簡化PAH檢測
多環(huán)芳烴化合物(PAH)是煤和石油中的固有成分，并對煤和石油的特性產生一定的影響，因而PAH分析非常重要。當一個新型自動化樣品準備系統與一個大體積進樣器相結合時，更可以明顯地改善這類無處不在的物質分析問題。
目前流行的PAH檢測方法是采用熒光檢測器的高效液相色譜法。PAH檢測除了難度大以外，也是一件非常費力和耗時的工作。因此德國下薩克森州的一個實驗室想要改進PAH分析方法，在位于德國Mülheim的儀器制造商Gerstel公司的幫助下，對一直采用手工操作的樣品固相萃取（SPE）凈化技術實現了自動化處理。此方法同時適合于直接進樣，取代了先對萃取物進行揮發(fā)濃縮，再用液相色譜溶劑進行溶解的過程，直接進行大體積氣相色譜的進樣。
EPA方法－PAH分析的標準
約有100種不同物質屬于PAH，其結構中含有一個共同的單元，此類物質至少包含兩個芳香環(huán)。但人們更關注由4~7個芳香環(huán)單元構成的多環(huán)芳烴。美國環(huán)保局（EPA）將16種PAH列為特別有害物質。
在作為標準檢測方法而開發(fā)的EPA方法610中，列出了下列PAH物質：萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并[a]芘、苯并[a]蒽、草屈、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、二聯苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,I]苝和吲哚[1,2,3-c,d]芘。其中苯并[a]芘由于其強烈的荷爾蒙活性、致畸變作用、致癌作用和對胎兒的損害作用，對人類的危害最大。附著在塵埃顆粒上的PAH隨呼吸進入肺中，攝入體內后會富集在脂肪內。PAH不僅有害，而且特別穩(wěn)定，能存在很長時間，并隨處可見。南極大陸的冰雪中也能找到人為污染所帶來的多環(huán)芳烴。
石油－賜福與災難同在
作為自然界存在的物質，PAH存在于煤和石油中，也同樣在其產品中，如焦油、瀝青、柏油、發(fā)動機燃料及一些塑料制品添加劑中或多或少地存在。當然，有機材料如柴油、汽油、燃料重油、木材或煙草的不完全燃燒也會產生PAHs；燃燒殘渣可能含有相應的PAHs；建筑材料如油氈和瀝青中也會含有PAHs。借助于來自上述領域的樣品，下薩克森州的一個實驗室對EPA所列的多環(huán)芳烴進行了研究。此實驗室過去一直采用高效液相色譜法連接熒光檢測器，該方法需要使用大量的溶劑，樣品萃取物的純化、濃縮及再溶解一般均需手工進行，而且是一項非常費力和耗時的工作。這激發(fā)了企業(yè)改進這一方法的興趣，以節(jié)省時間和金錢。Gerstel公司應用專家Oliver Lerch博士這樣描述這一需求：“我們將委托驗證，Gerstel-SPE與氣相色譜和選擇性質譜檢測器系統（LVI-GC/MS）的大體積進樣器相連，與迄今為止的應用方法相比是否為更好的結果。”
為了使Gerstel公司的開發(fā)工作更具有針對性，將EPA的16種PAH在萃取物中的檢測限降低到0.01μg/ml。新方法被分為兩個不同的自動化步驟：樣品準備和進樣。
為準備樣品，首先將油氈或瀝青萃取物以20:1或100:1的比例用二氯甲烷-己烷（1:1）溶液稀釋，接下來用自動化SPE純化，在0.5~1000ng/ml的濃度范圍進行標定。每個樣品和標準溶液中加入4μl的d10-菲作為內標。
經過純化的樣品也被自動進樣到氣相色譜儀，100μl樣品經大體積進樣器送入Gerstel 冷卻進樣系統KAS 4，進樣速度接近溶劑的揮發(fā)速度。其中絕大部分在進樣過程中揮發(fā)，一部分經GC分流出去。溶質被收集在冷卻到10℃的KAS上，注入全部樣品后分流器將被關閉，KAS被加熱到300℃，將溶質導入分離柱。
新方法實現了預定目標
實驗證明，使用Gerstel-SPE實現全自動處理沒有任何問題。Oliver Lerch博士介紹說：“分析方法的總體相對標準誤差很好，對于20μg/l的標準樣品為0.8%~2.8%；對于油氈萃取物（1:100）為0.4%~9.7%。”所要求的檢測限0.01μg/ml，相當于10μg/ml，很容易達到。在0.5~1000μg/ml范圍內，校正曲線的線性非常好，相關系數達到0.999。”
“萘是唯一一個具有較高標準誤差和盲值的物質”，Oliver Lerch博士繼續(xù)解釋說。其原因估計己烷和二氯甲烷不是萘的理想溶劑；萘的相對揮發(fā)度也有一定影響。若進行溶劑的進一步優(yōu)化，相信會得到更好的結果。
“使用1ml針管總是比使用100μl針管具有較高的標準誤差，但效果并不差。” Oliver Lerch博士總結說。使用Dual-Rail進樣器可以避免操作者更換針管，此進樣器有兩個機械臂，其功能可以交換。當一個臂用1ml或2.5ml針管進行標準樣處理和萃取時，另一個臂操作100μl針管進行大體積進樣。Oliver Lerch博士說：“PAHs可以被簡單和有效地檢測，這應當是一個正確的分析方法。”
樣品準備
軟件控制SPE
固相萃取（SPE）凈化技術由Maestro-軟件控制：
10ml空瓶置于SPE儀器上；
新的6ml/1000mg硅膠柱置于SPE支架上；
用10ml二氯甲烷:己烷（1:1）和10ml己烷潤濕SPE硅膠柱；
以10μl/s加入樣品并接受餾分；
用8ml二氯甲烷:己烷（1:1）繼續(xù)沖洗硅膠柱；
注入3ml空氣將SPE硅膠柱排空；
拆除硅膠柱；
餾分接收瓶放入樣品盤中；
大體積進樣到GC/MS系統。
最新進展：在氣泵中發(fā)現PAH
每1kg劣質材料含51mg苯并芘
盡管人們已經注意到了PAH的有害性，但由于其能夠改善劣質材料的性能，仍被作為添加劑使用。2007年初，產品檢驗基金會的檢驗實驗室在自行車打氣筒中發(fā)現了高含量的多環(huán)芳烴（PAH）。打氣筒的橡皮管在折扣商店中只花2.99歐元就可買到，其中每1000mg黑色橡膠材料中就含有51mg苯并芘。僅僅一次接觸，就會使這種有毒物質進入人體。
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市場商機
