頂空-氣相色譜法測定烷基糖苷中2種典型的殘留脂肪醇

趙 靜，盧 科，黃 飛

（浙江傳化股份有限公司，浙江杭州 311215）

烷基糖苷（APG）是一種環境友好型的表面活性劑，由原料淀粉（或者葡萄糖）和脂肪醇通過直接苷化法制取；直接苷化法合成的產物必須經過脫醇和后處理等才能制成烷基糖苷成品［1］。APG 具有表面活性極佳、去污力強、復配性能好、對人體友好、生物降解迅速完全等優點［1-3］。脂肪醇的價格較高，殘留的脂肪醇不僅會影響產品品質，也會增加生產成本。

殘留脂肪醇含量是衡量APG 品質的重要指標之一，而關于測定APG 中殘留脂肪醇含量的方法文獻報道較少。目前主要參考GB/T 19464—2014《烷基糖苷》檢測APG 中各殘留脂肪醇的含量：利用萃取和氣相色譜分析相結合的方法，對APG 中殘留的脂肪醇組分進行分離和定量測定。該方法以正十一醇（C11）為內標物，用50 mL 含有二氯甲烷的石油醚在自制硅藻土層析柱內洗脫，接受液水浴蒸發至1～2 mL 后，進行氣相色譜分析。該方法耗時費力、消耗大量有機溶劑、成本高，難以實現大批量檢測［4］。另有相關文獻報道了采用全揮發頂空-氣相色譜法測定APG 中殘留的脂肪醇（正辛醇與正葵醇）［5］，該方法使實驗操作變得簡便，但是以異丙醇作為溶劑提取APG 中的殘留脂肪醇，取上清液進行全揮發頂空-氣相色譜法分析，預處理復雜，而且樣品檢測難以平行，對實驗人員的要求過高，不利于日常常規檢測。

本實驗利用50%的N,N-二甲基甲酰胺-水混合溶液溶解稀釋APG 樣品后，經頂空恒溫加熱后自動進樣進行氣相色譜分析，建立了一種快速、簡便、有效測定APG 中殘留正辛醇（C8）與正葵醇（C10）的部分揮發頂空-氣相色譜分析方法。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

試劑：N,N-二甲基甲酰胺（DMF，分析純，西隴科學股份有限公司），正辛醇（C8）、正葵醇（C10）標準品（質量分數大于等于99.5%，上海麥克林生化科技有限公司），APG0810 系列小試樣品（浙江傳化化學集團），去離子水。

儀器：GC-2030 型氣相色譜儀［島津公司，配備氫火焰離子檢測器（FID）和HS-10 型頂空自動進樣器］，DB-624 色譜柱（30.00 m×0.53 mm×3.00 μm）、20 mL 頂空瓶（美國Agilent 公司），高純氮氣瓶（N2純度為99.999%，杭州今工特種氣體有限公司），1 mL 移液槍（Eppendorf公司）。

1.2 溶液的配制

溶劑：用量筒分別量取等體積的N,N-二甲基甲酰胺和去離子水混合在燒杯里，攪拌均勻后冷卻至室溫，配制成50%的DMF 水溶液，作為本實驗溶劑。

混合標準儲備液（800 mg/L）：分別準確稱取0.08 g（精確至0.1 mg）正辛醇與正葵醇標準品于100 mL容量瓶，加入配制好的溶劑稀釋、定容并混合均勻。

標準工作溶液：用溶劑將混合標準儲備液稀釋成40、80、200、300、400、600 和800 mg/L 系列溶液，建立標準工作曲線。

1.3 樣品預處理

稱取4.0 g（精確至0.1 mg）樣品于50 mL 容量瓶中，用溶劑稀釋、定容并混合均勻。用1 mL 移液槍移取1.0 mL 稀釋液于20 mL 頂空瓶中，加蓋密封，采用頂空-氣相色譜儀進行檢測。

1.4 色譜分析條件

頂空條件：平衡溫度80 ℃，平衡時間30 min，樣品流路溫度120 ℃，樣品傳輸線溫度130 ℃，GC 循環時間50 min。

色譜條件：載氣為氮氣（純度大于等于99.999%），恒流模式，流量1 mL/min；進樣口溫度300 ℃；FID 檢測器溫度300 ℃；分流比10∶1；色譜柱程序升溫（初始溫度100 ℃，保持1 min，以5 ℃/min 升溫至260 ℃，保持10 min）；進樣量1 mL。

在該條件下，正辛醇與正葵醇的色譜分離保留時間分別為9.906、15.351 min。

2 結果與討論

2.1 溶劑組成

正辛醇、正葵醇在水中的溶解度都非常小，而APG 分子由于具有高度親水的基團易溶于水，不溶于普通溶劑［1］。因此，選擇合適的溶劑尤為重要。結合溶劑沸點與對樣品的溶解性2 方面的因素，選擇50%的DMF-水混合溶液作為溶劑。此時DMF 能夠有效地把2 種殘留脂肪醇提取出來，而水分子可以有效地分散溶解APG 基質。

2.2 頂空平衡溫度和時間

樣品是否達到氣液平衡與平衡溫度和平衡時間都有關，考慮到溫度過高會導致APG 樣品分解，造成檢測結果偏差，確定80 ℃為實驗的頂空平衡溫度。

不同頂空平衡時間下C8、C10 標準溶液頂空-氣相色譜圖見圖1。

圖1 不同頂空平衡時間下C8、C10 標準溶液頂空-氣相色譜圖

由圖1 可以看出，在80 ℃平衡溫度下，APG 樣品中的2 種殘留脂肪醇峰面積開始隨著平衡時間的延長而明顯增加（20～30 min）；30 min 后，峰面積不再增加；50 min 時，峰面積減小，可能是因為平衡時間過長，頂空瓶內氣密性變差。為了提高效率和響應靈敏度，保證氣-液兩相完全達到平衡，可以選擇30 min作為頂空平衡時間。

2.3 毛細管柱

同時考察了市面上常見的RTX-1（非極性）、DB-624（中等極性）和DB-WAX（強極性）3 種毛細管柱對2 種殘留脂肪醇的分離效果，結果如圖2 所示。使用RTX-1 柱分析時，色譜峰靈敏度差、基線漂移嚴重；使用DB-WAX 柱分析時，保留時間長、靈敏度差；使用DB-624 柱對殘留脂肪醇進行分析時，基線穩定，保留時間適中，靈敏度高，具有較好的分離效果，因此選擇DB-624型毛細管柱作為分析柱。

圖2 3 種色譜柱條件下C8（a）和C10（b）標準溶液的頂空-氣相色譜圖

2.4 方法評估

2.4.1 線性方程、檢出限、定量限以及精密度

由表1 可看出，2 種目標殘留脂肪醇在一定質量濃度范圍內均具有良好的線性關系，相關系數R2值均大于0.999 0。該方法C8 的檢出限（S/N=3）與定量限（S/N=10）分別為2、10 mg/L，相對標準偏差（RSD，n=6）為1.1%；C10 的檢出限（S/N=3）與定量限（S/N=10）分別為10、20 mg/L，相對標準偏差（RSD，n=6）為2.4%。說明本文建立的檢測方法靈敏度較高、重復性較好，符合實際樣品檢測要求。

表1 HS-GC 方法的回歸方程、相關系數、線性范圍和檢出限

2.4.2 加標回收率及精密度

取APG0810 系列小試樣品，分別檢測2 種殘留脂肪醇的含量，APG 樣品平行測定5 次。根據樣品中2種殘留脂肪醇的本底濃度值，向其中加入50%～150%水平的殘留脂肪醇標準物質，考察方法的加標回收率和相對標準偏差（RSD）。由表2 可看出，APG 樣品中C8 的加標回收率為95.5%～100.7%，相對標準偏差（RSD，n=5）為2.4%；C10 的加標回收率為90.1%～100.2%，相對標準偏差（RSD，n=5）為4.3%，符合日常檢測準確度和精密度需求。

表2 HS-GC 方法檢測APG 樣品的加標回收率和精密度

2.5 實際樣品檢測

為了進一步驗證方法的準確性，取5 個APG0810系列小試樣品，分別參考本文所建方法（頂空-氣相進樣法）和GB/T 19464—2014 方法（國標法）檢測2 種殘留脂肪醇含量，對檢測數據進行比較，以國標法檢測的殘留脂肪醇含量作為基準值計算相對偏差。由表3 可以看出，頂空-氣相進樣法和GB/T 19464—2014 檢測2 種殘留脂肪醇的含量具有一致性，相對偏差在可接受范圍內，證明了方法的可行性。

表3 頂空-氣相法和GB/T 19464—2014 檢測2 種殘留脂肪醇含量數據

3 結論

建立了一種有效檢測APG 中殘留脂肪醇［正辛醇（C8）與正葵醇（C10）］的方法。該方法利用50%的N,N-二甲基甲酰胺-水混合溶液作為溶劑溶解稀釋APG 樣品，結合部分揮發氣相頂空進樣的分析方法進行檢測，具有快速、簡便、環境友好等優點，適用于日常大批量檢測APG 中的殘留脂肪醇。