顶空进样-气相色谱法测定植物提取物中17种有机溶剂残留

顶空进样-气相色谱法测定植物提取物中17种有机溶剂残留
作者：胡凤杨
来源：《现代食品》 2017年第5期
植物提取物是指将植物中某一种或多种有效成分经过物理或化学方法提取、分离和浓缩所
形成的产品，常用作药品、保健食品、化妆品等的原料或添加成分[1]。

在萃取和富集的过程中，会用到多种有机溶剂，如甲醇、乙醇、乙酸乙酯等[2]，有时还会用到大孔树脂吸附技术，而大孔树脂在制备的过程中会使用苯、甲苯、二乙烯苯等有机溶剂[3]，如果不能完全去除这些有机溶剂，就会造成植物提取物中有多种有机溶剂残留，进而导致由植物提取物制成的产品也有有
机溶剂残留。

由于大部分有机溶剂对人体有害，因此建立一套植物提取物中同时检测多种有机
溶剂残留的方法十分有必要。

本文以葡萄籽提取物为样品，建立了基于顶空进样法测定植物提
取物中17 种有机溶剂残留的气相色谱分析方法，对前处理方法、顶空进样参数和气相色谱仪
分析条件分别进行了优化，并对该方法进行了方法学的考察。

1 材料与方法
1.1 仪器与试剂
1.1.1 仪器
丹尼HSS 86.50 顶空进样器、安捷伦7820A 气相色谱仪、安捷伦HP-INNOWax 毛细管柱（60 m×0.25 mm×0.5 μm）、安捷伦20 mL 顶空进样瓶和Milipore 纯水机。

1.1.2 试剂
实验用水为去离子水，N,N- 二甲基甲酰胺（DMF）及其余试剂均为分析纯，广州化学试剂厂；葡萄籽提取物。

1.2 方法
1.2.1 标准曲线的配制
将各有机溶剂配制成约10 mg/mL 的储备液，用DMF 定容。

根据各溶剂在气相色谱仪上的
响应值大小分别吸取不同体积的储备液配制成混合标准中间工作液，用50%DMF 水溶液定容。

最后将混合标准中间工作液稀释配制成一系列标准溶液，用50%DMF 水溶液定容至10 mL，量取
5 mL 置顶空进样瓶，密封。

1.2.2 样品的处理
称取约0.2 g 样品，用50%DMF 水溶液定容至10 mL，超声5 min，取5 mL 置顶空进样瓶，密封。

1.2.3 仪器条件
（1）顶空进样器参数。

炉温80 ℃，定量环温度175 ℃，传输线温度185 ℃，平衡时间
20 min，快速振摇，进样间隔42 min，辅助气压力50 kPa。

（2）气相色谱仪参数。

进样口温度240 ℃，FID 检测器温度250 ℃，柱流量 1 mL/min，氢气流量30 mL/min，空气流量300 mL/min，升温程序：40℃保持8 min，以8℃ /min 的速度升至240 ℃并保持5 min。

2 结果与讨论
2.1 前处理方法优化
2.1.1 DMF 水溶液浓度的选择
由于17 种有机溶剂水溶性差别很大，其中苯、甲苯、二乙烯苯等有机溶剂几乎不溶于水，DMF 能提高这些溶剂在水中的溶解度，如果DMF 在水中的比例较低，它们有可能析出，造成分
析结果不准确，重复性差；但如果DMF 在水中的比例太高，甚至只用DMF 作溶剂，会造成水溶性低的有机溶剂响应值下降，检出限提高。

笔者通过比较不同浓度DMF 水溶液，发现50%DMF水溶液可以溶解所有有机溶剂，结果重
现性好，同时大部分有机溶剂的响应值较高，保证了方法的灵敏性，因此选择50%DMF 水溶液
作为上机液的溶剂。

2.1.2 称样量对回收率的影响
顶空进样的原理是目标物在气、液两相间的分配，液相基体的变化会导致气、液分配系数
的变化，进而导致液面上方的气体中目标物浓度的变化，因此顶空进样法受样品基质的影响很大。

称样量过大必然导致液体基体发生较大变化，但称样量过小会提高方法的检测限。

通过实
验发现，苯、甲苯、正己烷、异辛烷、环己烷的回收率随着称样量的增加而降低，最后在保证
回收率的情况下选择0.2 g 样品作为称样量。

2.2 仪器条件的优化
2.2.1 顶空进样器参数优化
升高炉温可以提高高沸点有机溶剂的响应值，但过高的炉温会导致低沸点有机溶剂的重现
性差，且易造成漏气，在保证检出限的情况下，选择80 ℃作为平衡温度。

定量环温度和传输
线温度设高于溶剂DMF的沸点153 ℃，以避免管路的污染。

通过采用快速振摇的方式减少达到
平衡的时间，平衡时间分别考察了10、15、20、25 min，20 min 以后各有机溶剂的峰面积不
再增加，因此选择20 min 作为平衡时间。

辅助气压力设定为略大于平衡时顶空瓶液面上气体
的压力。

2.2.2 气相色谱仪参数优化
比较了非极性毛细管柱HP-5（30 m×0.25 mm×0.25 μm）、中等极性毛细管柱DB-1701（30 m×0.25 mm×0.25 μm）以及极性毛细管柱HP-INNOWax（60 m×0.25 mm×0.5 μm），
其中HP-5 和DB-1701不能完全分离低沸点有机溶剂，如正己烷、环己烷、异辛烷，而HP-INNOWax 可以实现很好地分离，因此选择HP-INNOWax 作为分析柱。

17 种有机溶剂混合标准溶
液的气相色谱图如图1 所示，其中二乙烯苯为2 个峰，虽然二乙烯苯有邻、间、对三种异构体，但邻-二乙烯苯不稳定，二乙烯苯以间- 二乙烯苯和对- 二乙烯苯的形式存在[4]。

2.3 方法学考察
2.3.1 线性与线性范围
将混合标准中间工作液稀释配制成一系列标准溶液，按照优化好的顶空进样条件依次进样分析，以溶液浓度为纵坐标，峰面积为横坐标，求得各有机溶剂的线性回归方程。

17 种有机溶剂的线性范围、线性方程、相关系数见表1。

各有机溶剂相关系数均大于0.99，表明该方法具有良好的线性。

2.3.2 精密度
测定6 个中浓度加标平行样品，求得各有机溶剂的峰面积的相对标准偏差（RSD），结果见表2。

各有机溶剂的精密度均小于10%，在2.0% ～ 6.3%，表明方法具有良好的精密度。

2.3.3 准确度
经测定，获得的葡萄籽提取物样品中不含有有机溶剂残留，分别向样品中添加低、中、高3 个浓度水平的有机溶剂，每个浓度水平3 个平行，将测定值与添加值进行比较，求得各有机溶剂的回收率，结果见表2。

由表可看出，所有目标物的回收率均大于70%，除正己烷、四氢呋喃、乙酸乙酯三个有机溶剂外，其余有机溶剂的回收率均大于80%。

2.3.4 检出限
取样量为0.2 g，定容体积为10 mL，根据上机溶液信噪比为3时所对应的样品含量计算方法的检出限，结果见表3，对比中国药典（2015 年版）中所规定的药品中有机溶剂残留限量值[5]，可以看出，本方法中各有机溶剂的检出限均远低于药典规定的限量值，表明方法具有较高的灵敏度，能够满足日常分析的要求。

3 结论
本文建立了基于顶空进样法测定植物提取物中17种有机溶剂残留的气相色谱分析方法，该方法前处理简单，具有良好的线性和精密度，回收率高，检出限低，符合药典对有机溶剂残留限量的要求，能够应用于实际检测工作中。