CNS 14922-2005 Essential oils - Analysis by gas chromatography on packed columns - General method《精油－填充管柱气相层析法通则》.pdf

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1、 1 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 類號 ICS 71.100.60 K6111214922經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 94 年 5 月 13 日 年月日 (共 8 頁 )精油填充管柱氣相層析法通則 Essential oils Analysis by gas chromatography on packed columnsGeneral method 1. 適用範圍：本標準規定以填充管柱氣相層析法測定精油中特定組成含量及取得特性成分分布，以分析精油。 2. 方法概要：以氣相層析法在特定條件下，用適當材料填充之管柱分

2、析精油。必要時，以滯留指數 (retention index)鑑定不同組成；利用波峰面積定量特定成分。 3. 試劑與材料：除非另有規定，所有試驗中都必須使用分析級化學品，其他等級新鮮蒸餾的試藥，只要確定該試劑有足夠的純度而不至於降低測定準確性者，亦可使用。 3.1 載氣 (carrier gas)：依據偵檢器選用合適的氣體，例如：氫氣、氦氣或氮氣。如偵檢器另有指定載氣，此等載氣就需予以規範。 3.1.1 輔助氣體 (auxiliary gases)：依偵檢器選用合適的氣體。 備考：使用氫氣，需嚴格遵守安全規定。 3.2 檢查管柱化學惰性之藥品：乙酸沈香酯 (linalyl acetate)，最

3、低純度 98 %。 3.3 檢查管柱效率之藥品。 3.3.1 沈香醇 (linalol)，以層析法分析，最低純度 99 %。 3.3.2 甲烷，以層析法分析，最低純度 99 %。 備考：可 參閱 相關國際標準選擇其他藥品檢查管柱效率。 3.4 參比物質，依待測組成而選用，參閱相關之國際標準。 3.5 內標準，參閱相關之國際標準；其溶析時間應與待測組成盡可能接近，且其波峰不能與精油中任何成分的波峰重疊。 3.6 正烷烴，以層析法分析，最低純度 95%。在特定國際標準中所使用正烷烴範圍，係依試驗條件下各成分滯留指數而定。 備考：正烷烴僅用於需測定滯留指數的情形。 3.7 測試混合物 製備一混合物，

4、含有約略等量的下列化合物之混合物： 薴烯 (limonene) 乙醯苯 (acetophenone) 沈香醇 (linalool) 乙酸沈香酯 (linalyl acetate) 萘 (naphthalene) 肉桂醇 (cinnamic alcohol) 以上試藥，以層析法分析，最低純度 95%。 2 CNS 14922, K 61112 備考：其他的化合物也可使用，參閱相關之國際標準。 3.8 試樣：參閱 CNS 6573香精油試樣製備法，如注入試樣需經過特別製備，其規定參閱相關之國際標準。 4. 儀器 4.1 層析儀，配屬有合適的偵檢器及程式化升溫設備。注入及偵檢系統應要配備獨立溫度控制

5、裝置。 4.2 管柱：由惰性材料所製（如玻璃或不銹鋼），內徑 2 4 mm，長度 2 4 m 為宜。其擔體盡量使用惰性材料，如經酸洗過且已矽烷化之矽藻土 (celite)。粒徑大小若有特殊要求，其規定參閱相關國際標準。固定相之規定參閱相關國際標準。常用非極性固定相：如聚二甲基矽氧烷；極性固定相如聚乙二醇。固定相對擔體的比例，是以每 100 克的擔體所用固定相的克數表示。管柱充填物成分之規定參閱相關國際標準。 備考：如果所使用的管柱充填物中不含固定相，這種充填物應該要適當地說明。 4.3 記錄器及積分器，其性能必須與儀器的其他部分相容。 5. 操作條件 5.1 溫度：烘箱、注入系統、及偵檢器溫度

6、，其規定參閱相關之國際標準。 5.2 載氣流速：調整流速，以得到所需之效率（參閱第 6.2 節）。 5.3 輔助氣體流速：參照操作手冊，以獲得偵檢器最適反應。 6. 管柱效能 6.1 化學惰性測試：在試驗條件下注入一定量的乙酸沈香酯（參閱第 5.1 節）。在一定純度以上應只得到一個波峰。 6.2 管柱效率：恆溫於 130所得沈香醇的波峰以測定管柱效率。有效板數 N，至少為 30,000，可由下列二式求得（參閱圖 1）： 216=wdNr(1) 2545=bd.Nr2) 式中，rd ：比滯留距離 (reduced retention distance)，以長度單位表示在 130沈香醇波峰滯留距離

7、減去空氣或甲烷（視為空氣）波峰滯留距離 w：沈香醇波峰轉折點 (inflection point)的兩個切線與基線交叉兩點之間的距離， mm b ：沈香醇半波高， mm 為求得足夠精密度，應調整記錄器圖紙行進速度，使 w 大於 10 mm； b 大於 5 mm。 3 CNS 14922, K 61112 圖 1 6.3 解析及分離度：為計算解析及 /或分離度，於試驗條件下注入適量測試混合物 （參閱第 3.7 節）。 6.3.1 解析度的計算（參閱圖 2） 兩相鄰波峰 I 與 的解析度 R，以式 (3)計算： () ()() ( )IIIIrIIrwwddR+= 2(3) 式中， dr ( I

8、)：波峰 I 的滯留距離 dr ( II)： 波峰 的滯留距離 w(I)：波峰 I 基線的寬度 w(II)：波峰 基線的寬度 如果 w(I) w(II)，則 () () () ()=4IrIIrIrIIrddwddR (4) 式中， ：為標準差（參閱圖 1） 如果兩波峰的距離 dr ( II) dr ( I )等於 4，解析度 R 1（參閱圖 2）。 如果兩波峰沒有完全分離，兩波峰轉折點的兩個切線會交叉於 C 點。為求完全解析，兩波峰間的距離應等於式 (5)，也就是 R 1.5（參閱圖 3）。 dr ( II) dr ( I ) 6 (5) w4 4 CNS 14922, K 61112 圖

9、2 圖 3 圖 4 6.3.2 分離度 (separation)計算 (參閱圖 4)：畫一條連接兩波峰峰頂的直線。從基線起，另畫一條通過二波峰最低 處的垂直線。沿著垂直線，由基線至兩波峰頂部連接線的交叉點，其距離為 h。沿著垂直線，由基線至兩波峰間最低處的距離為 v。計算分離度 P (separation)，以百分比表示，如式 (6)： ()hvhP=100(6) 6.3.3 在程式化溫控下，以下列條件檢查解析度： 聚二甲基矽氧烷或聚乙二醇管柱 6h v 4C 5 CNS 14922, K 61112 溫度梯度，從 80 至 220 ，速率為 2 /min 或 3 /min。 載氣之流速需能使

10、測試混合物之所有成分（參閱第 3.7 節）及所量測滯留指數之正烷烴（參閱第 3.6 節）在程式化溫度結束之前完全溶析出來。 6.3.3.1 注入適量的測試混合物（參閱第 3.7 節） 在所得的層析圖： (a) 如使用聚二甲基聚矽 氧烷管柱，薴烯和苯乙酮 (limonene and acetophenone)波峰的分離度最少 95 %（參閱第 6.3.2 節）。 (b) 如使用聚乙二醇 (Mr=20,000)管柱，沈香醇和乙酸沈香酯的波峰的分離度最少 95 %（參閱第 6.3.2 節）。 在其他 相關 國際標準中有符合規定之固定相材料亦可依其規定使用。 6.3.3.2 注入適量的測試混合物（參閱

11、第 3.7 節）並計算測試混合物組成的滯留指數（參閱第 7 節）。如使用聚二甲基聚矽氧烷管柱，則採用 C10至 C16之正烷烴。如使用聚乙二醇 (Mr=20,000)管柱，則採用 C11至 C24之正烷烴。計算所得的滯留指數可顯示管柱極性，可用以比較組成不同結構特性。以相同標稱填充物之不同填充管柱，所測得的滯留指數如果僅有些微差異，其結果是可接受的。 備考：差異限制參閱後續相關規定。 7. 滯留指數測定：若欲測定滯留指數，即需製備試樣與正烷烴（包含正戊烷）的混合物。選取須符合預期滯留指數範圍之正烷烴。在管柱溫度呈穩定後，注入適當量的混合物，依第 8.1.1 節所述的條件分析，得到層析圖“ B”

12、。 7.1 量測滯留指數：比較層析圖“ A”（參閱第 8.1.1 節）和層析圖“ B”（參閱第7 節），於層析圖“ B”標示出正烷烴的相對應波峰，並進行下列量測。 7.1.1 恆溫條件之操作 7.1.1.1 選擇使用熱導度偵檢器：計算待測波峰頂端與空氣波峰頂端之間滯留距離之差異，此差異為xd mm。計算空氣波峰頂端與正烷烴波峰（緊接在待測波峰出現之前的正烷烴波峰）頂端之間滯留距離之差異，此差異設為nd mm。計算空氣波峰頂端與正烷烴波峰（緊接在待測波峰出現之後的正烷烴波峰）頂端滯留距離之差異，此差異設為1+nd mm。 7.1.1.2 選擇使用火焰離子偵檢器：計算待測波峰頂端與甲烷波峰頂端滯留

13、距離之差異，此差異為xd mm。計算甲烷波峰頂端與正烷烴波峰（緊接在待測波峰出現之前的正烷烴波峰）頂端滯留距離之差異，此差異設為nd mm。計算甲烷波峰頂端與正烷烴波峰（緊接在待測波峰出現之後的正烷烴波峰）頂端滯留距離之差異，此差異設為1+nd mm。 7.1.2 程式溫控之步驟：量測待測波峰頂端與緊接出現在待測波峰之前正烷烴（碳原子數 n）波峰頂端之間在基線上的距離，設為x mm。量測具 n 個碳與 n+1個碳之正烷烴 （待測波峰在二者之間） 二波峰在基線上的距離，設為y mm。 7.2 滯留指數之計算 6 CNS 14922, K 61112 7.2.1 恆溫條件：利用式 (7)計算滯留指

14、數 I nddddInnnx100loglogloglog1001+=+(7) 式中，xd ：待測滯留指數之波峰與空氣（或甲烷）波峰頂端間之滯留距離， mm nd ：空氣（或 甲烷）波峰頂端與正烷烴波峰緊接在待測波峰出現之前的正烷烴（ n 個碳）波峰頂端之間滯留距離之差異， mm 1+nd ：空氣 (或甲烷 )波峰頂端與正烷烴波峰緊接在待測波峰出現之後的正烷烴（ n+1 個碳）波峰頂端滯留距離之差異， mm 備考：注意此式只適用於1+nd xd nd 。 7.2.2 線性溫控：本計算僅適用於成分之滯留時間在線性升溫範圍內。利用式 (8)計算滯留指數 I nIyx100100 +=(8) 式中，

15、x ：待測滯留指數的波峰與正烷烴（ n 個碳數）波峰頂端間之基線上距離 n 個碳的距離， mm y ：正烷烴與距 n+1 個碳數之正烷烴兩波峰間之基線上的距離， mm 備考：注意如果使用不同的溫度程式，就不能計算滯留指數。 8. 測定方法 8.1 一般條件：精油層析圖：依相關國際標準的規定記錄層析圖。溫度及流動條件與測定管柱效率所用者相同（參閱第 6.2 節）。欲測定某一特定的成分，相關國際標準若有特定的溫度規定。則流速應該予以控制，使所得之分離度符合相關國際標準的規定。在管柱的溫度穩定後，注入適當量的試樣 (106g)以得到層析圖“ A”。 8.2 內標準法：使用同樣的條件得到精油的層析圖以

16、及內標準（參閱第 3.5 節）的層析圖。檢查層析圖中待測成分是否與精油中所有組成分離出來，且內標準不應干擾精油中的任何成分。 8.2.1 回應因子之測定：係於定量測 定時，檢測組成相對於內標準的回應因子，稱取適當量的內標準物（參閱第 3.5 節）及參比物質（參閱第 3.4 節），以獲得大致相等的對應波峰。稀 釋用溶劑可參閱相關國際標準之規定。於整個系統穩定後，注入適當量待測混合物，再依第 8.1.1 節的條件進行分析以得到層析圖“ F”。回應因子 K 由式 (9)計算： ERREmAmAK=(9) 式中， AR：參比物質波峰面積 AE：內標準波峰面積 mR：參比物質質量， mg mE：內標準質

17、量， mg 8.2.2 測定：如果相關國際標準規定 使用內標準法，就需要製備測試混合物，稱 7 CNS 14922, K 61112 取適當量的精油至 0.001g，以及內標準。選擇內標準的量，使得待測化合物與內標準的波峰面積大致相 等。整個系統穩定後，注入適當量的待測混合物，依第 8.1.1 節條件進行分析而得到層析圖“ C” 8.3 添加法：如無法使用內標準法，可使用添加法。注入適當量的精油，在所得層析圖 “D”中 X 為待測的化合物之波峰， Y 為靠近 X 化合物之波峰。製備混合物時，稱取 m 克精油樣品及 mR克的參比物質（參閱第 3.4 節），相對應於化合物 X 均秤取至 0.001

18、 g，注入適當量的待測混合物，以得到層析圖“ E”。 8.4 正規化法 (internal normalization method)：本法非實際的測定法，但可做為不同成分相對濃度概略估計之一種方式。係比較由混合物溶析出來之不同成分的波峰面積，而非比較質量百分比。 9. 報告 9.1 內標準法：計算待測化合物的含量 cx，是以質量百分比表示，詳如式 (10)。 cx 100mAKmAEEX(10) 式中， AX：待測化合物波峰面積 AE：內標準波峰面積 m：精油質量， mg mE：內標準質量， mg K：待測化合物相對於內標準的回應因子 9.2 添加法：計算待測化合物的含量 cx，是以質量百分

19、比表示，詳如式 (11)： cx 100rrrmmR(rr) (11) 式中， mR：為參比物質 (參閱第 3.4 節 )質量， g m：為精油質量， g YXAAr = (12) AX：相對應於層析圖 “D”的組成 X 的波峰面積 AY：相對應於層析圖 “D”中靠近 X 之化合物 Y 的波峰面積； YXAAr= (13) XA ：相對應於層析圖 “E”中的化合物 X 的波峰面積 YA：相對應於層析圖 “ E” 中的化合物靠近 X 之 Y 化合物的波峰面積 9.3 正規化法：當試驗樣品完全揮發後（精油不留殘渣），在測試條件下，且獲得的層析圖無過多小波峰，計算待測的組成之含量 cx，以百分比表示

20、。以式 (14)計算： cx 100 AAX(14) 式中， AX：波峰面積，積分器之單位，相對應於待測的組成 A ：總和，積分器之單位，包括所有的波峰面積 8 CNS 14922, K 61112 9.4 結果及重複性：待測物中化合物的回應因子 K 及含量 cx，必須以多次測試（至少三次）取其平均數值。這些不同的值與其平均值的相差應在一定百分比（通常為 2.5 %）之內。百分比及測定的次數於不同試驗法及相關國際標準可能有不同規定。 10 報告 試驗報告應該包括下列項目： (a) 樣品名稱 (b) 對本標準參考文獻 (c) 儀器類型 (d) 管柱特性（材料、填充、溫度） (e) 注入系統特性（類型及溫度） (f) 偵檢器特性（類型及溫度） (g) 載氣及流速 (h) 記錄器特性（最大信號高度，記錄紙的速度及全幅回應時間） (i) 所得結果 引用標準： CNS 6573 香精油試樣製備法