)
回收率
10ng/ml
100ng/ml
苯
4.6
89
97
甲基环己烷
4.4
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85
87
甲苯
2.0
93
85
四氯乙烯
3.9
96
101
氯代苯
2.1
89
, 百拇医药 98
乙基苯
1.8
99
105
对-二甲苯
2.2
93
103
苯乙烯
1.6
89
102
, http://www.100md.com 壬烷
2.9
93
95
异丙苯
3.3
95
96
与已发表的各种分析方法相比较，本方法不需溶剂，不会造成环境污染，而且快速、简便、灵敏。用SPME-GC法测定血中10种VOCs的显著特点是，整个萃取、分离和浓缩过程仅在10分钟以内，而且由于SPME萃取纤维吸附VOCs的稳定性，因此，在处理过程中，不会引起VOCs的二次污染和丢失，具有较好的重现性，这是用SPME分析血中微量VOCs独特的优点。此外，萃取纤维可重复使用，使用后不需要清洗和其他形式的处理。所以，用SPME技术测定血中VOCs具有较大的潜力。
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基金项目：国家自然科学基金(No.39570610)
作者简介：郝守进，男，博士，助理研究员
参考文献
1，郝守进，崔九思，戚其平.固相微萃取技术在挥发性有机化合物分析中的应用进展.环境与健康杂志，1999，4：241—244
2，Arthur C,Pawliszyn J.Solid phase microextraction with thermal desorption using fused silica optical fibers.Anal Chem,1990,62:2145—2148
3，Zhang Z,Yang M J,Pawliszyn J.Solid phase microextraction,a solvent-free alternative for sample preparation.Anal Chem,1994,66(17):844A—852A
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4，Belardi RG,Pawliszyn J.The application of chemically modified fused silica fibers in the extraction of organics from water matrix samples and their rapid transfer to capillary columns. Water Pollution J Can,1989,24,179—191
5，Bartelt RJ.Caluibration of a commercial solid phase microextraction device for measuring headspace concentration of organic volatiles.Anal Chem,1997,69(3):363—372
6，Louch D,Mortldgh S,Pawliszyn J.Dynamics of organic compound extraction from water using liquid-coated fused silica fibers.Anal Chem,1992,64:1187—1199
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7，Eisert R,Levsen K.Solid-phase microextraction coupled to gas chromatography:a new method for the analysis of organics in water.J Chromatogr,1996,733(1/2):143—157
8，Jiu Ai.Solid-phase microextraction in headspace analysis.Dynamics in non-steady-state mass transfer.Anal Chem,1998,70(22):4822—4826
(1999-06-01收稿), 百拇医药