海南大學
課程**
題目：頂空氣相色譜在藥物研究的應用
學號20090412310018
姓名潘成凱
年級09級
學院： 材料與化工學院
系別： 生物工程系
專業生物工程
指導教師趙富春老師
完成日期：2012 年 12 月 26 日
頂空氣相色譜在藥物研究的應用
09生工潘成凱 20090412310018
摘要:關鍵字：
頂空氣相色譜分析法是對液體或固體試樣中的揮發性成分進行分析的最有效方法，是色譜分析的一種特殊形式，這一方法從氣相色譜儀角度講．是一種進樣系統，即「頂空進樣系統」。頂空進樣就是樣品在一密閉的恆溫系統中，揮發組分氣液（氣固）兩相達到平衡時，從上部空間取樣，然後用氣相色譜分析法進行測定。根據取樣和進樣方式的不同，頂空分析有靜態分析和動態分析[1]。
靜態頂空是指將樣品密封在頂空瓶子中，在一定的溫度下加熱，使得氣液（固）之間達到氣液平衡，然後取氣相部分進入gc檢測。根據一次的檢測結果進而確定待檢測樣品中揮發性成分的含量。如果進行多次取樣，直至樣品中揮發性組分完全萃取出來，這就是動態頂空gc。
靜態頂空氣相色譜簡單便宜，而動態頂空氣相色譜**昂貴，不易操作【2】。
一、頂空氣相色譜簡介
1.1原理
頂空氣相色譜利用液(固)體中的揮發性組分i在密閉恆溫系統中達平衡後，氣相和液(固)相中揮發性組分比值恆定的原理，對平衡後液(固)體上部的蒸氣進行氣相色譜分析。頂空瓶中試樣上面的蒸汽壓相當低時，峰面積ai的大小與試樣上面的氣相中揮發性組分i的蒸汽壓pi成正比，在真實體系中，當系統達到平衡時，ai=fi*pi=ki*xi（fi為校正因子，pi為i的飽和蒸汽壓，xi為組分i的摩爾分數），通過頂空分析，可確定試樣中待測組分的含量【3】。
靜態頂空氣相色譜是將適量樣品密封在留有充分空間的容器中，在一定溫度下放置一段時間使氣液（或氣固）兩相達到平衡，取容器上方的氣體進行g c 分析。按達到氣液（或氣固）平衡的次數可分為一次頂空進樣法和多次頂空進樣法。按儀器模式可分為頂空氣體直接進樣模式、平衡加壓取樣模式和加壓定容取樣進樣模式【4】。
動態頂空氣相色譜是在未達到氣液平衡狀況下進行多次取樣，直至樣品的揮發性組分完全萃取出來為止，因此又稱氣相連續萃取。常用的方法是向樣品中不斷通入惰性氣體（氣體萃取劑），揮發性成分即隨萃取氣體從樣品溢位，然後由吸附裝置（捕集器）收集，解吸後進入g c 儀分析，這種動態頂空gc 通常稱為吹掃- 捕集頂空氣相。動態頂空分析根據捕集模式可以分為吸附劑捕集模式和冷阱捕集模式[5]。
1.2儀器構造及部件
頂空氣相色譜儀具有一般色譜儀的結構，在進樣系統有自己獨特的一面，其由載氣系統、進樣系統、分離柱、檢測系統和溫度控制系統5部分組成，載氣系統主要作用是使樣品能順利進入分離柱，進樣系統主要是負責將樣品汽化，分離柱是色譜的核心部件，決定了色譜的分離效能，檢測系統用於對樣品進行檢測並轉化為資訊進行放大，溫度控制系統則對汽化室、分離室、檢測室進行溫度的控制。頂空氣相色譜的進樣系統需要乙個恆溫浴的過程，使樣品汽化充滿採樣品，普通的氣相色譜是用進樣針進樣，進樣體積在ul級別，樣品為液體；頂空進樣進樣體積在ml級別，進入氣相色譜的為氣體。【6】
贊1.3檢測方法、條件及其發展特點
頂空氣相色譜頂空分析源於分析固體或液體頂部蒸氣相中的有機揮發性物質，其出現早於氣相色譜法。2023年harger等對水相中醇含量的測定為該方法的雛形。到2023年，頂空氣相色譜作為一種獨立的樣品處理技術和氣相色譜聯用進行揮發物和半揮發物的分析方法出現報道【7】。
早期恆溫浴的溫度在120℃到150℃，現在已經公升到190℃甚至更高，擴大了頂空進樣器的應用範圍。現在適合頂空氣相色譜法的檢測器有火焰離子化檢測器(fid)、熱導檢測器(tcd)、氮磷檢測器 、火焰光度檢測器、電子捕獲檢測器、質譜檢測器等。
二、頂空氣相色譜在藥物研究的應用
1、頂空氣相色譜在中藥物質分析中的應用
翁雪香等【8】利用頂空固相微萃取技術富集筒篙揮發性化合物，用手動的固相微萃取裝置頂空萃取30 min, 萃取溫度為60℃。提取物在gc 進樣口( 270℃ ) 脫附2 min, 載氣為氦氣，檢測器溫度280℃，然後進行gc- ms 檢測分析。經氣-質聯用儀分析，共分離鑑定出25種化合物，大約佔總峰面積99.
8%，主要的化合物有蒎烯38.6%、羅勒烯19.3%、2-己烯醛9.
0%，1，6，10-十五碳三烯6.4%、乙酸冰片酯4.30%、大根香葉烯2.
7%和金合歡烯1.1%和2-乙基-4丁醇8%等。用氣相頂空技術得到的結果，與溶劑提取法得到的結果相比，是一種測定茼蒿易揮發性成分簡單、迅速、有效的方法。
薛健等【9】採用頂空吹掃法進行取樣，在氣相色譜220℃時進樣，進樣量為2.0微公升，分流比1：50，檢測室溫度200℃的條件下進行測定，結果檢測出的100多個成分中有30多種化合物相同，而相差2倍以上的有15種化合物，相差5倍以上的有4種化合物，而其餘成分不同，為頂空色譜在道地與非道地藥材的區別上提供了一定的理論指導。
魏寧漪【10】等利用頂空進樣和固相微萃取進樣，將40mg對照樣品置於20ml頂空樣品瓶中，加熱溫度為120℃，時間0.5小時，頂空時進樣2ml，在270℃時進行進樣，載氣為氦氣，流速1ml/min，進行氣相色譜檢測，結果顯示，可以檢測出其中的樟腦、龍腦、己酸、苯酚、辛酸等摻假成分。
徐娟華【11】採用頂空氣相譜法測定雞肝散中7種揮發油成分含量。以乙酸乙酯為溶劑, 頂空條件為平衡溫度90℃，時間為30min，氣體1ml自動進樣，氣相採用程式公升溫法: 初始溫度60℃ , 以30℃/min公升至90℃ ,再以5℃/min公升至180℃ ; 進樣口溫度200℃ , 檢測器溫度240℃。
7種成分能較好分離, a- 蒎烯、b- 蒎烯、l, 8- 桉葉醚、樟腦、芳樟醇、乙酸龍腦酯和龍腦平均**率分別為96. 6%、97.0%、97.
8%、99.9%、96.5%、97.
4%、97.1%.由此可知，頂空氣相色譜能夠很好的對中藥材中的揮發油進行檢測。
於生等[22]於150℃ 對藥材粉末加熱60m in 後取頂空氣體0.5ml, 進樣口200℃，fid220℃檢測。通過對10批貓爪草藥材色譜圖的統計分析, 標定了12個共有峰。
認為此方法簡便, 穩定性、重現性好, 具有可操作性。
陳建偉 [ 23] 在頂空溫度95℃，平衡10 min 後進入色譜，進樣口溫度為180℃，fid在280℃進行檢測，分析結果發現3種中藥的頂空氣相色譜特徵指紋圖各異, 貯藏4年的牡丹皮僅含微量的丹皮酚。頂空氣相色譜法在鑑定芳香類中藥的品質及其質量監控方面, 具有簡便、快速、準確及專屬性強的優點。
2、頂空氣相色譜在藥物溶劑殘留分析中的應用
梁祈【12】等採用頂空氣相色譜法測定了頭抱氨節中有機殘留溶劑甲醇的含量，用0.5 m ol/l氫氧化鈉溶液為溶劑製備供試品溶液, 頂空熱平衡溫度: 80 ℃ , 取樣針溫度:
105 ℃ , 傳輸管溫度: 110 ℃ , 熱平衡時間: 30 min, 壓力平衡時間:
0. 3 min, 進樣時間: 0.
03 min。在120℃時進樣，採用fid檢測器，溫度為280℃。結果顯示，測定結果準確、可靠，可作為頭抱氨節中甲醇殘留的檢測方法。
黃勇【13】等用頂空氣相色譜法同時測定赤芍提取物中2種殘留有機溶劑，頂空平衡溫度為70℃，平衡時間40 m in。色譜柱溫60℃，載氣為氦氣，進樣口溫度為220℃，進樣體積0.5ml，得出提取物中乙醇、正丁醇殘留測定結果,含乙醇不得過1 000 μg /g, 正丁醇不得過20μg /g, 遠低於ich 規定0.
5% ( 5 000ug /g)的限度要求。頂空進樣避免了難揮發物質對色譜柱的汙染以及一些不必要的干擾, 又增加了揮發性被分析物的靈敏度, 非常適合於揮發性有機溶劑殘留分析。
魏晶晶等【14】利用頂空進樣，結合毛細管色譜柱，對常用的在生產藥物機制被過程中常用到的27種有機揮發性化合物進行測定，頂空條件為80℃恆溫**30min，以1：1的分流比進樣，進樣口溫度為220℃，檢測器溫度300℃，結果顯示分離度絕大多數均大於1.5，峰面積與濃度呈良好的線性關係，精密度良好。
何偉[15] 採用頂空氣相色譜法測定銀杏葉提取物中有機溶劑乙醇的殘留量。採用cp- 624色譜柱,載氣為氮氣, 柱溫採取程式公升溫的方法; fid 檢測器溫度250℃ ; 進樣口溫度180℃ 。結果顯示乙醇在20.
6 ~412.0μg /ml範圍內呈良好的線性關係, r= 0. 9996平均**率為99.
85%, rsd 為1.62%, 最低檢測限為13ng。認為該方法簡單、靈敏、準確, 可用於銀杏葉提取物中乙醇殘留量的測定。
劉敬蘭等[16]利用頂空氣相色譜法測定了維生素b12 中丙酮溶劑的殘留量,其色譜條件為10 % 二硝基對苯二甲酸封端的聚乙二醇20 m (ffap 2 m x 3 m m ) 不鏽鋼柱, 柱溫80 ℃ , 氣化室及檢測器溫度為150 ℃ ; 載氣流量5 0 m l/min。通過試驗發現其最佳平衡時間為60 m in , 最佳平衡溫度為60 ℃ , 在0~300 ug 的範圍內峰面積和丙酮含量間呈現良好的線性關係。
潘雪萍【17】採用頂空氣相色譜法測定鹽酸託泊替康中的殘留有機溶劑。通過實驗發現，頂空的最佳條件為溫度80℃，最佳平衡時間為30min，氣相的進樣口溫度為250℃，流速分流比為１∶１，柱溫箱溫度５５℃，檢測器溫度２５０℃。測定３批樣品，均未檢出乙腈、乙酸乙酯和二氧六環，檢出了甲醇和丙酮，各殘留量符合要求。
方法學驗證結果表明，該方法簡單、快捷、靈敏，
可有效用於該藥有機溶劑殘留量的控制。
張巨集等[ 26] 測定水飛薊提取物中的正己烷和醋酸乙酯的殘留量。試驗採用ffat ( 2- 硝基對苯二甲酸封端的聚乙二醇20m 柱)石英毛細管柱, 程式公升溫方式, 頂空條件為平衡溫度為130 e , 平衡時間30 m in,測定結果表明水飛薊提取物中兩種溶劑殘留量均符合要求。
王騰等[ 30] 採用hp- 5色譜柱, 柱溫80 ℃ , 頂空瓶加熱溫度80 ℃ , 平衡15 m in, 以正丁醇為內標測定注射用銀杏葉( 凍乾)中甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯殘留量。該方法線性良好, 精密度、重現性rsd 均小於5%, 平均**率在93. 06% ~ 113.
78%, 四種溶劑殘留量均符合要求。
氣相色譜與液相色譜的比較 總結
液相色譜和氣相色譜相比較，在以下幾個方面具有優越性 1 氣相色譜不適用於不揮發物質和對熱不穩定物質，而液相色譜卻不受樣品的揮發性和熱穩定性的限制。有些樣品因為難以汽化而不能通過柱子，熱不穩定的物質受熱會發生分解，也不適用於氣相色譜法。這使氣相色譜法的使用範圍受到了限制。據統計，目前氣相色譜法所能分析...
氣相色譜心得
研究生實驗儀器使用心得 氣相色譜分析儀 自本科畢業開始，我主要研究的方向和內容為pt奈米顆粒的仿生合成及其對苯和肉桂醛的選擇性加氫的應用。其中對苯和肉桂醛選擇性加氫效果的評定主要採用氣象色譜儀分析加氫效率，這也是我研究生開始至今主要的研究內容，所以，我主要結合氣象分析儀的使用談一下我的心得。工作原理...
液相色譜問題總結
hplc色譜常見問題 1.用hplc進行分析時保留時間有時發生漂移，有時發生快速變化，原因何在？如何解決？2.液相色譜中峰出現拖尾或出現雙峰的原因是什麼？3.hplc靈敏度不夠的主要原因及解決辦法 4.做hplc分析時，柱壓不穩定，原因何在？如何解決？5.我最近更換了另一種牌號的ods柱，雖然分離情...