气相色谱仪-顶空自动进样器性能确认方法的建立

冯雪，李帅，刘华，李婷婷，赵琳，苍鹏，耿雪莹，杨红育

（长春生物制品研究所有限责任公司，吉林长春 130012）

气相色谱仪是利用试样中各组分在色谱柱中气相和固定相间的分配及吸附系数不同，由载气把气体试样或气化后的试样带入色谱柱中进行分离，并通过检测器进行检测的仪器。根据各组分的保留时间和响应值进行定性和定量分析。仪器由气路系统、进样系统、分离系统、温控系统、检测系统和数据处理系统组成[1]。

本实验依据JJG700-2016《气相色谱仪检定规程》及2015年版《中国药典》，与WHO对气相色谱仪性能验证要求进行比较，在满足国家检定规程技术指标的基础上，加入柱温精度和顶空进样器残留限度及检测方法，建立气相色谱仪-顶空自动进样器性能确认的方法，为确保该仪器在确认周期内符合检验要求及检验数据的可靠性提供参考。

1 气相色谱仪性能确认指标要求

中华人民共和国国家计量检定规程JJG700-2016《气相色谱仪检定规程》是由中国计量科学研究院起草，于2016年12月27日由国家质量监督检验检疫总局发布，该规程适用于配有热导检测器（TCD）、火焰离子化检测器（FID）、火焰光度检测器（FPD）、电子捕获检测器（ECD）、氮磷检测器（NPD）的气相色谱仪的首次检定、后续检定和使用中检查[1]。欧洲官方药品控制实验室网络《质量保证文件》主要根据药品检测的特点，从气相色谱仪的进样、柱温箱、检测器3个模块和仪器整体技术指标进行检测[2-3]。2015年版《中国药典》在符合国家检定规程的基础上，提出柱温箱控温精度应在±1℃，且温度波动小于0.1℃/h[4]。根据上述文件及文献[5]总结气相色谱仪性能确认指标要求，具体内容见表1。

2 实验部分

2.1 主要仪器及用具

7890A型气相色谱仪，配FID检测器（Agilent）；7697A型顶空进样器（Agilent）；GA-3000型低噪音空气泵（北京中兴汇利科技发展有限公司）；GH-400型高纯氢发生器（北京中兴汇利科技发展有限公司）；温度记录器（德国ebro）。

2.2 试剂

100 ng/μL正十六烷-异辛烷，购自北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司。

2.3 环境条件

环境温度：5～35℃，环境相对湿度：20%～85%，室内不得存放与实验无关的易燃、易爆和强腐蚀性的物质，应无机械振动和电磁干扰。

2.4 实验步骤

2.4.1 顶空进样器加热温度测试

将顶空平衡温度分别设置为60℃、70℃、100℃，每个温度连续测量60min，每10min记录一个数据。

2.4.2 顶空进样器残留测试

2.4.2.1 顶空条件

顶空平衡温度100℃，定量环温度110℃，传输线温度120℃；顶空平衡时间5min；压力平衡时间0.1min，进样时间0.5min；定量环体积1mL。

2.4.2.2 色谱条件

色谱柱：HP-5（30m×0.250mm，0.25μm）；进样口温度230℃，检测器温度230℃；柱温160℃，保持时间10min；恒定流量1.0mL/min；分流进样，分流比30∶1；空气流量400mL/min，氢气流量35mL/min，尾吹流量25mL/min；载气为高纯氮气（纯度不小于99.999%）。

2.4.2.3 测试

取10mL顶空瓶作为空白，按上述条件进样确认系统。再量取10μL正十六烷-异辛烷溶液标准物质（100ng/μL）于10mL顶空瓶中作为供试品溶液，同法进样1次，记录正十六烷峰面积；另取10mL顶空瓶作为空白对照，同法进样1次，按公式（1）计算进样器残留。

2.4.3 柱温箱温度稳定性测试

把温度计的探头固定在柱箱中部，设定柱箱温度为70℃。待仪器温度稳定后，连续测量10min，每分钟记录一个数据。重复测试3次。

2.4.4 程序升温重复性

把温度计的探头固定在柱箱中部，选定初温60℃，终温200℃，升温速率10℃/min。待初温稳定后，开始程序升温，每分钟记录数据一次，直至达到终温。重复测试3次。

2.4.5 柱温箱控温精度测试

把温度计的探头固定在柱箱中部，设定柱箱温度为70℃。待仪器温度稳定后，连续测量48h，每分钟记录一个数据。

2.4.6 基线噪音及漂移测试

按照2.4.2.2色谱条件，记录基线30min，选取基线中噪声最大峰-峰高对应的信号值为仪器的基线噪声；基线偏离起始点最大的响应信号值为仪器的基线漂移。

2.4.7 检测限

按照2.4.2.2色谱条件，待基线稳定后，量取10μL正十六烷-异辛烷溶液标准物质（100ng/μL）于10mL顶空瓶中作为供试品溶液，连续测量7次，记录正十六烷色谱峰面积。按公式（2）计算检测限。

式中：DFID为FID检测限，g/s；N为基线噪声，A（mV）；W为正十六烷的进样量，g；A为正十六烷峰面积的算术平均值，A·s（mV·s）。

2.4.8 定性和定量重复性测试

按照2.4.2.2色谱条件，待基线稳定后，量取10μL正十六烷-异辛烷溶液标准物质（100ng/μL）于10mL顶空瓶中作为供试品溶液，连续测量7次，记录正十六烷色谱峰面积。以正十六烷保留时间的相对标准偏差作为定性重复性，正十六烷峰面积的相对标准偏差作为定量重复性。

3 结果

利用上述方法，对气相色谱仪开展性能确认，顶空进样器残留结果为0，样品瓶加热温度结果为1.6℃，柱箱温度稳定性（10min）结果为0.3%，程序升温重复性结果为0.308%，柱温箱控温精度结果为0.7℃，基线噪声结果为0.3pA，基线漂移结果为0.9 pA，检测限结果为0.045ng/s，定性重复性结果为0.052%，定量重复性结果为2.85%，以上测试项目均符合相关指标要求。具体结果见表1，色谱图见图1。

4 结论

随着科学技术的迅速发展，气相色谱仪在违禁药物检测、药物中残留溶剂检测、药物分析、药物研究等方面应用广泛[6-9]。在药品检验领域，随着药品质量标准的不断提高，药品检验工作越来越倚重于仪器设备，仪器的性能确认能够为检验数据的准确性提供重要保障，证明仪器能达到预期的检验分析效果[10]。

笔者在符合国家检定规程的基础上，结合WHO预认证要求，对气相色谱仪-顶空自动进样器性能确认项目，内容及要点进行总结，并对确认项目进行了测试，测试结果符合标准。此方法成本低、操作简单，能够为气相色谱仪-顶空自动进样器性能确认提供技术参考。

表1 气相色谱仪（FID）性能确认指标要求及结果

图1 正十六烷色谱图