新聞動(dòng)態(tài)廣州地化所發(fā)現(xiàn)毛細(xì)管氣相色譜柱上的氯/溴同位素分餾
單體氯/溴同位素分析(CSIA-Cl/Br)是當(dāng)前分析化學(xué)和環(huán)境科學(xué)的前沿技術(shù)和研究熱點(diǎn)。近十年來(lái)，科學(xué)家開(kāi)發(fā)了基于氣相色譜-四級(jí)桿質(zhì)譜(GC-qMS)的CSIA-Cl/Br方法，較之傳統(tǒng)方法具有靈敏度高、分析物譜寬及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，而且具有與傳統(tǒng)方法相近的分析精度。然而，一些影響分析精度和準(zhǔn)確度的因素尚不清楚，如發(fā)生在氣相色譜-電子電離源質(zhì)譜(GC-EI-MS)上的同位素分餾等。近期，中科院廣州地化所彭先芝研究員及唐才明博士與廣州質(zhì)檢院的譚建華合作研究了毛細(xì)管氣相色譜柱上的氯/溴同位素效應(yīng)，調(diào)查了35種鹵代有機(jī)物，所用柱子為弱極性柱。研究人員將色譜峰按保留時(shí)間范圍等分為若干區(qū)間，然后用建立的全分子離子同位素異數(shù)體同位素比值計(jì)算方法獲得每個(gè)區(qū)間內(nèi)的同位素比值，再計(jì)算每個(gè)區(qū)間相對(duì)于整個(gè)色譜峰的同位素比值相對(duì)變異值，最后計(jì)算首區(qū)間相對(duì)于末區(qū)間的同位素分餾程度。同位素比值和同位素比值相對(duì)變異值均可揭示柱上同位素分餾。研究發(fā)現(xiàn)25種有機(jī)氯和4種有機(jī)溴能發(fā)生反相同位素分餾，兩種多氯聯(lián)苯可發(fā)生正相同位素分餾，4種有機(jī)氯未發(fā)生可觀測(cè)同位素分餾。
研究人員用雙膜模型探索性地解釋了柱上同位素分餾的機(jī)理(圖1)。兩種對(duì)抗性的同位素效應(yīng)導(dǎo)致了氣相色譜柱上的同位素分餾，并協(xié)同決定同位素分餾的方向和程度。針對(duì)柱上同位素分餾對(duì)CSIA-Cl/Br的可能影響，研究人員提出了幾項(xiàng)對(duì)策，以提高分析精度和準(zhǔn)確度；例如：色譜峰要有對(duì)稱峰形和適當(dāng)寬度；峰面積積分要盡量完全；色譜峰要盡量達(dá)到基線分離；對(duì)于不能基線分離的色譜峰，積分色譜峰中間段有助于獲得相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。
該研究對(duì)新型基于GC-EI-MS的CSIA-Cl/Br方法的建立和優(yōu)化具有重要意義，建立的基于高靈敏度、高選擇性GC-EI-MS的分析方法將為后續(xù)相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。國(guó)家自然科學(xué)基金為該研究提供了部分資助。部分相關(guān)成果近期以研究論文形式發(fā)表在Journal of Chromatography A上。
論文信息：Caiming Tang, Jianhua Tan, Songsong Xiong, Jun Liu, Yujuan Fan, Xianzhi Peng. Chlorine and bromine isotope fractionation of halogenated organic pollutants on gas chromatography columns. Journal of Chromatography A 2017, 1514, 103-109.
論文鏈接： http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021967317310592.
圖1. 基于雙膜模型的柱上同位素分餾機(jī)理解釋
有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 & 科技與規(guī)劃處供稿
