多維氣相色譜法檢測酒中甲醇研究

劉星辰

實驗目的

（1）掌握色譜定量分析的原理和方法（外標法）；

（2）了解氣相色譜儀氫火焰離子檢測器FID的性能和操作方法；

（3）了解氣相色譜法在產品質量控制中的應用；

（4）學習氣相色譜法測定甲醇含量的分析方法。

實驗原理

甲醇、乙醇：一般白酒釀制過程中不可避免地會有甲醇產生。甲醇是一種無色透明的液體，其性質具有高度的揮發性能，對人體的危害很大。甲醇可以被人體吸收，并且具有很強的毒性，在人體內被氧化以后，以甲醛、甲酸的形式存在，其對人體的神經系統損害嚴重，特別強調其對人體視神經系統的損害尤為嚴重，一般情況下，在人食入5 g 就會出現嚴重的中毒現象，食入量超過 12. 5 g就很大可能導致人體死亡，白酒發酵時卻又難以將甲醛和乙醇完全分離，因其對人體危害極大，而我國又是白酒產量大國，故國家在白酒產量的酒精控制上制定相關標準來限制白酒當中酒精含量，防止其對人體的危害，進一步把危害降到最低，根據國家標準（GB10343-89），食用酒精中甲醇含量應低于0.1g·L-1（優級）或0.6 g·L-1（普通級）。

氣相色譜法：氣相色譜法是一種化學領域分離分析技術，他具有高效、快速而靈敏的分化學分析特點，其分離效能極強。定量引入合適的混合物樣品進入色譜系統后，其混合物會被氣化，然后被流體攜帶進入色譜柱，由于樣品各部分性質不同，在柱內與固定物作用力的大小也不相同，這個作用力的大小直接影響柱內的遷移速度，換言之，其遷移速度也不同，這時不同的因素之間的作用力促使色譜柱中混合物分離以后的物質先后離開，化合物分離后組分進入檢測器，檢測器將物質的濃度和質量信號轉換為電信號輸給記錄儀或顯示器，最終得到色譜圖。其保留值可以用來定性，其峰高或峰面積可以用來定量。

外標法：操作受條件限制，外標法一般用純組分的溶液（化合分離的物質）或已知濃度的標準溶液配制不同含量的規格化標準溶液，達到準確進樣的目的，根據色譜圖中組分分離物的峰面積（或峰高）判斷組分含量，后對組分含量作標準曲線。在操作條件相同的情況下，依據樣品的峰面積（或峰高），從標準曲線上觀察其相應分離物組分含量。氣相色譜是分離、檢測白酒中甲醇含量的有力方法，操作條件相同的條件下，將等量的試樣和含甲醇的標準樣進行色譜分析，由保留時間判斷試樣中甲醇的含量或其試樣中是否有甲醇存在，難以確定試樣中甲醇含量，觀察試樣和標準樣溶液中甲醇峰的峰面積，比較之后確定試樣中甲醇的含量。

儀器與試劑

儀器：天美CG7900氣相色譜儀，氫火焰檢測器（FID），色譜工作站，毛細管柱，10?L微量注射器1支，100mL容量瓶1只，25mL容量瓶5只，5mL吸量管1只。

試劑：甲醇（色譜醇），60%乙醇水溶液（不含甲醇）。取1μL進樣無甲醇峰即可。

GC-7900氣相色譜使用方法：（1）打開氣體發生器，確認凈化器上各開關閥保持全開狀態（ON），30-40min后待氮氣，氫氣，空氣的壓力值后達到相應值，打開儀器電源開關，進入D-7900工作站，將進樣口溫度設定為180℃，檢測器溫度設定為200℃，柱溫50℃。點開對應的檢測器信號通道（FID：1通道），等儀器升溫穩定。（2）點火：查看檢測器待其溫度達到設定值，并保持儀器右側下面氣路面板上對應檢測器的空氣和氫氣閥處于全開狀態。按點火鍵，確認所使用的檢測器火已點著（觀察是否有水蒸氣產生和基線是否有變化）。待基線水平后，依次進樣分析。（3）實驗結束，先關閉氫氣發生器，然后設定柱箱溫度值為30，關閉進樣器和檢測器，降溫，待柱箱溫度低于50℃退出軟件，關閉儀器電源開關，關閉氣體發生裝置。

實驗步驟

色譜柱的準備：安裝石英毛細管柱并調試正常，石英毛細管柱規格內徑為0.32mm、長為30m，液膜厚0.5?m。

色譜操作條件：檢測器FID；進樣口溫度180℃；檢測器溫度200℃；柱溫50℃。

甲醇標準溶液的配制：準備濃度為60%乙醇溶液裝入100mL 容量瓶中， 然后使用電子天平準確稱量 0.5000g 的色譜甲醇混于此容量瓶中， 最后用濃度60%的乙醇溶液定容， 得到溶液濃度為5g/L 的甲醇儲備液。

將分別準確吸取標準甲醇儲備液 1.0，2.0，3.0，4.0，5.0mL置于 5個 容積25mL 容量瓶中， 用 濃度為60%乙醇稀釋到刻度， 混勻，這時分別得到0.2，0.4，0.6，0.8，1.0 mg/mL的甲醇標準溶液。

標準工作曲線的制作：用微量注射器吸取1?L不同色譜級甲醇注入色譜儀，獲得色譜圖，以保留時間作為對照定性參照，確定甲醇色譜峰。

在色譜工作站建立新的面積外標法，在色譜條件確定情況下， 依次由低到高進行分析標準使用液，注意標準使用液分別用注射器準確取 1μL ， 每個濃度點用色譜儀進行3次分析，測得峰面積， 以甲醇平均峰面積為縱坐標標為Y，甲醇濃度為橫坐標標為x，根據峰面積和峰高繪制標準工作曲線，得到線性方程和相關系數。