本方案來源：Analysis of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons using Time-Programmed Fluorescence Detection with the Varian 920-LC and Pursuit™ 3 PAH Column [Jeffrey Kibby, Glyn Russell ,Varian, Inc. ] 

多環芳烴 (PAHs) Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 也稱為：Polyaromates, Polyaromatic Hydrocarbons，是2個或2個以上的苯環，以線狀、角狀、簇狀排列在一起的一類惰性較強、性質穩定的稠環型化合物，主要來源于有機物。其中自然來源包括：火山爆發、森林植被和灌木叢燃燒以及細菌對動物、植物的生化作用等。但是，人為活動特別是化石燃料的燃燒是環境PAHs的主要來源。大氣中PAHs以氣態和吸附到飄塵上的形式存在，能通過干濕沉降直接進入到地表，也可通過空氣流動及風力作長距離的運移，而后降落到地表；通過廢水灌溉、大氣降塵等多種途徑PAHs，進入土壤。工業的發展、化石燃料的廣泛使用已經造成國內外某些地區土壤PAHs 的污染。

 

多環芳烴是較早發現且數量較多的致癌物,具有致癌性、致畸性、致突變性，目前已經發現的致癌性多環芳烴及其衍生物已超過400種，每年排放到大氣中的多環芳烴約幾十萬噸。多環芳烴是一大類廣泛存在于環境中的有機污染物,也是較早被發現和研究的化學致癌物。由于其毒性、生物蓄積性和半揮發性并能在環境中持久存在, 而被列入典型持久性有機污染物(POPs),受到國際上科學界的廣泛關注。

 

有致癌作用的多環芳烴多為四到六環的稠環化合物。大多數PAHs 不溶于水，熔點高達101℃~438℃，沸點150℃~525℃，分子量在178~300 之間。雙環、三環的PAHs 易降解，四環以上的PAHs 極難降解。研究結果表明：在室內環境下，雙環PAHs 的半衰期為2 天；三環的半衰期為：16 天(蒽)，134 天(菲)；而四環以上的PAHs 半衰期約在200 天以上。

1976年美國環境保護署（EPA）提出的129種“優先污染物”中,多環芳烴類化合物有16種；歐洲把6種PAHs作為目標污染物；1990年我國提出的水中優先控制的68種污染物中，多環芳烴類化合物有7種。國際癌研究中心(IARC)(1976年)列出的94種對實驗動物致癌的化合物中有15種屬于多環芳烴。美國EPA頒布的方法610中的16種PAHs包括：萘(Nap)、苊烯(Acpy)、苊(Ace)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)、熒蒽(Flua)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、屈(Chr)、苯并[b]熒蒽(BbF)、苯并[k]熒蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、茚并[1,2,3-cd]芘(IcdP)、二苯并[a,h]蒽(DahA)、苯并[ghi]芘(BghiP)。

經典的GC/FID,GC/MS以及HPLC技術被廣泛地用于分離分析部分的多環芳烴混合物，由于高效液相色譜在分離復雜多環芳烴混合物方面的優越性，美國環保局已公布了一些有效的方法用于分析飲用水(550.1 方法)、工業和城市廢水(610 方法)、固體廢棄物(9310)和大氣(3b-13 方法)中的多環芳烴。高效液相色譜測定PAHs 時，具有不需要高溫、對某些PAHs 有較高的分辨率和靈敏度、柱后餾分便于收集進行光譜鑒定等優點。HPLC 測定PAHs，一般用紫外、熒光和二極管陣列檢測器檢測。

本方案采用Varian 920-LC高效液相色譜儀以及Varian PursuitTM PAH 色譜柱，應用美國EPA頒布的8310方法，在15分鐘內快速地分離分析18種PAHs 混合物。同時18 種PAHs 標準品混液進樣48 次，結果表明，保留時間重現性RSD 達到0.4%以下。如此，不僅大大節約了試劑和時間的消耗，同時提高了分析通量，相對常規方法，一次分離分析更多PAHs 化合物。

 

梯度時間程序：
時間(min)	流速(mL/min)	%水	%乙腈
0.0	1.3	40	60
3.0	1.3	40	60
7.0	1.3	10	90
13.3	1.3	0	100
16.0	1.3	0	100
16.1	1.3	40	60
21.0	1.3	40	60

UV 檢測波長：254nm
熒光檢測時間梯度程序：
時間(min)	激發波長(nm)	發射波長(nm)
0.0	270	323
5.6	250	375
7.1	270	410
8.5	265	380
10.5	280	420
14.7	293	498

表3. PDA 二極管陣列檢測器獲得的每個PAHs 化合物的檢出限(LOD)

 

圖1 展示了應用Varian 920-LC 系統PDA 二極管陣列檢測器分離分析PAHs 標準品混液的色譜圖結果。
圖2 展示了應用Varian 920-LC 系統FL 熒光檢測器分離分析PAHs 標準品混液的色 譜圖結果。
結果表明，僅在15min 內完全基線分離18 種PAHs 化合物。該方法通過Varian PursuitTM PAH 專用色譜柱開發，相對美國環境保護署（EPA）發表的8310 分析方法，需要40min 分析16 種PAHs 化合物，大大節約了分析時間，同時提高了化合物分析通量。

 

圖1. 應用上述色譜條件，PDA 檢測器分離分析5ng 的PAHs 標準品混液的色譜圖。

 

 為了在較短的時間內快速獲得優異的色譜保留重現性，以及高效的分離結果，色譜儀器的硬件性能以及分析色譜柱的鍵合相的穩定性必須具有優異的表現。至關重要的硬件影響因素主要是 梯度輸液泵的混合能力，以及溫度控制的穩定性表現。
Varian 920-LC系統采用完全無脈沖的串聯雙柱塞往復泵，內置在線真空脫氣機，四通路在線真空膜過濾技術，內置真空泵，連續真空運行，有效降低液流脈動，適配低流速液相色譜系統，內置壓力傳感器，實時監測真空腔壓力變化，保證及時高效的脫氣操作。同時，Varian 920-LC柱溫箱具有獨特的流動相預熱(Pre-Heater)設計，對進入色譜柱的流動相預先加熱，有效補償流動相溫度與色譜柱溫度之間的溫度梯度，以消除流動相溫度梯度產生的“雙峰”或“肩峰”現象。
結果在15min 分析時間內基線分離18 種PAHs混合物，進樣48次，保留時間重現性具有出乎意料之外的優異表現

 

表4 展示了18 種PAHs 混合物保留時間與峰面積重現性結果(%RSD)。

4 結論     返回

本方案展示了應用Varian 920-LC以及PursuitTM PAH專用色譜柱對多環芳烴類化合物的改良分析，突破了美國EPA頒布的610方法中的一次測定16種PAHs的限制，以及8310方法中的一次進樣需要40min分析時間的局限，在15min內輕松而快速地實現18種PAHs的一次分析，達到基線分離。進樣48次的色譜圖保留時間重現性達到0.4% RSD。

 

訂貨號	中文名稱	英文名稱	CAS#	組分標記	規格	價格
C20505000	苊	Acenaphthene	[83-32-9]		50mg	360
ERA-009	苊	Acenaphthene	[83-32-9]	(1)	250mg	240
C20510000	苊烯	Acenaphthylene	[208-96-8]		0.1g	480
ERD-003	二苯并 (a,h)蒽	Dibenzo (a,h)anthracene	[53-70-3]	(1)	100mg	800
C20795000	熒蒽	Fluoranthene	[206-44-0]		25mg	360
ERF-001	熒蒽	Fluoranthene	[206-44-0]	(1)	250mg	240
C20920000	菲	Phenanthrene	[85-01-8]		50mg	405
ERP-003	菲	Phenanthrene	[85-01-8]	(1)	250mg	240
C20930000	芘	Pyrene	[129-00-0]		50mg	360
ERP-004	芘	Pyrene	[129-00-0]	(1)	250mg	240
C20520100	蒽-D10	Anthracene D10	[1719-06-8]		0.1g	780
C20905100	萘-D8	Naphthalene D8	[1146-65-2]		0.1g	405
C20920100	菲-D10	Phenanthrene D10	[1517-22-2]		0.1g	1260
017-17581	1,8-亞乙基萘標準品	Acenaphthylene Standard	208-96-8		100mg	1,350
015-04211	蒽標準品	Anthracene	120-12-7		100mg	450
028-13651	苯并(B)熒葸標準品	Benzo[b]fluoranthene Standard	205-99-2		100mg	1,350
010-17571	苊標準品	Acenaphthene Standard	83-32-9		100rng	620

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