3种二甲苯异构体的气相色谱检测方法优化研究

迟艳胜 毛国娟 姜延国

（1.辽宁省丹东市卫生健康服务中心 辽宁丹东 118000；2.辽宁省丹东市中医药学校）

1 前言

二甲苯是一种无色透明液体，属于芳香烃类化合物，一般为对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的混合物，广泛用于有机溶剂和合成医药、涂料、树脂、染料、炸药和农药等，主要通过化工生产的废水和废气进入环境中，对环境的影响较大。二甲苯毒性虽不如苯大，但对中枢神经系统有麻醉作用[1]，吸入一定量的二甲苯，轻者头晕、恶心、胸闷、乏力，重者出现昏迷，甚至因呼吸衰竭而死亡[2]。二甲苯3种异构体的沸点、极性相似，在气相色谱法检测过程中，色谱峰的分离较为困难，尤其是对二甲苯和间二甲苯，往往出现峰重叠的问题，影响了检测的准确性，因此，检测和分离环境中的二甲苯对改善环境、保护人体健康具有重要意义。

2 实验仪器与材料

气相色谱仪：赛默飞TRACE1300；TR-FFAP毛细管色谱柱（30 m×0.32 μm×0.25 μm）。

对二甲苯色谱纯溶液、间二甲苯色谱纯溶液、邻二甲苯色谱纯溶液、二硫化碳色谱纯溶液。

3 优化仪器条件

3.1 色谱柱选择

色谱柱是影响气相色谱分离效果的一个重要因素，通过比较 DB-1、DB-5、OV-101、TG-5MS、TR-FFAP等几种毛细管色谱柱对二甲苯异构体的分离效果可知，只有TR-FFAP毛细管色谱柱可以将对二甲苯和间二甲苯完全分离，其余4种毛细管色谱柱均出现对二甲苯和间二甲苯的色谱峰重叠现象。虽然填充柱能分离二甲苯的3种异构体，但在复杂样品的分析中受干扰严重，并且重现性差、柱效低、分析时间长。因此，本文选择TR-FFAP毛细管色谱柱进行实验。

3.2 仪器条件选择

柱箱温度、载气流量、分流比也是影响气相色谱分离效果和分析时间的重要因素，通过选用不同的柱温箱起始温度与升温速率，选择合适的载气流量，结合不同的进样方式，使二甲苯的3种异构体有效分离，并且峰形尖锐，出峰时间相对较短。多次实验获得仪器条件如下：进样口温度：200℃；检测器温度：250℃；载气（氮气）流量：0.8 mL/min；氢气流量：40 mL/min；空气流量：350 mL/min；隔垫吹扫流量：5 mL/min；柱箱温度：起始 60℃，1℃/min升温至65℃，保持6min；检测器：氢火焰离子化检测器（FID）。

4 色谱峰分离度

分离度是衡量气相色谱检测方法优劣的一个重要指标，良好的分离度才能保证定性分析以及定量分析的准确性。色谱峰保留时间依次为：对二甲苯8.312min、间二甲苯 8.532 min、邻二甲苯10.277 min；峰宽依次为对二甲苯0.141 min、间二甲苯0.137min、邻二甲苯0.276 min。根据GB/T 4946—2008《气相色谱法 术语》[3]中分离度计算公式 R=2（tR2-tR1）/（w1+w2），可得对二甲苯和间二甲苯的分离度R1=1.58；间二甲苯和对二甲苯的分离度R2=8.12。一般当R＜1时，2峰有部分重叠；当R=1.0时，分离度可达98%；当R=1.5时，分离度可达99.7%。通常用R=1.5作为相邻2组分已完全分离的标志，所以，R≥1.5称为完全分离[4，5]。本实验中2组色谱峰分离度均大于1.5，达到了完全分离。

5 标准曲线绘制

分别取对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯的色谱纯溶液各1μL，注入预先装有一定量二硫化碳的1000mL容量瓶中，用二硫化碳定容至刻度，分别配制成浓度为 864.2 μg/mL、861.1 μg/mL、880.2 μg/mL 的混合标准溶液。再将混合标准溶液逐级稀释成标准系列，上机测定各浓度点的峰面积，绘制标准曲线。结果详见表 1～表 3。

表1 对二甲苯曲线

表2 间二甲苯曲线

表3 邻二甲苯曲线

6 结果与讨论

通过色谱柱的对比分析可知，TP-FFAP毛细管色谱柱（30 m×0.32 μm×0.25 μm）对二甲苯的 3 种异构体有良好的分离效果。经多次实验获得了较为理想的仪器条件，在该条件下，3种异构体的保留时间依次为对二甲苯8.312 min、间二甲苯8.532 min、邻二甲苯10.277 min，时间相对较短。对二甲苯和间二甲苯色谱峰分离度以及间二甲苯和邻二甲苯色谱峰分离度均大于1.5，达到完全分离。标准曲线最低浓度小于 7.0 μg/mL、最高浓度大于 800 μg/mL，即在较大浓度范围内，二甲苯的3种异构体仍然能实现完全分离，并且二甲苯3种异构体的标准曲线相关系数均大于0.999，线性关系良好。