氣相色譜保留指數(shù)
武漢泰特沃斯科技有限公司,是國內(nèi)領先的氣相色譜儀供應商,專業(yè)從事氣相色譜儀的生產(chǎn)、色譜耗材的代理。本文主要介紹氣相色譜保留指數(shù)。氣相色譜法是分析復雜體系中揮發(fā)性化合物的常用方法,保留指數(shù)(RI)是其定性的一個重要參數(shù)。GC - MS譜庫檢索結(jié)合保留指數(shù)法是一種便捷、準確、高效的定性分析技術,該法在復雜體系的成分分析方面具有廣闊的應用前景。
氣相色譜法能有效地將復雜樣品分離,并對揮發(fā)性化合物進行定性定量分析。近年來,隨著氣相色譜技術的發(fā)展,與其他檢測器的聯(lián)用、更先進的數(shù)據(jù)處理方法的出現(xiàn),使其變得更加精確便捷,功能也更加強大。氣相色譜定性方法主要有保留值定性、保留指數(shù)定性以及通過與其他儀器聯(lián)用定性等。保留值定性需要標準化合物,而保留指數(shù)定性可在沒有標準化合物時利用保留指數(shù)比對來進行定性。氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用(GC - MS)是氣相色譜領域應用最廣泛的方法,是將GC的高分離能力與MS的高鑒別能力應用于復雜體系未知化合物的鑒定。但是,在復雜樣品的定性過程中,許多化合物僅用質(zhì)譜很難確定其結(jié)構,尤其是同分異構體及同系物,它們的質(zhì)譜十分相似,如果僅靠質(zhì)譜庫檢索和相似度定性來確定化合物,則有可能出現(xiàn)定性錯誤。然而,對于一些常規(guī)GC - MS定性方法難以鑒別的化合物,采用保留指數(shù)法可以得到很好的定性。因此,在化合物定性中,保留指數(shù)起到了十分關鍵的作用。
保留指數(shù)(Retention index, RI),又稱科瓦茨指數(shù)(Kovats index, KI),其概念由KOVATS在1958年提出。保留指數(shù)表示物質(zhì)在固定液上的保留值行為,具有重現(xiàn)性好、溫度系數(shù)小及標準統(tǒng)一等優(yōu)點,將RI與GC - MS共同參與定性,是國際上常用的定性方法,被國際學術同行廣泛接受,該法在食品、香精香料、中藥、煙草等領域分析中應用廣泛。
氣相色譜技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展,積累了大量的保留指數(shù)數(shù)據(jù)。為了更有效地使用這些數(shù)據(jù),建立氣相色譜保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫,有助于復雜體系中化合物的鑒定和識別,提高了化合物定性的準確率。目前,用來定性的RI數(shù)據(jù)庫大部分來自實驗數(shù)據(jù),而RI預測仍然處于探索階段。
采用保留指數(shù)法進行物質(zhì)定性的過程中,需要查找相應物質(zhì)的保留指數(shù),或查詢相關保留指數(shù)庫(如集成于NIST庫的保留指數(shù)庫、ESO精油數(shù)據(jù)庫、Adams保留指數(shù)庫等),或查找相關文獻數(shù)據(jù)。然而,保留指數(shù)庫并不免費,查詢途徑受限;而在不同文獻中保留指數(shù)存在一定的差異,這要求引用該數(shù)據(jù)時驗證數(shù)據(jù)的可靠性,造成了化合物定性過程的繁瑣。因此,非常有必要進行文獻數(shù)據(jù)的整理,使文獻數(shù)據(jù)的引用更嚴謹科學,并提高化合物定性的效率。
對相關文獻進行合理的篩選,收集化合物的RI數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行匯總和歸納,開發(fā)保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫,包括化合物的中英文名稱、CAS號、固定相、保留指數(shù)、來源的文獻等。數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展,為收集和整理保留指數(shù)提供了基礎,而建立保留指數(shù)庫的目的是為了方便使用,一些如數(shù)據(jù)錄入、排序、篩選、統(tǒng)計、數(shù)據(jù)導出等基本操作,可以直接針對數(shù)據(jù)庫,不需要特殊的界面。因此,可以選用Microsoft Office Access來構建保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫。構建數(shù)據(jù)庫最繁瑣的工作就是大量數(shù)據(jù)的輸入,必須保證數(shù)據(jù)的準確性,同時,還應注意建庫所用數(shù)據(jù)本身也可能存在錯誤而影響數(shù)據(jù)的質(zhì)量。數(shù)據(jù)庫中常見的錯誤主要有以下3種類型:(1)數(shù)據(jù)錄入時,操作者失誤引起的錯誤;(2)建立數(shù)據(jù)庫所用的手冊的錯誤;(3)手冊所引用原始文獻中數(shù)據(jù)本身的錯誤。
保留指數(shù)庫的開發(fā)使物質(zhì)鑒定更便捷、更科學,目前,保留指數(shù)的報道主要集中于常見的揮發(fā)性成分,有待于測定更多化合物的保留指數(shù),也可以利用標準化合物來自建保留指數(shù)庫,使數(shù)據(jù)庫更趨于完善。在保留指數(shù)庫的開發(fā)中,還可以建立適合于各行業(yè)的專業(yè)保留數(shù)據(jù)庫, 例如,香精香料和卷煙行業(yè)建立精油數(shù)據(jù)庫、煙草及煙氣保留指數(shù)庫等,用來專門分析某類食品或香料等,這對復雜體系中未知化合物的分析具有重大的意義。
保留指數(shù)是氣相色譜定性的一個重要參數(shù),不僅可以單獨作為化合物的鑒定依據(jù),也可以作為其他定性方法的佐證,對復雜體系中未知化合物的鑒定具有重要的意義。在國內(nèi)研究報道中,關于化合物定性大多都采用GC - MS法,而結(jié)合RI輔助定性的研究還不夠普遍,這與國內(nèi)保留指數(shù)數(shù)據(jù)庫缺乏有關。因此,建立并完善RI數(shù)據(jù)庫,可以提高化合物定性效率,也可以增加化合物定性的可信度,并為食品、香精香料、中藥、煙草等領域的分析鑒定提供便利。在進行復雜體系中化學組成分析時,使用不同類型固定相的色譜柱對樣品進行分析,通過譜庫檢索和匹配度定性結(jié)合色譜保留指數(shù)方法可以使揮發(fā)性成分鑒定更全面,進一步提高化合物的鑒定效果。