本應(yīng)用介紹了使用配備雙色譜柱、雙火焰離子化檢測器 (FID) 和頂空進樣器的GC2400氣相色譜儀對血醇濃度 (Blood alcohol concentration，BAC) 以及生物樣品中血液、尿液中乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、異丙醇和正丁醇的測定，完美應(yīng)對公安部標(biāo)準(zhǔn)GA/T842-2019以及國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 42430-2023。
結(jié)果證明本系統(tǒng)具有準(zhǔn)確、快速、自動化程度高等性能，在預(yù)期濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)了良好的線性以及重復(fù)性。本方法采用雙孔石墨墊將兩根色譜柱（Elite-BAC1和Elite-BAC2）安裝在一個進樣口上無死體積同時分離樣品組分，大大提高了分析效率。該方法在10~400 mg/100mL濃度范圍內(nèi)線性良好，相關(guān)系數(shù)R2均大于等于0.9995以上，方法重現(xiàn)性RSD均小于2%，方法的檢出限為0.5 mg/100mL。
BAC是什么？
BAC指的是血流中乙醇的百分比，可通過血液、尿液或呼氣測試來測定。氣相色譜BAC分析在法律、法醫(yī)和診斷場景中是一種成熟的測試方法，血液是一種極其復(fù)雜的混合物，大部分是非揮發(fā)性物質(zhì)。這對傳統(tǒng)氣相色譜方法中直接注射全血樣品提出了重大挑戰(zhàn)。本方法采用珀金埃爾默頂空專利的壓力平衡時間進樣技術(shù)，以高靈敏度，高重現(xiàn)性，極低殘留的優(yōu)異數(shù)據(jù)以及靈活更改進樣體積等操作簡單，維護方便，全自動控制的特性與珀金埃爾默全新的GC2400氣相色譜以及全新智能軟件平臺--SimplicityChrom CDS色譜工作站構(gòu)成了完美一體化的GC系統(tǒng)，更加適用于血液、尿液中乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、異丙醇和正丁醇等樣品分析。尤其是優(yōu)異的重現(xiàn)性和極低的殘留，既保證了結(jié)果的準(zhǔn)確，還減少了非必要的連續(xù)進空白樣品確認是否有殘留并減少了準(zhǔn)備的時間。
本文參照公安GA/T842-2019標(biāo)準(zhǔn)以及國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 42430-2023，以叔丁醇為內(nèi)標(biāo)，頂空-氣相色譜法分析生物樣品血液、尿液中乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、異丙醇和正丁醇含量，該方法準(zhǔn)確可靠，重復(fù)性好。
1、實驗條件
GC2400氣相色譜儀配置分流/不分流進樣口 (CAP) 和雙FID，采用頂空專利的壓力平衡時間進樣技術(shù)進樣（如圖1）。采用雙孔石墨墊將兩根色譜柱（Elite-BAC1和Elite-BAC2）安裝在一個進樣口上以在雙柱和雙FID配置中運行分析，圖2顯示了此配置的示意圖。
圖 1 壓力平衡時間進樣技術(shù)示意（點擊查看大圖）
圖 2 采用雙柱和雙FID進行分析（點擊查看大圖）
2、儀器參數(shù) 1
（應(yīng)對公安部GA/T842-2019標(biāo)準(zhǔn)）
表1和表2列出了本應(yīng)用中參照公安部GA/T842-2019血液酒精含量的檢測方法使用的頂空進樣器和氣相色譜儀的方法參數(shù)。
表1頂空進樣器參數(shù)
表2氣相色譜參數(shù)
3、標(biāo)樣及樣品制備 1
1樣品制備
取待測全血0.1 ml及叔丁醇內(nèi)標(biāo)工作溶液0.5 ml（4 mg/100ml）加入樣品瓶內(nèi)，用密封鉗加封帶PTFE涂層的硅橡膠鋁蓋，混勻，待測。
2標(biāo)準(zhǔn)制備
配置系列濃度的乙醇標(biāo)準(zhǔn)工作液，濃度分別為10 mg/100ml、20 mg/100ml、50 mg/100ml、80 mg/100ml、100mg/100ml、150 mg/100ml、180 mg/100ml、200 mg/100ml、300 mg/100ml、400 mg/100ml。取系列濃度的各標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1 ml和叔丁醇內(nèi)標(biāo)溶液0.5 ml，分別加入樣品瓶內(nèi)用壓蓋器加封帶PTFE涂層的硅橡膠鋁蓋，混勻，待測。為確定重復(fù)性，乙醇標(biāo)樣 (n = 7) 濃度配制為20 mg/100ml和80 mg/100ml，內(nèi)標(biāo)為濃度4 mg/100ml。
此外，樣品及標(biāo)樣的制備亦可采用珀金埃爾默自動化解決方案 *，無需人工干預(yù)，實現(xiàn)樣品的自動處理和準(zhǔn)備，無人值守即可完成隨到隨檢，應(yīng)對樣品檢測較高的時間隨機性挑戰(zhàn)；同時有效減少實驗人員的直接接觸，降低了傳染病傳播潛在風(fēng)險。
* 詳見文末介紹
4、參考譜圖、校準(zhǔn)曲線 1
在Elite-BAC1和Elite-BAC2色譜柱上進行校準(zhǔn)，采用雙柱雙FID配置進行校準(zhǔn)。每個濃度重復(fù)進樣（n=3）。圖3和圖4分別是在的Elite-BAC1和Elite-BAC2色譜柱上得到的譜圖，圖5和圖6分別是在的Elite-BAC1和Elite-BAC2色譜柱上得到的校準(zhǔn)曲線。
圖3 Elite-BAC1（點擊查看大圖）
圖4 Elite-BAC2（點擊查看大圖）
圖5 Elite-BAC1 y = 0.475944 x - 0.0191172 R² = 0.999911（點擊查看大圖）
圖6 Elite-BAC2 y = 0.493561 x - 0.0209635 R² = 0.999932（點擊查看大圖）
5、重現(xiàn)性及檢出限 1
分別在20mg/100ml和80mg/100ml下測定峰面積重復(fù)性和檢出限(表3)。表3顯示每種濃度及雙色譜柱RSD均小于2%。圖7展示了進樣高濃度乙醇后的空白樣品中沒有任何殘留，面對復(fù)雜和可能出現(xiàn)高含量未知樣品，優(yōu)異的無樣品交叉污染和無殘留也是珀金埃爾默頂空進樣器的一大特點。
表3 20 mg/100ml和80 mg/100ml的7次進樣的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)
圖7 頂空殘留測試結(jié)果（點擊查看大圖）
6、儀器參數(shù)2
（應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)GB/T 42430-2023）
表4和表5列出了本應(yīng)用中參照國標(biāo)GB/T 42430-2023血液、尿液中乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、異丙醇和正丁醇檢測方法使用的頂空進樣器和氣相色譜儀的方法參數(shù)。
表4頂空進樣器參數(shù)
表5氣相色譜參數(shù)
7、標(biāo)樣及樣品制備 2
1樣品制備
取待測全血0.1 ml及叔丁醇內(nèi)標(biāo)工作溶液0.5 ml（4mg/100ml）加入樣品瓶內(nèi)，用密封鉗加封帶PTFE涂層的硅橡膠鋁蓋，混勻，待測。
2標(biāo)準(zhǔn)制備
配置系列濃度的乙醇標(biāo)準(zhǔn)工作液，濃度分別為10 mg/100ml、20 mg/100ml、50 mg/100ml、100 mg/100ml、300 mg/100ml。取系列濃度的各標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1 ml和叔丁醇內(nèi)標(biāo)溶液0.5 ml，分別加入樣品瓶內(nèi)用壓蓋器加封帶PTFE涂層的硅橡膠鋁蓋，混勻，待測。為確定重復(fù)性，乙醇標(biāo)樣(n = 7) 濃度配制為80 mg/100ml，內(nèi)標(biāo)為濃度4 mg/100ml。
此外，樣品及標(biāo)樣的制備亦可采用珀金埃爾默自動化解決方案 *，無需人工干預(yù)，實現(xiàn)樣品的自動處理和準(zhǔn)備，無人值守即可完成隨到隨檢，應(yīng)對樣品檢測較高的時間隨機性挑戰(zhàn)；同時有效減少實驗人員的直接接觸，降低了傳染病傳播潛在風(fēng)險。
* 詳見文末介紹
8、參考譜圖、校準(zhǔn)曲線2
圖8 Elite-BAC1（點擊查看大圖）
圖9 Elite-BAC2（點擊查看大圖）
圖10 Elite-BAC2甲醇y = 0.24054 x - 0.0140911 R² = 0.999933（點擊查看大圖）
圖11 Elite-BAC2乙醇y = 0.4745 x - 0.0336552 R² = 0.999931（點擊查看大圖）
圖12 Elite-BAC2丙酮y = 1.7793 x - 0.093784 R² = 0.999959（點擊查看大圖）
圖13 Elite-BAC2異丙醇y = 0.877878 x - 0.0636693 R² = 0.999852（點擊查看大圖）
圖14 Elite-BAC2正丙醇y = 0.829151 x - 0.0708528 R² = 0.999824（點擊查看大圖）
圖15 Elite-BAC2正丁醇y = 1.07171 x - 0.0989462 R² = 0.999863（點擊查看大圖）
9、重現(xiàn)性 2
在80 mg/100ml下測定峰面積重復(fù)性（表6）。表6顯示每種濃度及雙色譜柱RSD均小于2%。
表6 80 mg/100ml的7次進樣的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD%)
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結(jié)論
本方法根據(jù)公安部標(biāo)準(zhǔn)GA/T842-2019以及國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 42430-2023的步驟，結(jié)合全新的珀金埃爾默頂空專利的壓力平衡時間進樣技術(shù)和GC2400氣相色譜儀平臺，對生物樣品中血液、尿液中乙醇、甲醇、正丙醇、丙酮、異丙醇和正丁醇進行檢測，且經(jīng)過驗證，該方法簡便、快速、準(zhǔn)確，可供各級公安部門及司法鑒定中心參考。
珀金埃爾默自動化樣品制備解決方案
在現(xiàn)代實驗室中，自動化樣品制備扮演著至關(guān)重要的角色，為實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性提供了堅實保障。自動化流程的實施不僅打破工作時間的局限性，提高實驗室實時效率，更重要的是降低了潛在的健康危害風(fēng)險，實現(xiàn)了實驗室安全與高效的完美結(jié)合。
珀金埃爾默自動化樣品制備解決方案輕松應(yīng)對應(yīng)對公安部標(biāo)準(zhǔn)GA/T842-2019以及國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 42430-2023中樣品的前處理、制備過程，并充分發(fā)揮自動化樣品制備的特點。
自動化樣品制備在樣品處理過程中的每一個環(huán)節(jié)都能夠保持高度準(zhǔn)確性和一致性，減少了人為操作誤差的可能性，確保了實驗數(shù)據(jù)的可靠性，客觀性。不論是小樣品處理還是高通量樣品處理，自動化流程都能夠保證每一個樣品的處理都嚴(yán)格按照設(shè)定的程序進行，從而消除了人為因素對實驗結(jié)果的影響。
針對血液中酒精含量的測試，各類鑒定機構(gòu)都面臨著來樣隨機性和檢測結(jié)果實時性等挑戰(zhàn)。珀金埃爾默自動化樣品制備解決方案通過不同模塊的靈活組合，實現(xiàn)了24*7無人值守操作，通過機器人將樣品制備及分析測試無縫銜接，從樣品處理到報告出具一氣呵成。配備遠程監(jiān)控功能，可以通過遠程訪問監(jiān)控實驗進程和結(jié)果，及時掌握樣品處理情況，實現(xiàn)真正的無人值守操作。此外，該系統(tǒng)可與數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)集成，在保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可追溯性的同時，大大提高實驗結(jié)果的時效性。
自動化樣品制備設(shè)備的應(yīng)用，將實驗中的樣品處理環(huán)節(jié)自動化，減少了實驗人員直接接觸樣品所帶來的健康危害風(fēng)險，保障了實驗室工作者的健康與安全。
Figure 1
樣品信息識別與綁定
通過掃碼對樣品信息進行識別，并確保樣品與數(shù)據(jù)結(jié)果有序?qū)?yīng)。
Figure 2
自動化開關(guān)蓋
為樣品轉(zhuǎn)移做準(zhǔn)備，可對不同類型、規(guī)格的樣品瓶進行自動化開關(guān)蓋操作。
Figure 3
a & b
自動化樣品處理
采用一次性移液槍頭將指定體積的液體樣品進行轉(zhuǎn)移，防止樣品交叉污染。在此過程中，可升級如渦旋振蕩，加熱，離心等功能模塊。
Figure 4
自動化壓蓋
實現(xiàn)頂空瓶的自動化壓蓋操作過程，以及壓蓋過程中墊片、瓶蓋的自動化補給，降低人工維護頻次。
Figure 5
智能上樣機器人
將樣品瓶轉(zhuǎn)移至頂空自動進樣器中，并觸發(fā)分析儀器進行分析。通過智能排程規(guī)劃，實現(xiàn)一對多的應(yīng)用場景。同時可升級移動機器人，擴大實驗室自動化生態(tài)圈。
參考文獻
1.Boswell, H. A.; Dorman, F. L. Uncertainty of Blood Alcohol Concentration (BAC) Results as Related to Instrumental Conditions: Optimization and Robustness of BAC Analysis Headspace Parameters. Chromatography 2015, 2, 691–708
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