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通过气相色谱/质谱联用仪分析多溴联苯醚阻燃剂
作者
William Goodman
PerkinElmer, Inc.
710 Bridgeport Ave.
Shelton, CT 06484
简介
多溴联苯醚 (PBDE) 通常用作阻燃剂,由于该物质已在全球范围内应用且能够迅速在生物体内积累,目前正对其进行广泛的研究。由于它对健康的潜在威胁,近来司法机构和商业团体已纷纷出台计划,以降低或消除特定PBDE同系物。本应用资料将演示气相色谱/质谱联用仪 (GC/MS) 对常见 PBDE 同系物的分析。优化的方法和色谱柱让PerkinElmer? Clarus?气相色谱仪能够彻底分离PBDE同系物并获得很高的效益。珀金埃尔默Clarus质谱仪扩展的质量范围和高质量校正将生成准确性极高的质谱图。
实验
珀金埃尔默Clarus气相色谱/质谱联用仪系统是此次研究的分析平台。表 1(第 2 页)中简要列出了仪器条件。气相色谱分离在一个15 m x 0.25 mm(内径)x 0.1 μm(液膜厚度)Elite 1 色谱柱(珀金埃尔默部件号 N9316006)中完成;选用短色谱柱可最大限度地减少色谱柱滞留时间并避免分析物降解1。由于蒸汽气压低而 PBDE 沸点高,使用了温度编程的不分流进样,这样一来就可以在进样器口1 中将样品与热金属表面的接触降至最低;为进一步降低进样口活性,使用了带玻璃棉的去活玻璃衬管(珀金埃尔默部件号N6502001)。如图 1(第 2 页)所示,此次分析的总运行时间少于15分钟;图中内容为 14 种 PBDE 同系物全扫描分析所提取的离子色谱。表 1(第 2 页)简要介绍了其余的气相色谱/质谱联用仪条件。
表 1. Clarus 气相色谱/质谱联用仪的仪器条件。 气相色谱仪条件 PSSI 温度 1: 100 °C 质谱仪条件 气相色谱仪运行周期时间: 13 分钟 PSSI 持续时间: 0 分钟 源温度: 280 °C 柱温箱初始温度: 100 °C PSSI 温度斜率: 999 °C/分钟 传输线温度: 280 °C 初始温度持续时间: 1 分钟 PSSI 温度 2: 320 °C 光电倍增管: 450 V 柱温箱升温速率: 20 °C/分钟 载气: 氦 质谱仪数据采集类型: SIFI* 柱温箱最终温度: 320 °C 恒定流速: 1.5 mL/分钟 进样方式: 不分流 真空补偿: 开 * SIFI – 单个离子扫描和全部离子扫描
通过气相色谱/质谱联用仪进行高分子量检测需要非传统校正技术。标准校正气PFTBA(FC-43,heptacosa)的离子限制为 m/z 614 的质量校正片段。Clarus 质谱仪的质量范围是m/z 1-1200。为达到此质量范围,高质量部分 (m/z 600-1200) 的准确校正,必须使用质量高于 m/z 600 的标准物质校正。此技术使用校正标准样三氮杂苯(珀金埃尔默部件号 N9311730)对气相色谱仪进样,此进样可产生最高为m/z 1185 的离子。高质量校正会持续产生其片段与理论非常接近的质谱图。图 2(第 3页)显示了十溴联苯醚(BDE-209) 的质谱图。
除了气相色谱优化和高质量校正外,还对质谱仪的数据采集功能进行了优化,在收集足以定义各个质谱峰值的扫描期间,实现了最高的灵敏度。在质谱仪方法中,使用了选择离子记录 (SIR) 和全扫描功能。全扫描功能的简单易用性固然是首选;但是,当规定了灵敏度时,会收集特定离子数据。
结果
此研究中使用的珀金埃尔默 Clarus 气相色谱/质谱联用仪在 PBDE 同系物的分析中提供了极佳的准确度、精度和灵敏度。优化的实验设置用于分析 14 种 PBDE 同系物的校正曲线。在将 SIR 数据用于校正七至十溴联苯醚时,从全扫描功能提取的离子中收集了三至六溴联苯醚。图 3(第 3 页)演示了此分析中具有代表性的校正;BDE-028 在 10 ppb 到 1 ppm 的浓度范围内得到了校正。
即便使用完全优化的方法,在聚合物中对 PBDE 的日常分析也会由于样品基体而产生其它问题。PBDE 是利用甲苯或其它非极性溶剂从塑料中提取的;此过程不仅会提取出要研究的分析物,还会提取出大量增塑剂、添加剂和聚合物。通过结合使用离心作用、硅胶和 GPC(凝胶渗透色谱)来净化这些提取物。虽然经过大量的清理净化,但仍有部分塑料基体会残留在样品提取物中。随时间流逝,在进样器口衬管和色谱柱头中会累积这些样品基体,方法性能会下降。分析人员应执行定期维护以清理或更换进样口衬管,以便清除任何累积的样品基体。此外,毛细管柱的末端应剪掉约 2 cm,这样可以清除
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