頂空氣相色譜法測定乙醇消毒劑中乙醇含量

沈 平 申廣文 盧志敏

（廣州市浪奇實(shí)業(yè)股份有限公司，廣東廣州，510627）

隨著新型冠狀病毒感染的肺炎疫情暴發(fā)，消毒劑成為市面上熱銷產(chǎn)品，其中包括眾所周知的乙醇類消毒劑。乙醇是良好的溶劑，有較強(qiáng)的滲透作用，其作用時間快，易揮發(fā)、性質(zhì)穩(wěn)定、安全。市面上通常有噴霧型、凝膠型兩種。乙醇消毒原理是能夠使細(xì)菌蛋白質(zhì)變性，降低細(xì)菌活性從而殺滅細(xì)菌，適用于一般物體表面消毒，手和皮膚消毒。研究表明乙醇消毒劑中的乙醇含量在70%～80%(v/v)之間對細(xì)菌及病毒具有良好的滅活作用。

目前GB/T 26373《醇類消毒劑衛(wèi)生要求》中乙醇含量的檢測方法是采用色譜填充柱，制備樣品后直接進(jìn)樣，標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。本文探討以體積比進(jìn)行試液配制，采用極性毛細(xì)管頂空氣相色譜分離、內(nèi)標(biāo)法定量來檢測消毒劑中乙醇含量。實(shí)驗(yàn)證明，對比目前使用的手動進(jìn)樣的填充柱色譜法更方便、快捷、準(zhǔn)確，同時能滿足液狀和凝膠狀（黏度高）的消毒劑樣品檢測。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

用毛細(xì)管氣相色譜法結(jié)合頂空技術(shù)，在選定工作條件下，使乙醇、正丙醇(內(nèi)標(biāo)物)得到分離，用FID 檢測，根據(jù)內(nèi)標(biāo)法計(jì)算出乙醇的含量。

1.2 主要試劑和儀器

乙醇（色譜純）；正丙醇（色譜純）；水（實(shí)驗(yàn)室二級用水），自制。

氣相色譜儀（島津GC-2010plus），島津公司；氣相頂空進(jìn)樣器（DK-3001A型），北京中興分析儀器研究所；色譜柱（0.25 mm×30 m×0.25 μm WondCapwax 柱），島津公司；FID檢測器，島津公司；分析天平（AL 204），梅特勒托利多儀器有限公司；移液器（100～1000 μL），艾本德Eppendorf。

1.3 儀器工作條件

1.3.1 頂空進(jìn)樣器

樣品平衡溫度：80℃；閥相溫度：120℃；氣路溫度：130℃；平衡時間：30 min。

1.3.2 SPL

溫度：200℃；進(jìn)樣方式：100:1分流；進(jìn)樣時間：1 min；載氣：N2(99.999%)；控制方式：恒壓：95 kPa；柱流量：2.0 mL/min；吹掃流量：3.0 mL/min。

1.3.3 柱箱

溫度：40℃；升溫程序?yàn)槌跏紲囟?0℃保持2 min，以5 ℃/min升至70℃，然后以40℃/min升至190℃，保留2 min。

1.3.4 FID檢測器

檢測器溫度：210℃；H2流量：40 mL/min；AIR流量：400 mL/min；Make up（尾吹）流量：40.0 mL/min。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

1.4.1 內(nèi)標(biāo)正丙醇母液的制備5%(v/v)

用移液管移取2.5 mL恒溫至20℃的正丙醇至50 mL容量瓶中，用恒溫至20℃的水定容至刻度線。

1.4.2 正丙醇工作液制備

用移液管移取1 mL恒溫至20℃的正丙醇母液到100 mL容量瓶，用恒溫至20℃的水定容至刻度線。

1.4.3 乙醇母液制備10%（v/v）

用移液管移取5 mL恒溫至20℃的乙醇到50 mL容量瓶中，用恒溫至20℃的水定容至刻度線。

1.4.4 乙醇工作液制備

準(zhǔn)備6個干燥的100 mL容量瓶，分別用精密移液器移取對應(yīng)體積的20℃乙醇母液，用恒溫至20℃的水定容至刻度線，母液的移取量見表1。

1.4.5 內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)曲線建立

分別準(zhǔn)確移取對應(yīng)梯度乙醇工作液1 mL，正丙醇內(nèi)標(biāo)工作液1 mL至10 mL頂空瓶，鉗封，搖勻，80℃恒溫30 min，按設(shè)定好的氣相分析程序測定各自面積，S內(nèi)，S乙醇。以S乙醇/S內(nèi)標(biāo)為縱坐標(biāo)，對應(yīng)乙醇體積V乙醇為橫坐標(biāo)，建立內(nèi)標(biāo)曲線y=kx+b。

1.4.6 樣品檢測

（1）把50 mL干燥的容量瓶放到分析天平上，移取5 mL試樣，稱重m試樣，再除去皮重，加水到刻度線，稱重得出水質(zhì)量m水，恒溫到20℃。分別計(jì)算對應(yīng)20℃水的體積，樣品體積，算出稀釋的總體積V1，V1＝V試樣+V水。

（2）準(zhǔn)備1個干燥的100 mL容量瓶，用精密移液管移取1 mL 20℃的步驟（1）配制的試液，用水定容至刻度線。

移取1 mL正丙醇內(nèi)標(biāo)工作液、1 mL步驟（2）配制的樣品試液至10 mL頂空瓶，鉗封，搖勻，80℃恒溫30 min，按1.3設(shè)定的氣相分析程序及工作條件測定各自面積S′內(nèi)，S′乙醇。

按內(nèi)標(biāo)曲線方程y=kx+b，計(jì)算x值。

樣品結(jié)果(v/v%)=x×10000×V1/V樣品

公式中：x:方程計(jì)算結(jié)果；

V1：第一梯度稀釋總體積；

V樣品：吸取樣品體積；

樣品實(shí)驗(yàn)取2次平衡測試結(jié)果，求平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢測方法的選擇

內(nèi)標(biāo)法是色譜分析中一種比較準(zhǔn)確的定量方法，是通過測量內(nèi)標(biāo)物及待測組分的峰面積的相對值進(jìn)行計(jì)算的，一定程度上消除了操作條件的波動對分析結(jié)果產(chǎn)生的影響，結(jié)合實(shí)驗(yàn)要求，選擇內(nèi)標(biāo)法。

2.2 色譜柱選擇

乙醇、正丙醇為極性溶劑，按照“相似相溶”的原理，選極性柱島津WondCap wax。

2.3 內(nèi)標(biāo)物的選擇

正丙醇峰值與乙醇峰值分離度滿足要求。利用島津氣相工作站可以得出兩者半峰高，按照色譜分離度計(jì)算公式R=1.18(RT2-RT1)/(W2-W1)，計(jì)算R值大于1.5，兩組分色譜峰可以完全分離。正丙醇試劑為色譜純級，性能滿足做內(nèi)標(biāo)物的條件。樣品色譜圖見圖1。

2.4 氣相色譜儀工作條件選擇

各組分的峰面積受進(jìn)樣溫度、載氣流量等因素的影響，觀察不同條件下峰面積的變化，計(jì)算被測組分和內(nèi)標(biāo)物的總峰面積，以總峰面積最大作為最佳條件的判斷依據(jù)，最終確定1.3氣相色譜儀的工作條件。其中氣相色譜儀頂空進(jìn)樣溫度設(shè)置80℃，能滿足檢測器靈敏度要求；進(jìn)樣口恒壓95 kPa：時間較短同時能滿足目標(biāo)峰分離；柱溫：40℃開始，保留2 min，程序升溫，能讓正丙醇峰值、乙醇峰值及其他峰值能達(dá)到更好地分離。

表1 母液移取量

圖1 樣品色譜圖

由于是頂空進(jìn)樣，操作過程注意乙醇在頂空設(shè)備殘留帶來的誤差。

2.5 溶劑的選擇

乙醇消毒劑都是以乙醇為主的水溶性產(chǎn)品，水做溶劑可以很好地溶解樣品，滿足分析要求。

2.6 內(nèi)標(biāo)曲線制備過程

由于純乙醇加水體積會縮小，加上乙醇的易揮發(fā)性，實(shí)驗(yàn)采取了2個梯度稀釋，其中第一梯度采用稱量質(zhì)量的方式結(jié)合對應(yīng)密度精確換算出體積分?jǐn)?shù)：V酒精/(V酒精+V水)，而不是采用直接定容方式計(jì)算稀釋體積。第二梯度乙醇濃度已經(jīng)較低，可以直接移取母液進(jìn)行定容稀釋，不用考慮體積變化。溫度的變化對乙醇體積影響也很大，而且樣品結(jié)果通常以20℃時的乙醇體積比（v/v）報(bào)出，所以母液要恒溫到20℃才能測試。

工作液制備過程，分析天平通過除皮很好地實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量的疊加稱量，體積分?jǐn)?shù)也很好地實(shí)現(xiàn)。通過質(zhì)量換算的體積分?jǐn)?shù)更準(zhǔn)確。

2.7 樣品制備部分

由于考慮到方法要同樣適用于黏度較高的洗手液、凝膠類乙醇消毒產(chǎn)品，移取過程中，量具會掛壁問題導(dǎo)致體積較大誤差，同時考慮到樣品乙醇濃度都是70%～80%之間，濃度較高，稀釋過程與標(biāo)曲保持一致性，第一梯度依舊用稱量出質(zhì)量換算體積的方法，采取2個梯度稀釋后檢測。

對于黏度較高的洗手液，樣品如果有氣泡，則必須清除。移取過程避免氣泡，考慮到70%～80%酒精易揮發(fā)性，樣品制備應(yīng)該直接移取到容量瓶中稱量再稀釋。

實(shí)驗(yàn)表明，外置活塞式移液器能滿足移取黏稠液體過程的精度要求。

產(chǎn)品的密度檢測參照GB/T 4472測定。

2.8 內(nèi)標(biāo)法標(biāo)準(zhǔn)曲線

內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)曲線如圖2所示。

圖2 乙醇校準(zhǔn)曲線

以 10 倍信噪比(S/N)所對應(yīng)的乙醇濃度作為方法定量限，計(jì)算得出乙醇的定量限為1 μL/L，線性范圍: 0.2～1 mL/L。

2.9 精密度實(shí)驗(yàn)

取同一份樣品平行稱取6份，按方法1.3.2平行測定6次，測定結(jié)果如表2。由表2看出測定結(jié)果，RSD=0.57%(n=6)，表明該方法有較好的精密度。

2.10 回收測試

在4種濃度的樣品試液中分別定量加入標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行回收率測試，（10 mL樣品加入相同體積標(biāo)準(zhǔn)工作液），實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表2 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 方法回收率

3 結(jié)論

使用體積比方式制備試樣，采用島津WondCap wax 極性毛細(xì)管柱，優(yōu)化分離條件，建立了頂空氣相內(nèi)標(biāo)法測定乙醇消毒劑中乙醇含量。該方法具有快捷、準(zhǔn)確、穩(wěn)定測定的優(yōu)點(diǎn)。