科研用高純試劑中不揮發性有機雜質分析

摘要：對國內外典型科研用HPLC級的甲醇、異丙醇和乙腈中的有機雜質進行高效液相色譜一飛行時間質譜非目標分析。實驗結果表明：對每一種HPLC級高純有機試劑而言，使用原液樣品進行非目標分析時，固產試劑中有機雜質含量與進口試劑中有機雜質無顯著差異；但使用原液樣品的濃縮液進行非目標分析時，國產高純試劑中的有機雜質種類遠遠多于國外高純試劑中的有機雜質。這有助于了解圍產HPLC級試劑與進口試劑質量差異，對提高固產HPLC試劑質量具有參考價值。

關鍵詞：高純試劑；雜質；甲醇；乙腈；飛行時間質譜

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5124（2015）03-0042-04

0 引言

長期以來，由于產品質量不穩定，我國的高純有機試劑一直依賴進口，受制于人。HPLC級甲醇、異丙醇和乙腈是生物產業、食品安全、環境監測與環境保護等領域常用的基礎試劑，其質量的好壞直接影響科研結果的可靠性。國內外針對這些高純試劑制定的標準一般要求主成分含量≥99.8%，而對于其中有機雜質的種類和含量并沒有給出具體的限量要求和測試方法。然而，由于制造工藝的不同，其有機雜質含量也可能不同，高含量有機雜質容易導致測試結果出現假象，得出錯誤結論，甚至阻礙科研工作順利開展。為滿足科研需求并促使其工作順利開展，必須確保國產科研試劑品質的穩定性。

鑒于此，本文采用高效液相色譜飛行時間質譜法（HPIC-TOF-MS），對國內外不同廠家的HPLC級甲醇、異丙醇、乙腈等試劑進行了不揮發性有機雜質的非目標分析，比較國產HPLC級有機試劑與進口試劑的差異，以期發現國產試劑中存在的有機雜質及對測試帶來的影響，為提高國產科研試劑質量提供參考。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

儀器：高效液相色譜-飛行時間質譜（1200HPLC-6210 TOF-MS，agilent 6210，USA）；超純水發生器（Milli-Q Synthesis，MILLIPORE，USA）；試劑濃縮系統（旋轉蒸發器RE52CS，上海亞榮生化儀器廠）。

試劑：乙腈、甲醇（HPLC級，Sigma）；所用水均為超純水（電阻率≥18 MΩ·cm）。

樣品：HPLC級甲醇（Sigma、JK Chemical、國產A廠、國產B廠）；HPLC級乙醇（JK Chemical、國產B廠）；HPLC級異丙醇（Sigma、國產A廠、國產B廠）；HPLC級丙酮（BJ、國產B廠）；HPLC級乙腈（Sigma、JK Chemical、國產A廠、國產B廠）。

1.2 高效液相色譜-飛行時間質譜分析條件

Agilenr XDB C18色譜柱（3.0mmxl00mmX1.8μm）。流動相A相為水，流動相B相為乙腈或甲醇，進行梯度洗脫；流速為0.3mL/min，進樣體積10μL。DAD檢測波長為210，254，280nm。采用電噴霧離子源（ESI），在正離子模式下掃描，掃描方式為全掃描。儀器分析條件如表1所示。

1.3 樣品前處理

1）原液：直接吸取適量樣品原液，經0.2μm針頭過濾器過濾后置于進樣瓶中，直接進樣。

2）濃縮液：準確移取500mL剛開封的試劑于旋蒸瓶中，根據其沸點，對每種試劑分別進行旋蒸濃縮，至濃縮液約lmL。吸取適量濃縮液，經0.2μm針頭過濾器過濾后置于進樣瓶中，備用。

樣品分析前均置于4℃冰箱中保存。

1.4 數據處理

應用MassHunter Qualitative Analysis軟件對質譜圖進行峰形特征提取分析（峰高大于lx10的6次方），離子碎片數的統計為3次重復實驗的平均值。

2 結果與討論

2.1 樣品原液的比較

采用高效液相色譜-飛行時間質譜法分析HPLC級甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙腈原液的全掃描結果如圖1～圖5所示。

如圖1所示，不同品牌的HPLC級甲醇在色譜圖上不同峰位置的峰強和峰形基本一致，說明進行原液分析時，國產HPLC級甲醇與進口HPLC級甲醇的有機雜質信號響應沒有明顯差異，所選擇的兩個國產品牌HPLC級甲醇之間亦無明顯差異。

不同廠家HPLC級乙醇的色譜圖（見圖2）在21.0，29.0. 31.0-35.0min等采集時間的色譜峰有明顯差異，在這些峰位置處國產HPLC級乙醇的峰強較進口HPLC級乙醇強，其余采集時間的譜圖沒有明顯差異。整體而言，采用原液進樣分析時國產試劑HPLC級乙醇與進口試劑的色譜圖基本一致。

原液進樣分析時，國產A廠的HPLC級異丙醇的色譜峰（圖3中b）與進口HPLC級異丙醇（圖3中a）峰位置、峰型和峰強基本一致；而國產B廠HPLC級異丙醇的色譜圖（圖3中c）與進口HPLC級異丙醇（圖3中a）在2.0，7.5min時出峰，其余各采集時間的峰強略弱于進口HPLC級異丙醇。

國產HPLC級丙醇（圖4中h）在采集時間為34.5，38.0min兩個峰位置的峰強較進口HPLC級丙醇（圖4中a）強；除此之外，其余各采集時間的峰位置、峰型和峰強基本一致。

當原液進樣分析時，進口HPLC級乙腈（圖5中a、b）在29.0. 29.5min兩處的色譜峰略有差異，其余各色譜峰幾乎重合。國產A廠HPLC級乙腈（圖5中d）與進口HPLC級乙腈的譜圖幾乎一致，但國產B廠HPLC級乙腈（圖5中c）與進口HPLC級乙腈的譜圖在29.0，29.5min兩處有明顯差別。就譜圖整體而言，國產HPLC級乙腈與進口HPLC級乙腈的有機雜質色譜峰相當，甚至有機雜質含量更低。

綜上所述，當采用原液進樣分析時，5種國產HPLC級試劑的色譜圖與相應品種的進口HPLC級試劑色譜圖總體一致；但進口HPLC級試劑各品牌之間差異較小甚至沒有差異，而國產HPLC級試劑各品牌之間通常略有差異。這說明當原液進樣時，即主成分為主要測試對象時，國產HPLC級試劑與相應的進口試劑的有機雜質的種類和含量總體相當，各試劑的純度較為接近。但是，不同品牌的國產HPLC級試劑中有機雜質種類和含量存在差異，并且國產HPLC級乙醇、異丙醇、丙酮有機雜質較相應的進口試劑的種類多、含量高。為了印證上述結論，還統計了各譜圖中檢測到的質核比個數，如表2所示。統計結果顯示，原液進樣分析時，國產HPLC級試劑中檢測到的質核比個數與相應品種的進口HPLC級試劑基本相當。

2.2 濃縮后樣品的比較

為了進一步分析國產HPLC級試劑與相應進口試劑中有機雜質的含量，將上述樣品分別按500：1的比例進行濃縮，再使用濃縮液進樣，經高效液相-飛行時間質譜儀全掃描模式分析，色譜圖如圖6-圖10所示。

從圖6可以看出，不同廠家的HPLC級甲醇濃縮后的色譜圖差別較大，國產試劑（圖6中c、d）在2.0-3.0min之間的峰個數較國外試劑（圖6中a、b）多；且在10.0min之后，國產試劑的峰數明顯增多，峰強顯著增強，特別是國產B廠的試劑。這表明濃縮后國產甲醇中有機雜質較國外甲醇中的有機雜質數量增多，含量增加。

濃縮后，HPLC級乙醇的色譜圖如圖7所示。在10.0-37.0min之間，國產乙醇中峰的個數較國外乙醇增多，且峰強也較強，說明濃縮后國產乙醇中被檢出的有機雜質較多。

圖8為濃縮后不同廠家異丙醇的離子色譜圖。可以看出，濃縮后，進口異丙醇的色譜圖峰數較少；而國產異丙醇在12.0-18.0min，22.0-32.0min之間，峰數較多，峰強也較進口異丙醇大，說明濃縮后國產異丙醇檢出的有機雜質較多。

丙酮濃縮后的離子色譜圖如圖9所示。雖然在個別時間處國外試劑的峰強較國產試劑峰強高，但從整體看，國產試劑較國外試劑的峰數更多，且在35.0min之后，峰強顯著增加。這表明國產丙酮的有機雜質含量多于國外試劑。

圖10為濃縮后不同廠家乙腈的離子色譜圖。可以看出，國產A廠乙腈（圖10中c）的峰數與國外的乙腈（圖10中a、b）差別不大，只是在約23.0min時，峰強有所增大；而國產B廠的乙腈在25.0-28.0min、32.Omin的峰數較國外的乙腈多，且32.Omin后的峰強增加較大。這說明部分國產乙腈的有機雜質與國外乙腈的有機雜質相當，部分國產乙腈的有機雜質較國外的乙腈多。

綜上所述，經過濃縮后，各HPLC級有機試劑色譜峰的個數和強度較相應的原液都有所增加；進口HPLC級有機試劑的色譜峰個數增加不明顯，而國產HPLC級有機試劑的色譜峰個數顯著增加，某國產甲醇濃縮后的色譜峰個數多達170個（見表3），僅某國產乙腈濃縮后分析的色譜峰個數與進口HPLC級乙腈相當。這可能是因為原液分析時，國產試劑中痕量有機雜質達不到儀器檢出限，在色譜圖上沒有信號響應。這說明國產試劑整體而言微痕量有機雜質種類較多，需反復使用或大量使用該類HPLC級試劑的科研實驗應引起重視，避免因累計效應富集復雜有機雜質帶來的不良后果。

3 結束語

常用HPLC級有機試劑是科學研究的重要基礎試劑，其中的有機雜質種類和含量對科學研究和檢測檢驗具有重要的影響。通過對5種典型HPLC級有機試劑原液和濃縮液分析顯示，當前國產HPLC級有機試劑的純度基本能夠達到相應進口有機試劑純度的要求，在使用量不大的情況下，國產HPLC級有機試劑可以替代相應進口試劑用于科學研究。但是，在微痕量水平，大多數國產HPLC級有機試劑較相應進口試劑的有機雜質種類多、含量高，長期大量使用國產HPLC級有機試劑應重視這些有機雜質富集對科學研究的影響。值得一提的是，就微痕量水平有機雜質而言，少數國產HPLC級乙腈中有機雜質的種類和含量也能夠與相應的進口試劑相當，可以取代進口試劑用于科學研究。