室溫下,許多產(chǎn)品都會(huì)釋放出甲醛氣體。甲醛是一種有毒可致癌的物質(zhì)。如果有甲醛污染的擔(dān)憂時(shí)，可以對(duì)室內(nèi)有害材料的釋放的空氣進(jìn)行檢驗(yàn)，測(cè)定是否含有甲醛。

在適當(dāng)條件下，甲醇可以被氧化形成甲醛，甲醛是一種很好的脂肪族醛的載體。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年時(shí)全球甲醛的年產(chǎn)量就達(dá)到約2100萬噸，當(dāng)時(shí)歐洲的年產(chǎn)量約為400萬噸。甲醛有著高度反應(yīng)性，生產(chǎn)起來也非常經(jīng)濟(jì)，因此在許多產(chǎn)品中都會(huì)使用到這種化學(xué)品。例如，樹脂、塑料產(chǎn)品、在纖維板和膠合板的生產(chǎn)過程中，甲醛是很好的粘接劑，它在其中可充當(dāng)殺菌劑的角色，也是紡織、皮革、裘皮和造紙工業(yè)中常用的輔助劑。生產(chǎn)過程中所使用的甲醛基本都按照規(guī)定要求進(jìn)行稀釋、添加一定的顏料，被廣泛用于日用品和化妝品行業(yè)中。

市場(chǎng)上對(duì)甲醛的需求很大，所以甲醛多是化學(xué)合成的，早在1882年，德國化學(xué)家August Kekule首次合成了甲醛。但在自然界中，也有天然存在的甲醛化合物，是由迅速衰減的微量有機(jī)物質(zhì)的光化學(xué)降解中間產(chǎn)物，在光化學(xué)反應(yīng)中，它能快速的分解、產(chǎn)生大量的有機(jī)微量元素，例如熏魚、熏肉的過程等不完全燃燒的過程，都屬于光化學(xué)反應(yīng)過程;細(xì)菌也會(huì)產(chǎn)生甲醛已經(jīng)得到了驗(yàn)證：發(fā)生在不同水果蔬菜和不同氨基酸之間的物質(zhì)材料交換過程中。

圖1.適合于空氣樣本甲醛(和乙腈)含量檢測(cè)的MPS型HPLC/UV高效液相色譜和紫外分光度計(jì)。

科學(xué)家估計(jì)，普通民眾每人每天在室外空氣中接觸的甲醛約為0.02mg，在食品中接觸到的甲醛約為1.5~14mg。但這并不表示甲醛是無害的。事實(shí)上甲醛是非常有害的，劑量大小決定毒性大小。當(dāng)濃度在0.1～1ppm的范圍時(shí)，甲醛會(huì)刺激眼睛和呼吸道;超過了10ml/m³的濃度就會(huì)嚴(yán)重的影響呼吸和肝臟代謝，濃度超過25 ml/m³時(shí)就會(huì)有生命危險(xiǎn)，表現(xiàn)為肺水腫。

除了毒性之外，在正常工作條件下(按每天6h、每周5天計(jì)算)長期接觸甲醛也可能會(huì)致癌;大家鼠(6ppm)和小白鼠(14ppm)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證明了這一事實(shí)。迄今為止，雖然還沒有關(guān)于因甲醛增加人類患癌風(fēng)險(xiǎn)的研究報(bào)告，但為了把可能的風(fēng)險(xiǎn)降低到最小程度，政策法規(guī)把室內(nèi)甲醛含量的限量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為不超過0.1ppm(12mg/m³)。在對(duì)室內(nèi)甲醛含量有疑問時(shí)，儀器檢測(cè)分析的極限值就是這一數(shù)值。

甲醛分析的HPLC解決方案

為了檢測(cè)室內(nèi)的甲醛含量是否超標(biāo)，人們通常采用含或不含甲醛衍生物的光化學(xué)檢測(cè)法以及氣、液色層分析法進(jìn)行檢測(cè)。而這一領(lǐng)域的檢測(cè)技術(shù)也像其他領(lǐng)域一樣：從技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的角度來講，人們不但追求方法更有效、更可靠，也追求更高效率。把有效、可靠的檢測(cè)方法變?yōu)楦咝А⒖煽康臋z測(cè)方法也正是Anatune公司應(yīng)用技術(shù)專家Dan Carrier博士的目標(biāo)。

這家總部建在英國的企業(yè)，將把使用高效液相色譜分析技術(shù)檢測(cè)甲醛視為自己的技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)，開始了成套HPLC系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計(jì)，以便能夠?qū)兹┖推渌替溔⒍替溚M(jìn)行可靠測(cè)定，并使這一檢測(cè)系統(tǒng)易操作使用。Dan Carrier博士說：“此開發(fā)工作的重要目標(biāo)就是自動(dòng)化的空氣樣本準(zhǔn)備，尤其是衍生物材料的洗提加上提取物的過濾。”

Anatune系統(tǒng)解決方案的技術(shù)基礎(chǔ)是1260型高效液相色譜系統(tǒng)。這一系統(tǒng)集成了Agilent公司研發(fā)生產(chǎn)的紫外線探測(cè)儀、Gerstel公司的多目標(biāo)取樣器(Dualhead MPS型)和兩臺(tái)用于處理不同液體容積的色譜柱以及Anatune公司研發(fā)的兩個(gè)利用有著特殊過濾系統(tǒng)、采集固相2.4 - 二硝基苯肼(DNPH)的渦流過濾器單元(Anatune 300自動(dòng)化DNPH單元)。從此過濾單元中得到的就是檢測(cè)分析用的空氣樣本，DNPH單元的作用就是：當(dāng)空氣流經(jīng)這一單元時(shí)就會(huì)化學(xué)合成甲醛和甲醛的衍生物。

在手工操作的過程中，樣本準(zhǔn)備工作非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也就是含乙腈化合物的萃取過程。此時(shí)的渦流過濾要安置在真空室中。要通過肉眼觀察判斷洗脫過程是否結(jié)束，然后要手動(dòng)搖勻樣本，人工過濾，把不利于色譜分析的雜質(zhì)與能夠HPLC量化分析的萃取物分離出來。

圖2.MPS檢測(cè)分析系統(tǒng)中DNHP單元渦流過濾器存儲(chǔ)裝置的特寫照片。

高效的樣本制備自動(dòng)化

Dan Carrier先生說：“在使用了MPS自動(dòng)進(jìn)樣器之后我們成功的實(shí)現(xiàn)了所有樣本制備工作的自動(dòng)化。”在取樣和衍生過程中使用的渦流過濾器(可使用300次)，會(huì)用專門的密封裝置密封起來，以保證不損失洗脫、提取的樣本物質(zhì)。

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圖3.利用自動(dòng)化的檢測(cè)分析方法可以在3.7min之后清楚的顯示出甲醛的色譜圖，在5.3min之后顯示出乙腈的清晰色譜圖。

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圖4. 2，4 - 二硝基苯肼(DNHP)衍生出甲醛的示意圖。

剩下的檢測(cè)分析過程可以分為下列幾個(gè)自動(dòng)化步驟：

在洗脫的分析物中加入5ml的乙腈，實(shí)際使用5.6ml乙腈，其中0.6ml滯留在DNPH單元中。據(jù)Dan Carrier博士說：這會(huì)帶來最佳的檢測(cè)結(jié)果。隨后的萃取過程是全自動(dòng)化的過濾和搖勻過程。最后，將其均分為1ml的等分劑量，取出一份放入2ml的HPLC進(jìn)樣瓶中，倒入冷卻到4℃的色譜分析/紫外線分析用的MPS樣本碟中。

正如Dan Carrier博士所介紹的那樣，他們還對(duì)此法做了進(jìn)一步的擴(kuò)展。除了能夠?qū)諝庵械募兹┖窟M(jìn)行檢測(cè)外還可對(duì)乙醛含量進(jìn)行測(cè)定，包括對(duì)其他揮發(fā)性醛類和酮類成分的含量測(cè)定。分離使用C18色譜柱(50×4.6mm內(nèi)徑)和乙腈/水混合比范圍30:70~95:5(v/v)的溶劑梯度儀，在波長365nm處進(jìn)行檢測(cè)，3.7min左右可清楚看到甲醛的色譜圖，5.3min左右可清楚看到乙腈的色譜圖。

由于采用了順序化的樣本預(yù)制備過程，完整的分析過程的平均時(shí)間為12.5min，包括洗提、過濾。自動(dòng)化過程能夠保證結(jié)果的重復(fù)性良好，大大縮短了分析時(shí)間，同時(shí)也明顯提高了檢測(cè)效率。對(duì)甲醛含量的測(cè)定，便于把實(shí)驗(yàn)員與有害試劑接觸風(fēng)險(xiǎn)降低到最小值，從而有效提高實(shí)驗(yàn)環(huán)境的安全系數(shù)。

自動(dòng)化和高效率

雖然日常生活中的很多產(chǎn)品都使用甲醛，但它是有毒的，并且會(huì)導(dǎo)致癌癥。如果擔(dān)心空氣中有甲醛污染時(shí)，應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)材料和空氣中甲醛類有害污染物含量的檢測(cè)。通過自動(dòng)化程序?qū)颖具M(jìn)行預(yù)制備，在進(jìn)行HPLC分析可以明顯縮短樣本的檢測(cè)時(shí)間。自動(dòng)化過程能夠保證結(jié)果的重復(fù)性良好，大大縮短了分析時(shí)間，同時(shí)也明顯提高了檢測(cè)效率。