本方案来源：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. ] 

多环芳烃 (PAHs) Polycyclic Aromatic Hydrocarbons 也称为：Polyaromates, Polyaromatic Hydrocarbons，是2个或2个以上的苯环，以线状、角状、簇状排列在一起的一类惰性较强、性质稳定的稠环型化合物，主要来源于有机物。其中自然来源包括：火山爆发、森林植被和灌木丛燃烧以及细菌对动物、植物的生化作用等。但是，人为活动特别是化石燃料的燃烧是环境PAHs的主要来源。大气中PAHs以气态和吸附到飘尘上的形式存在，能通过干湿沉降直接进入到地表，也可通过空气流动及风力作长距离的运移，而后降落到地表；通过废水灌溉、大气降尘等多种途径PAHs，进入土壤。工业的发展、化石燃料的广泛使用已经造成国内外某些地区土壤PAHs 的污染。

 

多环芳烃是较早发现且数量较多的致癌物,具有致癌性、致畸性、致突变性，目前已经发现的致癌性多环芳烃及其衍生物已超过400种，每年排放到大气中的多环芳烃约几十万吨。多环芳烃是一大类广泛存在于环境中的有机污染物,也是较早被发现和研究的化学致癌物。由于其毒性、生物蓄积性和半挥发性并能在环境中持久存在, 而被列入典型持久性有机污染物(POPs),受到国际上科学界的广泛关注。

 

有致癌作用的多环芳烃多为四到六环的稠环化合物。大多数PAHs 不溶于水，熔点高达101℃~438℃，沸点150℃~525℃，分子量在178~300 之间。双环、三环的PAHs 易降解，四环以上的PAHs 极难降解。研究结果表明：在室内环境下，双环PAHs 的半衰期为2 天；三环的半衰期为：16 天(蒽)，134 天(菲)；而四环以上的PAHs 半衰期约在200 天以上。

1976年美国环境保护署（EPA）提出的129种“优先污染物”中,多环芳烃类化合物有16种；欧洲把6种PAHs作为目标污染物；1990年我国提出的水中优先控制的68种污染物中，多环芳烃类化合物有7种。国际癌研究中心(IARC)(1976年)列出的94种对实验动物致癌的化合物中有15种属于多环芳烃。美国EPA颁布的方法610中的16种PAHs包括：萘(Nap)、苊烯(Acpy)、苊(Ace)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)、荧蒽(Flua)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、屈(Chr)、苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(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)。

经典的GC/FID,GC/MS以及HPLC技术被广泛地用于分离分析部分的多环芳烃混合物，由于高效液相色谱在分离复杂多环芳烃混合物方面的优越性，美国环保局已公布了一些有效的方法用于分析饮用水(550.1 方法)、工业和城市废水(610 方法)、固体废弃物(9310)和大气(3b-13 方法)中的多环芳烃。高效液相色谱测定PAHs 时，具有不需要高温、对某些PAHs 有较高的分辨率和灵敏度、柱后馏分便于收集进行光谱鉴定等优点。HPLC 测定PAHs，一般用紫外、荧光和二极管阵列检测器检测。

本方案采用Varian 920-LC高效液相色谱仪以及Varian PursuitTM PAH 色谱柱，应用美国EPA颁布的8310方法，在15分钟内快速地分离分析18种PAHs 混合物。同时18 种PAHs 标准品混液进样48 次，结果表明，保留时间重现性RSD 达到0.4%以下。如此，不仅大大节约了试剂和时间的消耗，同时提高了分析通量，相对常规方法，一次分离分析更多PAHs 化合物。

 

2 试验部分      跳过此段

2.1 仪器与软件 Varian 920-LC，配置四元梯度泵，内置4通道在线脱气机(DegasserTM)，0.1μl 注射阀自动进样器，二重加热柱温箱精密控制流动相和色谱柱温度到65℃，二极管阵列检测器，串联荧光检测器。
Varian GalaxieTM 色谱工作站控制Varian 920-LC 系统。
2.2 材料与试剂 表3 中列出的18种PAHs 混合物，每种化合物的浓度为500 mg/L。 蒸馏水(18MΩ, Milli-Q)，乙腈(HPLC 级)。

2.3 标准品准备 混合物用乙腈(HPLC级)稀释成不同的浓度。标准品混液浓度从1μg/L 到5μg/L(荧光检测器)；浓度从0.5mg/L 到5mg/L(PDA 检测器)。
2.4 色谱条件 试验采用的色谱条件总结如表1。

色谱柱：	Varian PursuitTM 3 PAH, 100×4.6mm, 3 μm.
	Part Number:A7001100X046
	温度：25℃
流动相：	蒸馏水(Milli-Q) ；乙腈(HPLC 级)

梯度时间程序：
时间(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 检测波长：254nm
荧光检测时间梯度程序：
时间(min)	激发波长(nm)	发射波长(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

3 结果与讨论     跳过此段

表2 和3 展示了PAHs 化合物的检出限(LOD)，在该套系统的荧光检测器上获得的数值远远低于美国EPA 8310 方法规定的数值。
表2. 荧光检测器获得的每个PAHs 化合物的检出限(LOD)
表2. 荧光检测器获得的每个PAHs 化合物的检出限(LOD)

表3. PDA 二极管阵列检测器获得的每个PAHs 化合物的检出限(LOD)

 

图1 展示了应用Varian 920-LC 系统PDA 二极管阵列检测器分离分析PAHs 标准品混液的色谱图结果。
图2 展示了应用Varian 920-LC 系统FL 荧光检测器分离分析PAHs 标准品混液的色 谱图结果。
结果表明，仅在15min 内完全基线分离18 种PAHs 化合物。该方法通过Varian PursuitTM PAH 专用色谱柱开发，相对美国环境保护署（EPA）发表的8310 分析方法，需要40min 分析16 种PAHs 化合物，大大节约了分析时间，同时提高了化合物分析通量。

 

图1. 应用上述色谱条件，PDA 检测器分离分析5ng 的PAHs 标准品混液的色谱图。

 

 为了在较短的时间内快速获得优异的色谱保留重现性，以及高效的分离结果，色谱仪器的硬件性能以及分析色谱柱的键合相的稳定性必须具有优异的表现。至关重要的硬件影响因素主要是 梯度输液泵的混合能力，以及温度控制的稳定性表现。
Varian 920-LC系统采用完全无脉冲的串联双柱塞往复泵，内置在线真空脱气机，四通路在线真空膜过滤技术，内置真空泵，连续真空运行，有效降低液流脉动，适配低流速液相色谱系统，内置压力传感器，实时监测真空腔压力变化，保证及时高效的脱气操作。同时，Varian 920-LC柱温箱具有独特的流动相预热(Pre-Heater)设计，对进入色谱柱的流动相预先加热，有效补偿流动相温度与色谱柱温度之间的温度梯度，以消除流动相温度梯度产生的“双峰”或“肩峰”现象。
结果在15min 分析时间内基线分离18 种PAHs混合物，进样48次，保留时间重现性具有出乎意料之外的优异表现

 

表4 展示了18 种PAHs 混合物保留时间与峰面积重现性结果(%RSD)。

4 结论     返回

本方案展示了应用Varian 920-LC以及PursuitTM PAH专用色谱柱对多环芳烃类化合物的改良分析，突破了美国EPA颁布的610方法中的一次测定16种PAHs的限制，以及8310方法中的一次进样需要40min分析时间的局限，在15min内轻松而快速地实现18种PAHs的一次分析，达到基线分离。进样48次的色谱图保留时间重现性达到0.4% RSD。

 

订货号	中文名称	英文名称	CAS#	组分标记	规格	价格
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	荧蒽	Fluoranthene	[206-44-0]		25mg	360
ERF-001	荧蒽	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-亚乙基萘标准品	Acenaphthylene Standard	208-96-8		100mg	1,350
015-04211	蒽标准品	Anthracene	120-12-7		100mg	450
028-13651	苯并(B)荧葸标准品	Benzo[b]fluoranthene Standard	205-99-2		100mg	1,350
010-17571	苊标准品	Acenaphthene Standard	83-32-9		100rng	620

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