GC—MS测定及化学计量学解析大气中多环芳烃

GCMS测定及化学计量学解析大气中多环 芳坯 摘要采用GC/MS法测定大气中多环芳姪，利用化学计 量学解析法CRM对色谱峰进行解析，得到各成分的纯色 谱曲线和质谱，通过质谱库对解析的纯组分进行定性，用解 析色谱曲线积分法进行定量。从21个色谱峰中解析出了 14 种多环芳姪。该法降低对色谱柱分离度的要求，为快速、准 确解析复杂未知体系提供了新的途径。 Abstract Analysis of PAHs in atmosphere was pered with twodimensional gas chroma to graphy-mass spec trometry GC/MS dat a coupled with chemometrie resolution CRM . By means of these s twodimensional data, 14 chemical components of PAHs in atmosphere were parsed from 21 chromatographic peaks. The chemometrie resolution decreased the requirement of chromatographic resolution and provided the new way of analyzing complex unknown system quickly and precisely. 关键词多环芳姪；化学计量学解析法；气相色谱-质 谱 Key words PAHs； chemometrie resolution ； gas chromatography-mass spectrometry 中图分类号F59文献标识码A文章编号1006-4311 2012 35-0289-02 0引言 多环芳姪PAHs是最早发现的具有致癌、致畸、致 突变”作用的环境污染物之一 [1]。大气成分中含有工业发 展带来的多环芳姪等污染物。由于这类物质的复杂性和未知 性，难以对其进行准确的定性定量分析。本文利用GC/MS联 用仪测定大气中多环芳姪，用化学计量学解析法 Chemome tr ics resol ution met hod, CRM [2, 3]进行分 辨，继而借助质谱库对分辨的纯组分进行定性，用解析色谱 曲线积分法进行定量，分析大气中多环芳姪的化学成分。该 法能降低色谱柱的要求，且尽可能分析出被采集试样的所有 成分。 1实验 1. 1仪器 仪器为日本岛津QP2010型气相色谱-质谱联 用仪。大气采样器。 1. 2样品的采集 在交通拥挤处采集大气，时间为48h。 纯化、浓缩后进样。 1. 3样品的测定条件色谱条件DB-5ms色谱柱 30mX0. 25mmo程序升温起始温度70C,维持4min, 以10C ・min-1升至300C,维持10min。载气He；流速 1. OmL ・ min-1；进样 口温度 290C。 质谱条件EI源电子能量70eV,离子源温度230C； 倍增电压1.28师，扫描范围m/z为40〜500；扫描速率 3. 8scans sT。 1. 4数据分析数据分析在Gateway T8100计算机上进 行，程序用MATLAB 6. 5编写，NIST107质谱库进行检索。 2结果与讨论 2. 1 CRM解析CRM是对二维色谱/光谱矩阵数据进行解 析的一种有效方法。它利用二维矩阵数据包含的色谱/光谱 信息，采用局部因子分析以分辨出各组分的纯色谱曲线和光 谱，该法已成功用于一些中药挥发油成分的分析[4-5]和油 漆行业废气化学成分的分析[6]。其原理见文献[2, 3]o 2.2样品的定性分析 图1所示为样品的GC/MS的总离 子流图TIC,其中浓度较高的物质较少，且有色谱峰产生 重叠。以图1中保留时间为31.7〜32. 0的峰簇，放大后为 图2,用CRM进行解析。 直接从色谱库中进行检索，得到相似度很低的物质。通 过CRM解析后，得到两组分体系见图3,两种物质分别为 Benzo[ghi]perylene 和 Benzo[b]naphthacene, 相似度分别 为97. 34和99. 75o两物质都是多环芳姪，其中一个为16 种之一，其相应的标准质谱图和解析质谱图见图4〜5。 按照上述方法，对GC/MS测定的样品中的色谱峰用CRM 逐步进行解析，得到纯质谱，再用质谱库进行定性，得到定 性结果。本研究方法从21个色谱峰中解析出了 14种多环芳 坯，其中属于常测16种多环芳姪的有11个，3个属于之外 的。 2.3样品化学成分的定量分析采用解析色谱曲线积分 法对解析后的所有色谱峰积分，得到各个组分的定量分析结 果。鉴于大气中物质浓度随着大气迁移速率而有所不同，这 里给出本次样品各物质的相对含量。见表1。 3结论 采用化学计量学法，从21个色谱峰中解析并鉴定出了 14种多环芳姪，其中11个为常测16种之一组分，3个为之 外组分。该法结合色谱光谱联用仪器产生的二维数据，对重 叠峰进行解析，降低对色谱柱的要求，为快速、准确解析复 杂未知体系提供了新的途径。 参考文献 [1]Searle C E.Chemical Carcinogens[M]. 2nd Ed. Washington D C American Chemical Society, 1984. ⑵KvalheimOM, LIANG Yi-zeng. Heuristic evolving latent projectionsresolving 2-way multicomponent data. 1. Selectivity, latent-projective grae, local rank and unique resolution. Anal Chem, 1992,64 8 936 〜946. [3] LIANG Yi-zeng, Kvalheim 0 M, Keller H R, et al. Heuristic evolving latent projections- Resolving 2-way multicomponent data. 2. Detection and resolution of minor cons tit uen ts. Anal Chem, 1992,64 8 946 〜 953. [4] GAN Feng, XU Qing-song, LIANG Yi-zeng. Two novel procedures for automatic resolution of two-way data fromcoupled chromatography. Analyst, 2001, 126 2 161 〜168. [5] GUO Fan-qiu, LIANG Yi-zeng, XU Chen-jian,