一种采用液相色谱同时检测丙酮和丙烯醛的方法及其专用流动相

技术领域

本发明属于液相色谱分析技术，具体涉及一种液相色谱同时检测丙酮和丙烯醛的方法及其专用流动相。

背景技术

目前车内空气质量问题，因其对乘员健康安全的潜在影响，被广大消费者及整车生产企业广泛关注。对此，国内的相关法规也逐步严格。国标《GBT_27630-2011_乘用车内空气质量评价指南》对8种有毒有害成分(苯，甲苯，乙苯，二甲苯，苯乙烯，甲醛，乙醛，丙烯醛)进行了要求，相关机构正在推进该标准转化为强制性标准。同时，《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》已经加入对车内空气质量的要求，目前由于相关标准的部分问题暂未开始执行。《HJT_400-2007_车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》是GBT_27630-2011引用的测试方法。

在《GBT_27630-2011_乘用车内空气质量评价指南》限定的八种物质之中，丙烯醛是其中一种高关注度有害物质。丙烯醛是一种有机化合物，为最简单的不饱和醛，化学式为C3H4O，无色透明有恶臭的液体，其蒸气有很强的刺激性和催泪性。是化工中很重要的合成中间体，广泛用于树脂生产和有机合成中。2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中，丙烯醛在3类致癌物清单中。高含量的丙烯醛有强烈刺激性。吸入蒸气损害呼吸道，出现咽喉炎、胸部压迫感、支气管炎；大量吸入可致肺炎、肺水肿，还可出现休克、肾炎及心力衰竭，可致死。液体及蒸气损害眼睛；皮肤接触可致灼伤。急性暴露损伤呼吸道、眼及皮肤，并引起肺和气管水肿，而且还会导致人体内脂肪代谢失常，致使大量的脂肪堆积在皮下组织中。亚慢性和慢性暴露曾引起猴、狗等试验动物气管和鼻腔内细胞质增生。丙烯醛可以导致细胞基因突变，并降低细胞修复损伤的能力，是损害视网膜的主要因素。

丙酮，又名二甲基酮，是一种有机物，分子式为C3H6O，为最简单的饱和酮。是一种无色透明液体，有特殊的辛辣气味。易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。易燃、易挥发，化学性质较活泼。丙酮作为高分子代谢产物、有机材料生产常用溶剂，在部分汽车车内空气中会有存在。

丙烯醛和丙酮在分子结构、分子量、分子极性上比较相似，所以，在常规液相分析的过程中二者保留时间十分接近，积分过程会对彼此产生干扰。

由于丙酮的存在，难以对车内空气中的丙烯醛进行准确分析，会影响车内空气改进工作的开展，对乘员的身体健康有潜在影响。因此，有必要对现行测试方法进行专项攻关及优化，以支撑及汽车行业车内空气质量改进工作的开展。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种液相色谱同时检测丙酮和丙烯醛的方法及其专用流动相，以解决车内空气质量测试工作中丙酮及丙烯醛的合峰情况。

本发明所提供的液相色谱同时检测丙酮和丙烯醛的方法，包括下述步骤：

采用液相色谱对含丙酮和丙烯醛的气态样品进行分析检测，流动相由下述流动相1和流动相2组成；

其中，所述流动相1是由色谱纯的甲醇和乙腈组成的混合溶剂；其中，乙腈和甲醇的体积比为(2～98)：(98～2)，优选的，乙腈和甲醇的体积比为(5～50)：(95～50)；更优选的，乙腈和甲醇的体积比为10:90；

其中，所述流动相2是由色谱纯的乙醇和水组成的混合溶液；其中，乙醇和水的体积比为(0～50)：(100～50)，优选的，乙醇和水的体积比为(1～10)：(99～90)；更优选的，乙醇和水的体积比为1:99。

进一步地，在所述液相色谱分析检测过程中，以所述流动相的总体积为100％计，在第0～35分钟，流速为0.5～1.5mL/min，流动相1(体积)：流动相2(体积)＝(50～90)：(50～10)，优选为70:30；

为了清洗色谱柱残留物质，防止干扰下次试验，还需进行下述洗脱：

在第36～40分钟，流速为0.5～1.5mL/min，流动相1(体积)：流动相2(体积)＝(70～100)：(30～0)，优选为100:0。

根据本发明的一个具体实施例，梯度洗脱的程序为：

梯度一，在第0～35分钟，流速为0.8mL/min，流动相1(体积)：流动相2(体积)＝70:30；

梯度二，在第36～40分钟，流速为0.5mL/min，流动相1(体积)：流动相2(体积)＝100:0。

进一步地，上述方法中，所述含丙酮和丙烯醛的气态样品进样前的处理方法如下：采样袋中注入一定量的丙酮和丙烯醛的气态样品，使用采样设备及DNPH柱将采样袋中样品收集到DNPH管中，接下来使用乙腈将DNPH管样品洗脱、定容，形成待测溶液。

所述含丙酮和丙烯醛的样品可为含丙酮和丙烯醛的气体样品，如汽车内空气样品。

进一步地，上述方法中，所采用的色谱柱为高效液相色谱柱；所述色谱柱的柱温可为15-50℃。

进一步地，上述方法中，所采用的检测器为紫外检测器，检测波长为300-400nm。

进一步地，上述方法中，所述样品的进样量为1-50μl。

本发明还保护一种专用于液相色谱同时检测丙酮和丙烯醛的流动相。

本发明所提供的流动相由下述流动相1和流动相2组成；

其中，所述流动相1是由色谱纯的甲醇和乙腈组成的混合溶剂；其中，乙腈和甲醇的体积比为(2～98)：(98～2)，优选的，乙腈和甲醇的体积比为(5～50)：(95～50)；

其中，所述流动相2是由色谱纯的乙醇和水组成的混合溶液；其中，乙醇和水的体积比为(0～50)：(100～50)，优选的，乙醇和水的体积比为(1～10)：(99～90)。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1.流动相的主体由乙腈切换为甲醇及乙醇，降低了物料成本；

2.丙烯醛及丙酮的分离度达到了1.5以上，具备色谱分析的基本条件；

3.梯度洗脱作业，有效清除了色谱柱残留物质，提高色谱柱寿命；

4.梯度二的洗脱作业避免了色谱柱中水的残留，降低了色谱柱堵塞的风险。

附图说明

图1为本发明对丙烯醛及丙酮的单峰复合效果。

图2为本发明对醛酮类混合标准品中丙烯醛及丙酮的分离效果。

图3为(3-15)μg/mL的丙烯醛-DNPH曲线。

图4为对比例1中乙腈：水＝40:60的流动相对醛酮类混合标准品中丙烯醛和丙酮的分离效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。

一种液相色谱分析时分离丙酮及丙烯醛的流动相，包括流动相1及流动相2。

在所述流动相1中，流动相的组成为色谱纯的甲醇和乙腈组成的混合溶液，其中，乙腈(体积)：甲醇(体积)＝10％(即10：90)；

所述流动相2中，流动相的组成为色谱纯的乙醇和水组成的混合溶液，其中，乙醇(体积)：水(体积)＝1％(即1：99)。

在液相色谱分析过程中，进行梯度洗脱作业；

梯度洗脱程序如下：

梯度一，0-35分钟，流速为0.8mL/min，流动相1(体积)：流动相2(体积)＝70:30；

梯度二，36-40分钟，流速为0.5mL/min，流动相1(体积)：流动相2(体积)＝100:0。

下述实例中所使用的色谱柱为高效液相色谱柱，规格PE 18060105；检测器为紫外检测器。

实施例1：

使用乙腈和相关标准物质(丙酮、丙烯醛)分别配制丙酮及丙烯醛含量均为10μg/mL的丙酮及丙烯醛溶液。进样量为2微升，柱温为25℃，检测器波长为365nm，按前述设置流速、流动相及梯度洗脱参数，分别进行分析。分析结束后使用软件将丙酮及丙烯醛的两峰进行复合(图1)。可以看到，较高含量的丙酮及丙烯醛基本不发生干扰。证明本发明所述流动相分离效果可靠。

实施例2：

使用一市售混合标准物质(名称：Air Monitoring Aldehyde-DNPH Mix 1；编号：AE-00043；各物质含量：Component：Acetaldehyde-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：19.72；Component：Acetone-DNPH CertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：20.04；Component：Acrolein-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：19.84；Component：Benzaldehyde-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：20.00；Component：Methyl ethyl ketone-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：19.72；Component：Butanal-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：19.96；Component：Crotonaldehyde-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：19.82；Component：Formaldehyde-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：40.04；Component：Hexanal-DNPHCertified Analyte Concentration(μg/mL)：20.04；Component：Methacrolein-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：19.90；Component：Pentanal-DNPH Certified Analyte Concentration(μg/mL)：19.90；Component：Propionaldehyde-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：20.00；Component：p-Tolualdehyde-DNPHCertifiedAnalyte Concentration(μg/mL)：19.96)配制丙烯醛-DNPH及丙酮-DNPH含量均为10μg/mL的溶液(溶剂为乙腈或甲醇)。进样量为5微升，柱温为25℃，检测器波长为365nm，按前述设置流速、流动相及梯度洗脱参数，分别进行分析。分析结束后的谱图(图2)可以看到，丙酮及丙烯醛基本分离，丙烯醛保留时间为8.5min，丙酮保留时间为8.9min，两者分离度大于1.5。

实施例3：

使用市售混合标准物质(生产商：o2si smart solutions；编号：132567-06-1ML；丙烯醛-DNPH含量：15μg/mL；丙酮-DNPH含量：15μg/mL)，配制一条梯度曲线，曲线各点丙烯醛-DNPH含量分别为：0.3μg/mL，1.5μg/mL，3.0μg/mL，4.5μg/mL,15μg/mL。采用实施例2的分析条件对配制的溶液进行分析，建立校准曲线。考察(0.3-15)μg/mL的丙烯醛-DNPH曲线(图3)，相关系数可以达到0.99999。证明本发明所述流动相对丙烯醛的分离效果可靠。可以使用该曲线对实际样品进行分析。使用该校准曲线对丙烯醛-DNPH含量为1.5μg/mL的标准样品进行分析，实测结果为1.5μg/mL，证明分析结果可靠有效。

对比例1：

按照实施例2的步骤并使用实施例2中的混合标准物质配制丙烯醛-DNPH及丙酮-DNPH含量均为10μg/mL的混合溶液。进样量为25微升，柱温为25℃，检测器波长为365nm，流动相采用乙腈：水＝40:60的混合标准溶液，流速为1mL/min。由图4可以看到，丙烯醛与丙酮出峰位置为合峰，无法进行分离定量。