氮气作为载气用于血液酒精浓度的分析

发布时间： 2015-08-11 00:00 来源：毕克气体仪器贸易（上海）有限公司（Peak Scientific)

作者：Peak Scientific UK, Ed Connor Dr.Sc

Peak Scientific China, Summer Wang

饮酒会严重影响驾驶员的驾驶能力，而血液酒精浓度（BAC）跟其有着直接的关系。一些国家对酒驾者是零容忍的，而世界上大部分国家对酒驾具有指标限制，100ml血液中含有50~80mg酒精，或者每单位体积的酒精含量为0.05~0.08%则视为酒驾（在中国，最高允许驾驶的血液酒精浓度BAC 为20mg/dL；驾驶员BAC≥20mg/dL视为酒后驾驶，BAC≥80mg/dL为醉酒驾驶）。法庭上常常需要BAC作为酒驾程度的判断依据，因此对BAC的分析是法医实验室最常见的检测之一。大量的样品和对样品处理速度的需求要求样品分析不仅要快，而且获得的结果必须准确可靠。

在BAC的分析中，最典型的方法是顶空气相色谱氢火焰检测器法（HS-GC-FID）。顶空气相可以直接从血液样本中检测酒精含量。标准的顶空系统利用氮气为瓶子加压，氦气则作为GC的载气。这次实验不仅用氮气加压还将氮气作为气相的载气进行分析检测。氮气作为载气为代替氦气提供了一个更好的选择，不仅能达到同样的检测效果，而且氮气充足，更为经济有效。这里，我们分别用氮气和氦气作为载气对真实的血液样本进行检测分析，此血液样本来自于酒驾嫌疑人。

样品准备

Hamilton Microlab 600稀释仪，将200 μL校准样、控制样和血液样品和2000 μL内标溶液加到10mL顶空瓶中并加盖密封。内标溶液含有0.03%正丙醇、1M硫酸铵、0.1M亚硫酸氢铵。可溯源的来自Cerilliant & Lipomed的乙醇标准溶液，分别用于校准 (10、50、 80、 200、300、500 mg/dL)和质控(20、80、400 mg/dL)。

实验部分

Agilent 7890B，分流/不分流进样口和双柱系统，每一个柱子连接一个FID检测器。通过Agilent微板流路控制系统分流进入色谱柱。GC与Agilent 7697A顶空进样器联用。实验用的所有加压气体都来自于Peak Scientific Precision Nitrogen Generator。载气则分别由氦气钢瓶和Precision Nitrogen Standard 发生器提供。HS-GC-FID系统的条件设置如Table 1所示。

Table1 顶空及气相色谱操作条件

分析软件：Agilent MassHunter GC/MS Acquisition and MSD ChemStation Enhanced Data Analysis E.02.02.1431

结果

结果表明，无论是利用氦气还是氮气作为载气，所得到的校正曲线都具有非常好的线性，相关系数R²高达99.9999%（图1）。酒精浓度不同的5个血液样本被用于分析。

Figure 2 和Figure 3分别是色谱柱DB-ALC1和色谱柱DB-ALC2用氮气和氦气作为载气的色谱分离图。如图所示，较难分离、易相互产生干扰的化合物，如甲醇和异丙醇，无论在氮气还是氦气环境下都能在3分钟之内分离开。（Figure 2 和Figure 3）

对真实血液样本的分析（平行实验）结果表明，两种方法测得的酒精浓度是一致的。（Table 2）

Table 2. 5个血液样品的酒精检测结果

在5个血液样本中，其中有一个样品的BAC超过了0.2%，这几乎在世界所有国家都是禁止驾驶的。2个样品超过0.05%，这个在有些国家是禁止驾驶。另外2个样品BAC分别为0.014%和0.023，低于大部分国家的酒驾最低限。

结论

结果表明，无论是用氮气还是氦气做载气，2种方法所得的校正曲线和最终计算的真实血液样本的乙醇浓度都是一样的。

氦气已经越来越稀少，也越来越昂贵，氮气作为充足、经济的气体代替氦气变得理所当然。氮气常常用于顶空的加压。而顶空加压、载气、尾吹，都可以由氮气统一提供，气体需求的统一可以使实验室供气简单化。在GC-FID分析中，将Precision Nitrogen、Precision Hydrogen和Precision 零级空气发生器结合使用，可以使气体都来自于气体发生器，以摆脱使用气体钢瓶带来的不便与潜在危险以及使用氦气带来的的昂贵费用。

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