高效氣相色譜儀吹掃捕集進(jìn)樣是將惰性氣體或氮?dú)膺B續(xù)不斷地通入液體或固體樣品中，將揮發(fā)性組分從樣品基質(zhì)中吹掃出來，隨氣流進(jìn)入捕集阱，捕集阱采用吸附劑或低溫冷阱對(duì)吹掃出來的揮發(fā)性組分進(jìn)行捕集，再經(jīng)熱解吸將組分送入高效氣相色譜儀進(jìn)行分析。這種技術(shù)又稱動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣。

一、工作原理：

絕大部分吹掃捕集進(jìn)樣分析采用氦氣作為吹掃氣，將其通入樣品溶液中鼓泡。在持續(xù)的氣流吹掃下，樣品中的揮發(fā)性組分隨氦氣逸出，并通過捕集阱進(jìn)行捕集。吹掃一定時(shí)間，待測(cè)組分全部或定量地進(jìn)入捕集阱后，關(guān)閉吹掃氣，由切換閥將捕集阱接入氣相色譜儀的載氣氣路，同時(shí)，快速加熱捕集阱，使組分熱解吸后隨載氣進(jìn)入氣相色譜儀進(jìn)行分析。通常使用的檢測(cè)器是ECD和MSD等。

二、結(jié)構(gòu)：

吹掃捕集進(jìn)樣系統(tǒng)由樣品瓶、捕集阱、連接管路、閥、捕集阱與色譜柱連接的接口等組成。

1、捕集阱：

捕集阱由吸附管和吸附劑等組成。

（1）吸附管：

在吸附管內(nèi)樣品流經(jīng)的路徑上，若待測(cè)組分活性大或在吸附管內(nèi)壁易冷凝，會(huì)使樣品有損失或轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)。

1）在80℃時(shí)，不銹鋼材料對(duì)鹵代烴具有反應(yīng)活性。

2）聚四氟乙烯材料的溫度特性很好，惰性非常好，但小分子鹵代烴（如二氯甲烷）對(duì)聚四氟乙烯具有滲透性。

3）高純鎳材料的惰性好，但若鎳材料表面有水，經(jīng)高溫產(chǎn)生活化點(diǎn)，對(duì)溴化物會(huì)產(chǎn)生明顯影響，不能在高于100℃時(shí)和水共存的情況下使用。

4）彈性硅材料的去活性很好，但脆性較大。如果將它內(nèi)襯在不銹鋼管中使用就成為吹掃捕集技術(shù)中最好的材料，具有很好的去活性、耐用性和熱穩(wěn)定性等，樣品不會(huì)在吸附管內(nèi)壁產(chǎn)生殘存。

（2）吸附劑：

早期的吸附管內(nèi)填充的吸附劑是Tenax、硅球和活性炭等，它們的捕集效率很好。Tenax可吸附捕集在常溫下是液體的化合物，硅球可吸附捕集在常溫下是氣體的化合物，活性炭可吸附捕集鹵代烴（如二氯二氯乙烷）。

樣品中的水蒸氣對(duì)硅球和活性炭產(chǎn)生的干擾非常明顯，特別是使用選擇性檢測(cè)器時(shí)。吹掃捕集進(jìn)樣分析中，樣品中的水與揮發(fā)性組分一起被捕集并熱解吸進(jìn)入氣相色譜儀，水會(huì)影響色譜柱性能，使分辨率變差，基線漂移，噪聲增大。20世紀(jì)80年代后期，采用疏水性吸附劑（如碳分子篩）來代替硅球和活性炭。疏水性吸附劑在吹掃捕集過程中只吸附很少的水，大部分水被排空，這樣熱解吸時(shí)進(jìn)入氣相色譜儀中的少量水就達(dá)到可接受的水平。

選擇吸附劑時(shí)，既要考慮吸附劑的疏水性，又要考慮吸附能力。吸附劑應(yīng)具有較大的吸附容量和較高的熱解吸效率。

2、捕集阱與色譜柱連接的接口：

早期的捕集阱與色譜柱連接的接口是一段很短的填充柱，與色譜柱入口垂直連接，吸附管直徑與接口一致。此接口與填充色譜柱連接具有安裝簡單、操作靈活和可使用注射器進(jìn)行非吹掃捕集直接進(jìn)樣等特點(diǎn)，但毛細(xì)管柱不適合使用此接口。因?yàn)槊��?xì)管柱使用的載氣流量較低（1～10mL/min），熱解吸出來的待測(cè)組分在接口和傳輸管路中的停留時(shí)間較長，并暴露在進(jìn)口熱金屬表面的不利環(huán)境中。

捕集阱與毛細(xì)管柱連接的接口有分流接口和冷聚焦接口等。

（1）分流接口：

增加的載氣流量有利于待測(cè)組分在捕集阱中熱解吸。在毛細(xì)管柱入口分流，使毛細(xì)管柱和檢測(cè)器的載氣流量達(dá)到匹配。

（2）冷聚焦接口：

若毛細(xì)管柱的載氣流量小于5mL/min，可采用低溫冷阱對(duì)熱解吸組分進(jìn)行二次冷聚焦。冷聚焦接口是目前分析低濃度揮發(fā)性有機(jī)物最有效的技術(shù)之一。

冷聚焦接口通常是一根去活性的石英玻璃毛細(xì)管空心柱即聚焦毛細(xì)管柱，直接與毛細(xì)管色譜柱連接。通常使用壓縮泵將液氮輸送到聚焦毛細(xì)管柱外壁上的區(qū)域，溫度可降至－160℃。當(dāng)熱解吸組分流經(jīng)冷聚焦接口時(shí)，待測(cè)組分被二次濃縮而載氣直接通過接口，濃縮完成后停止輸送液氮并快速升高接口溫度（1000℃/min），將濃縮的組分熱解吸出來，全部集中注入毛細(xì)管柱中，在柱內(nèi)形成一段緊湊的樣品塞。

三、吹掃捕集進(jìn)樣過程：

吹掃捕集進(jìn)樣過程包括吹掃捕集、熱解吸和烘烤清洗過程。

1、吹掃捕集：

將待測(cè)樣品注入一個(gè)可密封的玻璃樣品瓶中，一般注入5mL樣品可獲得足夠的分析靈敏度，如果要求檢出下限更低，可注入25mL樣品。使用高純氦氣或氮?dú)庖院愣ǖ牧髁俊�溫度和時(shí)間對(duì)樣品進(jìn)行吹掃，從樣品基質(zhì)中吹掃出來的揮發(fā)性組分被吹掃氣輸送到捕集阱中，揮發(fā)性組分被吸附管捕集，吹掃氣流過吸附管并排空。

采用吹掃捕集對(duì)樣品中揮發(fā)性組分進(jìn)行氣體萃取，待測(cè)組分的萃取效率可用下式計(jì)算：

萃取效率 =（通過吹掃捕集得到的待測(cè)組分的峰面積/通過直接進(jìn)樣得到的待測(cè)組分的峰面積）×100%

萃取總體積是在萃取狀態(tài)下吹掃氣通過樣品的總量，可通過吹掃氣流量和吹掃時(shí)間計(jì)算得到。實(shí)際工作中，最優(yōu)吹掃氣流量是在一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品中和在已知條件下通過實(shí)驗(yàn)獲得的。

吹掃捕集應(yīng)兼顧吹掃效率和捕集效率。難于吹掃組分的萃取，可增加吹掃氣的總體積以改善吹掃效率。在恒定的吹掃氣流量下，可增加吹掃時(shí)間以獲得較大的回收率。增加吹掃氣流量可改善沸點(diǎn)在35℃以下的氣體的吹掃效率，但這些氣體可能會(huì)因?yàn)榇祾邭饬髁康脑黾佣�通過捕集阱，使捕集效率降低。吹掃氣流量和吹掃時(shí)間的影響要綜合考慮，兼顧所有可吹掃組分的回收率。

捕集效率與待測(cè)組分和吸附劑有關(guān)，如組分的蒸氣壓、吸附劑的比表面積、組分與吸附劑之間的相互作用等。通常在較低的溫度下，吸附劑對(duì)組分的捕集效率會(huì)得到改善。為了防止吸附管穿透，捕集溫度應(yīng)在25℃±2℃，不能超過30℃。在常溫下捕集某些化合物時(shí)，有時(shí)需要冷卻裝置。

吹掃捕集過程中的除水方法主要有滲透法和冷凝法。滲透對(duì)樣品中水和極性物質(zhì)的去除非常有效，但測(cè)定樣品中的極性物質(zhì)如酮化合物時(shí)，不能用滲透法除水。冷凝是目前普遍使用的除水方法，不會(huì)影響極性化合物的回收。

吹掃捕集過程中，樣品發(fā)泡會(huì)污染吹掃捕集系統(tǒng)。使用抗發(fā)泡劑可抑制樣品發(fā)泡，但可能會(huì)改變樣品基質(zhì)的性質(zhì)，使分析結(jié)果產(chǎn)生未知的誤差。將惰性的玻璃微球填充在吹掃氣通道中，可防止樣品發(fā)泡。使用泡沫過濾器不僅不能防止樣品發(fā)泡，而且容易引進(jìn)誤差。

2、熱解吸：

熱解吸是在吹掃捕集后快速加熱吸附管，將其中的揮發(fā)性組分熱解吸出來，然后輸送到色譜柱中。此過程要求升溫速度快，熱解吸溫度足夠高，熱解吸時(shí)間足夠長，吹掃捕集阱的載氣流量適當(dāng)，使熱解吸組分在柱前形成的注射帶窄。

載氣流量通常為1～10mL/min，吹掃氣流量通常大于30mL/min，這就與毛細(xì)管柱氣相色譜儀產(chǎn)生了載氣流量的匹配問題。增加捕集阱的升溫速度可改善與毛細(xì)管柱氣相色譜儀的連接效果。使用管式爐加熱吸附管可獲得800℃/min的捕集阱升溫速度。捕集阱升溫速度越快，從吸附管中熱解吸組分的速度越快，使熱解吸組分形成一個(gè)極窄的注射帶進(jìn)入色譜柱中。捕集阱的快速加熱減少了組分的熱解吸時(shí)間，減少了熱解吸組分輸送到氣相色譜儀的時(shí)間，減少了載氣、水和二氧化碳在熱解吸過程中進(jìn)入氣相色譜儀中的量，使峰形得到改善，峰變窄，分析靈敏度提高。

目前，多采用吹掃微捕集技術(shù)與毛細(xì)管柱氣相色譜儀聯(lián)用分析測(cè)定低濃度揮發(fā)性有機(jī)物。吹掃微捕集技術(shù)使處理的樣品量減少，使樣品中的水和其它干擾物質(zhì)的影響減少，使熱解吸出來的樣品量減少，可將吹掃捕集系統(tǒng)直接與毛細(xì)管柱氣相色譜儀在線聯(lián)用。

3、烘烤清洗：

吸附管中的吸附劑對(duì)揮發(fā)性組分具有可逆的吸附作用，可通過吸附和熱解吸重復(fù)使用。為了將熱解吸后吸附管中可能殘存的樣品除去，在熱解吸組分進(jìn)行色譜分離和測(cè)定的同時(shí)，對(duì)吸附管進(jìn)行清洗，使吸附管可對(duì)下一個(gè)樣品進(jìn)行吹掃捕集，此過程稱為烘烤清洗。

烘烤清洗通常采用升高溫度和高純載氣吹掃的方法。烘烤清洗時(shí)的載氣流動(dòng)方向多采用與熱解吸時(shí)的載氣流動(dòng)方向相反，烘烤一般時(shí)間大于5min。如果烘烤清洗時(shí)載氣的流動(dòng)方向與熱解吸時(shí)的載氣流動(dòng)方向相同，需在較高溫度下烘烤較長時(shí)間。

四、特點(diǎn)：

1、優(yōu)點(diǎn)：

（1）選擇性高。

（2）靈敏度高。

（3）重復(fù)性好。

（4）無溶劑萃取，操作簡便。

（5）基體干擾小。

（6）樣品不需要預(yù)處理，適用于多種樣品形態(tài)。

2、缺點(diǎn)：

吹掃捕集進(jìn)樣分析在定量測(cè)定方面比較耗時(shí)和費(fèi)力。

五、操作參數(shù)：

吹掃捕集進(jìn)樣的操作參數(shù)有吹掃溫度、吸附溫度、熱解吸溫度、連接管路溫度、吹掃氣流量、熱解吸載氣流量和吹掃時(shí)間等。

1、吹掃溫度：

水溶液大多在常溫下吹掃。為了縮短吹掃時(shí)間可加熱樣品，但溫度升高會(huì)增加水的揮發(fā)。

非水溶液的吹掃溫度可高些。

2、吸附溫度：

吸附溫度一般為常溫。對(duì)不易吸附的氣體可采用低溫冷阱技術(shù)，即用冷氣、液態(tài)二氧化碳或液氮控制捕集阱的溫度。

3、熱解吸溫度：

熱解吸溫度根據(jù)樣品和吸附劑性質(zhì)確定。

4、連接管路溫度：

連接管路溫度應(yīng)足夠防止樣品冷凝。環(huán)境樣品分析中，連接管路溫度一般為80～150℃。

5、吹掃氣流量：

吹掃氣流量取決于樣品中待測(cè)組分的濃度、揮發(fā)性、與樣品基質(zhì)的相互作用（如溶解度）和其在捕集阱中的吸附作用等。

用氦氣時(shí)，流量為20～60mL/min。用氮?dú)鈺r(shí)可稍高些，但氮?dú)庠谒�中的溶解度比氦氣大，吹掃效果不及氦氣�?/DIV>