揮發性脂肪酸的測定（一）氣相色譜測定法

來源：泰州市華晨儀器有限公司 2022年11月19日 09:32

揮發性脂肪酸的測定

一般來說，碳原子數在10以下的脂肪酸大部分具有揮發性，并且易溶于水。在它們中間，隨著碳原子數的增加，揮發性逐漸下降。典型的揮發酸見附表5。
附表5 低級脂肪酸的分子式及沸點

名稱	分子式	沸點/℃	名稱	分子式	沸點/℃
甲酸乙酸丙酸	HCOOH CH₃COOH C₂H₅COOH	100.8 117.5 140.0	丁酸戊酸已酸	C₃H₇COOH C₄H₉COOH C₅H₁₁COOH	162.3 185.5 205.0

揮發性脂肪酸易被微生物利用。在有機物的厭氧分解中，揮發性脂肪酸是作為生物代謝的中間或最終產物而存在。在厭氧發酵的液化產酸階段，這一類低級脂肪酸是這一階段的主要產物，其中以乙酸為主。在某種條件下，乙酸可以達到該類酸總量的80%。在CH4形成過程中，甲酸和乙酸是形成甲烷的重要前體物。據研究，自然界有機物產生的CH4中大約有70%上由乙酸中的甲基原子團形成的。丙酸、丁酸可以轉化成甲酸。有機酸過多往往反映出發酵池的病態。因此可以認為，在微生物厭氧發酵過程中，揮發性脂肪酸不僅是一種的營養成分，更重要的意義在于這類有機酸已是沼氣發酵研究有機物降解工藝條件優劣的重要參數，在甲烷形成的研究和生產中，它們的含量也是重要的參數。
在揮發性脂肪酸的總量測定中，是以乙酸作為基數進行計算，除了要求測定總量外，對甲酸、乙酸等各種低級脂肪酸的分別定量分析也是十分重要的。

C2～C5揮發性脂肪酸的氣相色譜測定法

2.5.1.1 測定原理
使用色譜儀上的氫火焰檢測器測定揮發性脂肪酸含量，其基本原理是：色譜柱分離后餾出的物質被載氣載入檢測器離子室的噴嘴口，與燃燒氣—氫氣相混合，并以空氣助燃氣進行燃燒，以此為能源，將組分電離成離子數目相等的正離子和負離子（電子）。在離子室內裝有收集極和底電極，因此離子在電場內作定向流動，形成離子流。該離子流被收集極收集后，經過微電流放大器放大輸送給記錄儀得到信號，此信號的大小代表單位時間內進入檢測器火焰的組分含量。

1、測定條件

⑴試劑設備
① 乙酸、丙酸、丁酸、戊酸混合標準液的配制。分別吸取乙酸（A.R.，相對密度1.045，含量99%）、丙酸（A.R.，相對密度0.9987，含量99.5%）、丁酸（A.R.，相對密度0.8097，含量99%）、戊酸（A.R.，相對密度0.934，含量99%）各25μL于50mL容量瓶中，再加入2.5mL甲酸（A.R.，相對密度1.22，含量88%），最后用蒸餾水定容。其中乙酸、丁酸、戊酸的濃度分別為517μL/L、497μL/L、401μL/L、467μL/L。
② 6mol/ L硫酸的配制：將167mL濃硫酸（相對密度1.84）緩慢倒入833mL蒸餾水中。
③ 甲酸：相對密度1.22，含量88%。
④ 離心機4000～16000r/min。
⑤ 氣相色譜儀，FID檢測器。
⑵ 樣品預處理用沼氣發酵液7mL加入2滴6mol/ L H₂SO₄使pH值降至3.5左右（用pH試紙粗測），離心20～30 min，取上層透明清液3mL，加入0.15 mL濃甲酸，最終pH值為2.0左右（控制在3.0以下）。
⑶ 主要實驗參數
① 條件一。固定相：GDX₁₀₃+H₃PO₄，2%(60～80目)；色譜柱：2m×φ6mm；柱溫：180～200℃；氣化室溫度：240℃；檢測溫度：210℃；進樣量：2μL；載氣流量：N₂，50mL/ min；氫氣流量：50 mL/ min；空氣流量：600～700 mL/ min；衰減：×1/8。
② 條件二。色譜柱：2m×φ3mm，不銹鋼柱，內填國產GDX-401擔體，60～80目；柱溫：210℃；載氣：N₂，流率為90mL/ min；空氣流率：500 mL/ min；氫氣流率：50 mL/ min；氣化室溫度：240℃；檢測溫度：210℃。
③ 條件三。色譜柱：2m×φ6mm，裝有以2%磷酸飽和的60～80目GDX-103擔體；柱溫：180～200℃；氣化室溫度：240℃；檢測溫度：210℃；進樣量：2μL；載氣流量：N₂，50mL/ min；氫氣流量：50 mL/ min；空氣流量：600～700 mL/ min；
④ 條件四。色譜柱：2m×φ2mm，玻璃柱，內裝有10%的商品固定液FluoradFC431涂布的Supelcoport擔體，100～200目；柱溫：130℃；氣化室溫度：220℃；檢測溫度：210℃；載氣流量：N₂，40mL/ min。
⑷ 定性與定量
① 定性。配制模擬標準樣品，用已知物質的保留時間對照被測物質的保留時間進行定性。
② 定量。用已知樣校正法進行定量，其方法是配制已知濃度的標準樣（與樣品組分一致），進行色譜試驗，測量標準樣各組分的峰高（或峰面積），求出組分i的單位峰高（或峰面積）的組分含量或作出峰高和濃度的標準曲線。當樣品組分濃度變化不大時，可采用單位校正法。當樣品組分濃度變化很大時，則需預先用校準樣作出濃度和峰高或峰面積的標準曲線，觀察其標準曲線是不是通過原點的直線，即是否呈線性。若呈線性，就可用單點校正法，按下面的公式計算：

2、方法的精度和注意事項：

⑴ 以GDX₁₀₃+H₃PO₄2%為固定相，比用GDX₁₀₁、PEGS、Porapak.N等作為固定相其保留時間短，且峰形對稱。
⑵ 本法最小檢測量為4μL/L，相對誤差為1.8%，相對標準偏差〈2.7%（以乙酸計）。
⑶ 有機酸是一種強極性物質，沸點較高，由于擔體對酸的吸附，常常引起酸峰拖尾和鬼峰的出現。因此，取有機酸直接進樣測定時，為了抑制酸的吸附，可采取以下措施。
① 在樣品中加入一定量的濃甲酸（相對密度1.22，含量88%），使其甲酸加入量（體積）與樣品的體積比為5：100。甲酸是一種一元羧酸，離解常數（2.11×10^-4）大于其他任何一元羧酸，當含有甲酸的樣品進入固定相時，擔體表面的吸附中心位置被甲酸暫時占據，這樣便抑制了C₂～C₅酸被擔體的吸附。此外，甲酸在FID上響應很低，故對其他組分的應答影響不大。
② 酸的吸附還發生在接近進樣口的地方，由于進樣口常積累有碳質沉積物，通常采用蒸餾水清洗進樣口，并用1.5%磷酸-丙酮液來浸泡進樣口，然后在約150℃的溫度下將進樣口烘烤4～8h。
③ 用1.5%磷酸-丙酮液來浸泡柱口玻璃毛。
④ 在分析高濃度時，一定分析周期內注射水或15%甲酸液來洗滌被柱子吸附的酸。
⑤ 操作條件恒定以后，在進標準酸樣或樣品之前，用15%的甲酸液來沖洗柱子3～4次。
⑷ 柱子使用壽命大約4～6個月，一旦發現色譜峰出現拖尾或重復性差，則必須更換柱。
⑸ 盡管采取了一系列防止吸附的措施，但柱子的吸附問題還是不可能解決，特別是對于4000μL/L以上高濃度的酸樣，如何克服吸附問題還值得更進一步研究。
⑹ 當檢測器的靈敏度顯著降低或更換新柱之后，重新做校正曲線。

相關產品

免責聲明

凡本網注明“來源：儀表網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-儀表網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：儀表網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
本網轉載并注明自其它來源（非儀表網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。