应用方案

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香料中心切割分析

天然香料中有些组分在常规气相色谱条件下相互重叠,影响峰归属与定量。遇到这类问题,可以先调整色谱柱和分析条件;对于仍难以分离的目标区域,再评估中心切割方案,把该时间段的流出物送入另一根选择性不同的色谱柱继续分离。

昆山市赛特科学仪器有限公司以安捷伦6890N气相色谱仪配置中心切割系统,开展了薰衣草油和柠檬香茅油的分离应用。本文结合原始谱图说明配置思路,以及采购前需要讨论的样品、色谱柱、定性和定量问题。

什么情况下需要考虑中心切割

香料分析应先明确目的:是比较不同批次的组成,测定某个已知组分的含量,还是识别未知成分。同一份样品,分析目的不同,对分离程度和检测手段的要求也不同。

如果关键目标峰与邻近组分重叠,积分结果可能包含干扰物的贡献。此时仅延长分析时间或提高检测器响应,未必能解决选择性不足的问题。中心切割通过第二根不同固定相的色谱柱,增加一次有针对性的分离机会。安捷伦的多维气相资料也采用这一原理说明中心切割技术。[1]

中心切割是否合适,需要结合目标峰位置、样品复杂程度和所需定量范围判断。常规单柱方案已经能够完成任务时,可以优先保留较简单的配置。

本案例的仪器与色谱柱配置

项目本案例记录
气相色谱仪安捷伦6890N
检测方式FID检测
进样方式分流进样
样品薰衣草油、柠檬香茅油
第一维分离薰衣草油图示记录为HP-1;柠檬香茅油图示记录为HP-5
第二维分离WAX类色谱柱;原配置说明列有DB-WAX
配套重点中心切割流路、气路控制及切换时间与两维分离条件的配合

采购这类系统,需要同时核对主机实际模块、切换装置、气路与色谱柱组合。中心切割是整套配置的一部分,不能仅凭“6890N”型号认定设备已经具备该功能。

薰衣草油中重叠峰区域的进一步分离

图1为薰衣草油在第一维色谱柱上的分析谱图。原应用记录关注约11.7min附近的重叠峰区域,将相应时间段的流出物切换至WAX色谱柱进一步分离。

图1 薰衣草油第一维分离谱图

图1 薰衣草油第一维分离谱图,原图保留。

图2 薰衣草油目标区域经中心切割后的谱图

图2 目标区域进入WAX色谱柱后的分离谱图,原图保留。

两张谱图展示了目标区域在不同选择性条件下的分离变化。它们可以作为进一步优化和建立定量方法的依据,但尚不能单凭图形计算所有目标峰的分离度,或证明目标物已经完成结构确认。第二维保留时间也不能直接套用为第一维的峰识别时间。

柠檬香茅油的分离示例

柠檬香茅油的第一维谱图中,原记录圈出了需要进一步分离的区域。将该区域切换到WAX色谱柱后,可观察第二维的峰形及分离情况,再决定是否继续调整色谱条件。

图3 柠檬香茅油第一维分离谱图

图3 柠檬香茅油第一维分离谱图,原图说明为HP-5色谱柱。

图4 柠檬香茅油中心切割后的分离谱图

图4 柠檬香茅油目标区域经中心切割后在WAX色谱柱上的谱图。

本案例说明,两种选择性不同的分离条件可以用于处理复杂香料中的局部重叠问题。能否实现具体组分的可靠定量,还需要确认峰归属、切割回收情况、校准关系与重复性。

色谱柱和色谱条件怎样确定

选择色谱柱时,应先看目标组分与关键干扰物,再讨论固定相、柱长、内径和膜厚。WAX类色谱柱具有与低极性柱不同的选择性,可用于香精香料等样品的分析;具体分离效果仍需用实际样品和对照品验证。[2]

切割时间窗应覆盖目标峰需要转移的部分,同时尽量减少无关组分进入第二维。窗口过窄可能造成目标组分转移不完整,过宽则可能带入更多干扰。温度程序、载气条件、分流比及两维气路状态改变后,应重新确认切割窗口和峰归属。

实际方法记录应包含两根色谱柱的完整规格、柱箱程序、进样量、分流比、各路流量或压力、检测器条件和切换时间。本文不把某一个样品的时间窗写成所有香料通用的设置。

定性定量与手性分析的区别

FID用于检测组分响应。已知目标物可以结合对照品、保留行为及必要的其他证据确认峰归属,再建立合适的校准方法。对于未知组分,可进一步评估气质联用,并结合对照品和保留指数等证据核对;质谱匹配结果也需要结合样品背景判断。

峰分开之后,还需要考察校准范围、响应关系、重复性和回收情况。面积百分比不能直接视为质量百分含量,中心切割后的峰面积也不宜未经验证就与原始单柱面积直接换算。

若任务涉及对映异构体比例或手性纯度,应另行筛选适用的手性色谱柱。本案例的HP-1、HP-5与WAX分离结果不构成手性分析已经完成的证据。安捷伦手性气相柱资料列有用于对映体分离的专门固定相,可作为选柱时的参考。[3]

采购与技术咨询常见问题

已有6890N能否增加中心切割功能?

需要核对现有主机、进样口、检测器、辅助气路及安装条件,再确定切换装置和色谱柱配置。应提供现有配置与目标样品谱图,逐项评估。

香料有重叠峰就需要更换整台仪器吗?

可以先从样品处理、色谱柱和条件着手。若仍无法满足关键组分的分离要求,再比较中心切割、其他分离条件或气质联用方案。

只要求已知组分定量,是否一定需要气质联用?

应结合峰归属的确定程度、干扰情况与方法要求选择。已知目标物分离和校准依据充分时,可评估GC-FID;未知物识别或复杂干扰任务应另行讨论定性手段。

赛特的仪器选型与交付服务

昆山市赛特科学仪器有限公司根据客户样品、目标组分及定性定量要求,讨论气相色谱仪、检测器、色谱柱和进样配套。咨询复杂香料分析时,建议提供已有谱图、关键重叠区域、目标物名称、预计含量和目前采用的色谱条件,以便判断常规配置或中心切割方案是否适合。

赛特面向全国客户提供仪器选型、安装调试、技术培训、样品分析协助及远程支持。赛特围绕样品分析需求提供仪器与配套方案,协助客户衔接安装培训与实际使用任务。

公司同时开展气相、液相、气质联用、液质联用、顶空进样器及自动进样器的销售与技术维修服务。

相关型号可查看赛特6890N气相色谱仪产品页,具体中心切割配套另按样品任务沟通。

参考资料

[1] 安捷伦多维气相色谱技术说明,用于中心切割原理参考:https://www.agilent.com/en/product/gas-chromatography/gc-gc-ms-technologies/capillary-flow-technology/multidimensional-gas-chromatography

[2] 安捷伦DB-WAX色谱柱资料:https://www.agilent.com/en/product/gc-columns/wax-gc-columns/db-wax-columns

[3] 安捷伦手性气相色谱柱资料:https://www.agilent.com/en/product/gc-columns/chiral-gc-columns

案例配置、样品与谱图来源于赛特技术记录;厂商资料用于原理参考,具体设备与方法性能以相应配置和实测记录为准。

仪器配置与技术咨询

需要采购相关仪器或解决类似样品分析问题,可向昆山市赛特科学仪器有限公司提供样品类型、目标组分、分析要求及已有条件,沟通仪器与配套技术方案。电话、微信同号:13809064823。

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