有机溶剂样品成分的分析方法与流程

本发明涉及一种有机溶剂样品成分的分析方法。

背景技术：

过去有机溶剂样品未知成分分析一般采用有机溶剂稀释的方法，其具有如下缺点：

①不同样品需用不同有机溶剂（色谱级）；

②需将样品按3-5‰稀释，样品中低浓度物质不易检测；

③易引入杂质（有机溶剂带入或容器污染等）；

④样品本身含有稀释的溶剂，导致结果不正确；

⑤存在消耗大量有机溶剂、损伤仪器、费时费力、环境污染等缺陷。

现代气相色谱-质谱法（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC-MS）具有的分离效果好、检测限低、广谱NIST谱库检索和较准确的相对百分比定量，是分析有机物未知成分的重要物质基础。然而，GC-MS仪器对有机物质的检测浓度一般在ppm级别，原样浓度太高，不能直接用GC-MS仪器分析，否则会损坏仪器或组分无法分离。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题提供一种有机溶剂样品成分的分析方法，即待测有机溶剂样品原样进样分析（不需要有机溶剂稀释），进而无杂质干扰、且样品用量少、操作简便和分析速度快等特点。

为解决上述技术问题，本发明提供一种有机溶剂样品成分的分析方法，包括如下步骤：设置合适的GC-MS分析参数；采用微量进样器吸取待测有机溶剂样品并排出所述待测有机溶剂样品至零体积；将所述微量进样器插入所述GC-MS进样口，提拉所述微量进样器的推杆至一定内空体积后，向所述进样口推杆进样；通过所述GC-MS采集所述待测有机溶剂样品的色谱图；通过所述GC-MS软件和NIST谱库分析所述色谱图中各组分色谱峰的质谱图并与NIST谱库质谱图进行匹配，进而确定所述待测有机溶剂样品中各组分的名称；通过所述GC-MS软件对各组分色谱峰积分求面积并用面积归一划法计算出所述待测有机溶剂样品各组分的相对百分含量。

进一步地，在设置合适的GC-MS分析参数的步骤之中，包括：将GC进样口温度设置为至少高于所述待测有机溶剂样品组分中沸点最高组分20℃。

进一步地，在设置合适的GC-MS分析参数的步骤之中，包括：设置GC进样模式为：当所述待测有机溶剂样品中组分含量较高时采用分流模式，而当所述待测有机溶剂样品中组分含量较低时采用不分流模式。

进一步地，在设置合适的GC-MS分析参数的步骤之中，包括：设置GC升温程序为：初温设置为35～50℃、保持时间设置为1～3min，升温速率设置为10～20℃/min，最高温度应设置为至少高于所述待测有机溶剂样品组分中沸点最高组分20℃；其中，当所述待测有机溶剂样品含低沸点物质较多时，初温保持时间延长至5min；当所述待测有机溶剂样品组分复杂且沸程范围较宽时，升温速率设置为2～4℃/min。

进一步地，在设置合适的GC-MS分析参数的步骤之中，包括：将MS对样品信号的采集方式设置为扫描模式，其质量扫描范围为m/z30～550。

进一步地，在设置合适的GC-MS分析参数的步骤之中，包括：将MS的溶剂延迟设置为0min。

进一步地，在采用微量进样器吸取待测有机溶剂样品并排出所述待测有机溶剂样品至零体积的步骤之前，包括：用所述待测有机溶剂样品润洗所述微量进样器数次。

进一步地，在通过所述GC-MS采集所述待测有机溶剂样品的色谱图的步骤之中，包括：在采集所述待测有机溶剂样品的色谱图之前，采集未进样前的空白样品色谱图，以消除杂峰干扰。

进一步地，在通过GC-MS软件和NIST谱库分析色谱图中各组分色谱峰的质谱图并与NIST谱库质谱图进行匹配，进而确定所述待测有机溶剂样品中各组分的名称的步骤之中，包括：相应所述色谱峰的质谱图与NIST谱库的质谱图匹配度要大于90时才可判定为所述色谱峰的质谱图匹配成功，进而确定所述色谱峰所对应的组分的名称。

进一步地，在通过所述GC-MS软件对各组分色谱峰积分求面积并用面积归一划法计算出待测有机溶剂样品各组分的相对百分含量的步骤之后，包括：输出所述待测有机溶剂样品的分析报告，所述分析报告的内容至少包括所述待测有机溶剂样品中各组分的名称及其相对百分含量。

本发明的有机溶剂样品成分的分析方法，具有如下有益效果：

（1）能够破解各种有机溶剂产品（如新型环保清洁剂等）原配方；

（2）有助于验证产品中是否含有某种物质；

（3）能够为企业研发新产品、改进生产工艺等提供科学依据；

（4）该分析方法采用原样进样（不需要稀释），进而无杂质干扰、结果准确可靠、样品用量少、操作简便和分析速度快等特点。

附图说明

图1是本发明有机溶剂样品成分的分析方法的流程图。

图2是本发明有机溶剂样品成分的分析装置结构示意图。

图3是根据图1所示分析方法对一特定待测有机溶剂样品所采集的色谱图。

图4是图3所示色谱图中一色谱峰对应的质谱图。

图5是图3所示待测有机溶剂样品所对应的定量分析结果图。

图6是图3所示待测有机溶剂样品相应输出的分析报告。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

请结合图1和图2进行参阅，本发明提供一种有机溶剂样品成分的分析方法，该分析方法包括如下步骤：

步骤S1，设置合适的GC-MS分析参数。

具体的，需要对GC-MS中的GC和MS分别进行参数设置。其中，具体分为如下几个子步骤：

（1）在GC上设置进样口温度。通常需要将进样口温度设置为至少高于待测有机溶剂样品的组分中沸点最高组分20℃，以保证从进样口处进入的待测有机溶剂样品的各组分完全气化。

其中，待测有机溶剂样品在分析之前，应向样品提供者了解待测样品中沸点最高组分的相关信息，如果对待测有机溶剂样品完全不知，可以将进样口温度设置为280℃，确保样品各组分能够完全气化。

（2）在GC上设置进样模式。进样模式分为如下两种情况进行设置：其一、当待测有机溶剂样品中组分含量较高时采用分流模式；其二、当待测有机溶剂样品中组分含量较低时采用不分流模式。

（3）在GC上设置升温程序。初温设置为35～50℃、保持时间设置为1～3min，升温速率设置为10～20℃/min，最高温度应设置为至少高于待测有机溶剂样品组分中沸点最高组分20℃。

在实际样品分析中，若待测有机溶剂样品含低沸点物质较多时，初温保持时间延长至5min，若待测有机溶剂样品组分复杂且沸程范围较宽时，升温速率设置为2～4℃/min，其目的是提高待测样品各组分色谱峰的分离度。

（4）设置MS对样品信号的采集模式。具体的，信号采集模式设置为扫描模式，其中，质量扫描范围设置为m/z30～550。

（5）设置MS溶剂延迟。具体的，设置溶剂延迟时间为“0”min。

步骤S2，采用微量进样器吸取待测有机溶剂样品并排出待测有机溶剂样品至零体积。

其中，微量进样器的容积优选为10ul以下；“零体积”指移取待测样品的体积为零。

在步骤S2之前，用待测有机溶剂样品润洗微量进样器数次。以消除可能因微量进样器受污染而产生的杂质干扰，确保分析结果的准确性。

步骤S3，将微量进样器插入GC-MS的进样口，提拉微量进样器的推杆至一定内空体积后，向进样口推杆进样。

其中，通常将微量进样器的推杆提拉至内空体积1～6ul，进样量的大小（样品残留空域体积）根据样品成分浓度高低作适当调整，以获得较好分离色谱峰。

步骤S4，通过GC-MS采集待测有机溶剂样品的色谱图。

步骤S5，通过GC-MS软件和NIST谱库分析各色谱峰的质谱图并与NIST谱库质谱图进行匹配进而确定待测有机溶剂样品中各组分的名称。

优选地，只有当相应色谱峰的质谱图与NIST谱库中的质谱图匹配度大于90时才可判定质谱图匹配成功，进而确定色谱峰所对应组分的名称，确保待测有机溶剂样品组分分析的准确性。

步骤S6，通过GC-MS软件对各色谱峰积分求面积，再用面积归一划法求出各组分在待测有机溶剂样品中的相对百分含量。

优选地，计算待测有机溶剂样品各组分相对百分含量时，优先除去色谱杂峰，即除去空白样品色谱图中对应的色谱峰，如柱流失峰、仪器进样口污染引入的杂峰等，再进行上述步骤的计算。

步骤S7，输出待测有机溶剂样品的分析报告。该分析报告的内容至少包括待测有机溶剂样品中各组分的名称及其相对百分含量。

<实施例>

本实例提供的待测有机溶剂样品为低沸点有机溶剂。其操作步骤如下：

步骤1、GC分析参数设置：色谱柱DB-5MS（30m×0.25μm×0.32mmi.d，）；载气：氦气（He），纯度≥99.999％；GC进样口温度设置为250℃；进样模式：分流进样；升温程序：初温50℃，保持5min，以4℃/min速率升至180℃，保持2min，再以10℃/min速率升至250℃,保持5min；恒流流量：1mL/min。

MS分析参数设置：GC-MS接口温度为280℃，EI源轰击能：70eV，离子源温度230℃，四极杆温度150℃，信号采集模式：扫描，质量扫描范围：30-500amu。

步骤2、超微量进样：采用超微量零体积进样技术，手动进样。具体操作步骤如下：

①用原样润洗微量进样器数次；

②吸取原样6-8μL，再推出原样至微量进样器内的原样液为零体积；

③将微量进样器插入GC-MS进样口，提拉微量进样器推杆至内空体积约2μL，推杆进样，同时立即启动GC-MS采集数据。

步骤3、待测有机溶剂样品数据采集色谱图如图3所示。

步骤4、对待测有机溶剂样品进行定性和定量的分析。具体步骤如下：

（1）各色谱峰定性：利用GC-MS软件和NIST谱库对各色谱峰进行定性分析。具体的，选择相应色谱峰，如1^#色谱峰（Rt4.158），右双击所述色谱峰打开其质谱图，再双击质谱图打开NIST谱库检索，如图4所示。

（2）各色谱峰在NIST谱库中的检索结果如下：

1^#色谱峰（Rt 4.158）：名称 p-Xylene，CAS 编号000106-42-3，条目号5079，分子式C₈H₁₀，NIST MS# 20048， Seq# R12451，匹配度91，分子量106.08；

2^#色谱峰（Rt 4.347）：名称 o-Xylene，CAS 编号000095-47-6，条目号5076，分子式C₈H₁₀，NIST MS# 291483， Seq# M5557，匹配度97，分子量106.08；

3^#色谱峰（Rt 5.127）：名称 Benzaldehyde，CAS 编号000100-52-7，条目号5068，分子式C₇H₆O，NIST MS# 379417, Seq# R15411，匹配度96，分子量106.04；

4^#色谱峰（Rt 5.318）：名称 Mesitylene，CAS 编号000108-67-8，条目号9402，分子式C₉H₁₂，NIST MS# 20470, Seq# R15155，匹配度93，分子量120.09；

5^#色谱峰（Rt 5.820）：名称Benzyl alcohol，CAS 编号000100-51-6，条目号5372，分子式C₇H₈O，NIST MS# 227858，Seq# R10572，匹配度97，分子量108.06；

6^#色谱峰（Rt 10.448）：名称 Bibenzyl，CAS 编号000103-29-7，条目号47308，分子式C₁₄H₁₄，NIST MS# 379386，Seq# R12817，匹配度95，分子量182.11。

（3）各色谱峰定量分析：利用GC-MS软件对各色谱峰积分求面积，积分结果如图3所示（积分后各色谱峰显示保留时间Rt ）；再用面积归一划法对各色谱峰进行定量分析，其定量分析结果如图5所示。

（4）输出分析报告，如图6所示。

本发明的有机溶剂样品成分的分析方法，其具有如下有益效果：

（1）能够破解各种有机溶剂产品（如新型环保清洁剂等）原配方；

（2）有助于验证产品中是否含有某种物质；

（3）能够为企业研发新产品、改进生产工艺等提供科学依据；

（4）该分析方法采用原样进样（不需要稀释），进而无杂质干扰、结果准确可靠、样品用量少、操作简便和分析速度快等特点。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。