分流－不分流進樣是氣相毛細管柱色譜儀的首選進樣方式，既可用作分流進樣，也可用作不分流進樣。分流進樣操作簡單，應(yīng)用更廣泛，但有分流歧視和樣品可能分解的問題。不分流進樣雖然操作復(fù)雜，但分析靈敏度高，常用于痕量分析。實際工作中，只是在分流進樣不能滿足分析要求時（主要是靈敏度要求），才考慮使用其它進樣方式。

分流進樣是先將較大體積的樣品注入到氣相毛細管柱色譜儀氣化室中，樣品氣化后和載氣均勻混合，通過分流器，樣品被分流成流量相差懸殊的兩部分，其中流量較小的部分進入毛細管柱，流量較大的部分放空。

一、結(jié)構(gòu)：

1、分流器：

分流器是按一定比例將一種氣體或液體分成若干部分的裝置。分流器用于毛細管柱分流進樣中，使小部分樣品進入色譜柱，以防柱超載而大部分放空。

（1）分流后樣品各組分峰的相對大小應(yīng)與分流前嚴格一致。

（2）樣品組分濃度變化時，峰面積與濃度應(yīng)有良好的線性關(guān)系。

（3）當溫度（氣化溫度、柱溫和室溫）、分流比和載氣流速發(fā)生變化時，各組分相對大小要保持恒定。

分流進樣分析時，若重復(fù)性和定量精度欠佳，也應(yīng)考慮分流器的影響。

2、載氣流路：

分流進樣中進入進樣口的載氣總流量由總流量閥控制，而后分成兩部分：一是隔墊吹掃氣（1～3mL/min，克服記憶效應(yīng)），二是進入氣化室的載氣。進樣時分流閥打開，當樣品進入襯管氣化后，進入氣化室的載氣與樣品氣體混合后又分成兩部分：大部分經(jīng)分流出口放空，小部分進入色譜柱。將柱前壓調(diào)節(jié)閥置于分流氣路上，可在總流量不變的情況下改變柱前壓，柱前壓越高，柱流速越大，分析速度越快。而要在柱前壓不變（柱流速不變）的條件下改變分流比，則必須調(diào)節(jié)總流量，總流量越大，分流比越大。

隔墊吹掃氣路的主要作用是將隔墊可能揮發(fā)出來的氣體帶走，防止對正常分析產(chǎn)生干擾或引起鬼峰。隔墊產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體主要來源有隔墊本身、進樣時反沖到隔墊上的樣品蒸氣和注射時被隔墊吸附的樣品（主要是溶劑）等。從結(jié)構(gòu)上看，隔墊吹掃氣也起著分流作用，因此，在某些分析時，吹掃氣流的波動可能會給分析結(jié)果帶來不利影響。此時若用針型閥把吹掃氣流改為可根據(jù)分析要求隨意調(diào)節(jié)，可能更實用。

為盡量使進入色譜柱的樣品組成與原樣品組成相符，關(guān)鍵在于樣品氣化的速度和程度。

3、總流量控制器：

目前絕大部分GC采用穩(wěn)壓閥調(diào)節(jié)柱前壓供氣，穩(wěn)壓閥的性能特別是壓力和流量特性，在操作參數(shù)變化時會引起載氣流量、分流流量和隔墊吹掃氣流量的變化。

4、分流針型閥：

分流針型閥和GC氣路系統(tǒng)中的普通針型閥有很大不同。分流針型閥工作時，要求輸入壓力不同時能線性調(diào)節(jié)流量，最大到幾百毫升/分鐘（甚至1000mL/min）。通過它的氣體不是單一氣體，是分流氣和樣品組分的混合氣，且組分沸點不同。為保證分流流量恒定，提高分流流量的重復(fù)性，防止高沸點組分在分流針型閥中冷凝而影響流量的穩(wěn)定性，分流針型閥最好加熱控溫。

5、分流放空過濾器：

特別是在分析有毒和高沸點樣品時，大部分被分流放空的組分應(yīng)避免直接排入室內(nèi)和防止在排出管路上冷凝，必須在出口配裝過濾器。過濾器要安裝在溫度較低的區(qū)域，容量要足夠大，活化和更換要方便。

6、襯管：

襯管是一個混合腔和彎曲的流路，以保證樣品到達分流點前能夠全部蒸發(fā)并均勻化為蒸氣。對于非極性化學(xué)穩(wěn)定的樣品，襯管結(jié)構(gòu)和填充物對分析影響較小，可不必多考慮。但對于極性、熱不穩(wěn)定和易吸附分解的樣品，必須仔細選擇襯管結(jié)構(gòu)和填充物。襯管結(jié)構(gòu)和填充物還應(yīng)配合進樣量、溫度和流量等通過標樣試驗仔細選用。

（1）襯管應(yīng)有合適的氣化容量，防止樣品氣化膨脹體積大而引起倒灌。

（2）為減少樣品蒸氣反吹，襯管頂部應(yīng)有縮徑結(jié)構(gòu)。

（3）襯管內(nèi)徑和熱容量要足夠大，以利于樣品氣化和樣品與載氣的混合。襯管都不是直通的，襯管內(nèi)有縮徑結(jié)構(gòu)、燒結(jié)玻璃粉、玻璃棉或石英玻璃棉等。

襯管內(nèi)的填充物增加了樣品與襯管接觸的表面積，加快了氣化速度，有利于減小分流歧視。同時能防止不揮發(fā)性組分和機械雜質(zhì)進入色譜柱，保護色譜柱不被污染。填充物應(yīng)位于襯管的中間即溫度最高的地方，也是注射針尖所到達的地方，以提高氣化效率，減少注射針尖對樣品的歧視。

（4）少量的玻璃棉能促進樣品蒸發(fā)完全，重現(xiàn)性好，可隨意調(diào)整高度，經(jīng)濟，容易更換。但玻璃棉活性較大，不適合分析極性化合物，此時可用經(jīng)硅烷化處理的石英玻璃棉或采用多級縮徑襯管。

（5）若襯管壁做薄些，填充幾毫米固定相，可起到預(yù)柱作用。同時能阻擋不揮發(fā)性組分和機械雜質(zhì)通過，再生和更換也很方便。

（6）目前襯管材料多是玻璃，常用密封材料是耐溫硅橡膠和石墨。襯管上端的“O”形硅膠密封圈用一段時間后，會形成載氣旁路（分流、柱流量），使峰忽大忽小，造成無法定量。因此，除保證襯管初裝時的密封性外，還要及時檢漏和更換。當進樣口溫度超過400℃時，最好采用石墨密封圈。

7、尾吹氣路：

由于色譜柱內(nèi)載氣流量很小，載氣進入檢測器后會突然減速，使譜峰展寬。因此，在色譜柱出口與檢測器之間安裝輔助尾吹裝置，使樣品快速流過檢測器，從而克服檢測器的死體積，使峰形尖銳。

二、特點：

1、優(yōu)點：

（1）可用于濃縮樣品。

（2）樣品不需要溶劑稀釋，不存在溶劑的有害影響。

（3）可注入較大體積的樣品。

（4）不會引起色譜柱超載，能有效防止柱污染。

（5）分流比調(diào)節(jié)容易，進樣量可大可小。

（6）色譜峰窄而尖銳。

（7）分析結(jié)果重現(xiàn)性好。

（8）結(jié)構(gòu)和操作簡單，有利于自動化。

2、缺點：

（1）不適合濃度和沸點范圍寬的混合樣品。

（2）不適合痕量分析。

（3）操作不當會產(chǎn)生分流歧視。

（4）由于進樣口工作時溫度較高或結(jié)構(gòu)限制，對強極性樣品會產(chǎn)生吸附、降解或按分子重量重排反應(yīng)，不適合定量分析。

（5）對于揮發(fā)性和極性相近的樣品，為滿足分析重復(fù)性和定量精度要求，選取的實驗參數(shù)多，建立較佳分析方法費時費力。

（6）非EPC控制，載氣浪費較大。

（7）對于數(shù)量有限的貴重樣品，選用應(yīng)謹慎。

三、分流歧視：

分流歧視是指氣相毛細管柱色譜儀分析中，在一定分流比條件下，不同樣品組分的實際分流比不同，造成進入色譜柱的樣品組成與原樣品組成不同，從而影響定量分析準確度。

1、造成分流歧視的原因：

分流進樣對某些樣品適應(yīng)性差的主要原因是樣品氣化時失真。造成樣品氣化失真的原因是多方面的，隨著對樣品進樣的實踐和深入研究，人們終于認識到樣品的蒸發(fā)步驟、隔墊和注射器手動進樣等才是造成樣品氣化失真的根本原因。因此，為了獲得滿意的重復(fù)性和定量精度，除了在設(shè)計分流進樣結(jié)構(gòu)時盡量減小樣品失真，更主要的是實現(xiàn)非失真進樣。

（1）注射方式影響，如“熱針”進樣和溶劑消除進樣等。

（2）進樣速度太慢、太快和進樣本身不重復(fù)等。

（3）不均勻氣化。由于樣品中各組分的極性不同，沸點各異，因而氣化速度各不相同。這些導(dǎo)致沸點不同的組分到達分流點時，氣化狀態(tài)可能不完全相同。氣化不完全的組分比完全氣化的組分可能多分流一些樣品。

（4）不同樣品組分在載氣中的擴散速度不同，擴散速度與溫度成正比。盡量使樣品快速氣化是消除分流歧視的重要措施。

（5）強極性、不穩(wěn)定樣品在襯管和隔墊表面的吸附和分解等。

（6）分流比的大小影響分流歧視。一般來說，分流比越大，越有可能造成分流歧視。在樣品濃度和柱容量允許的條件下，分流比小些有利。

（7）柱入口處氣體粘度的變化和溶劑重新冷凝使柱阻力變化，造成分流比改變。

2、消除分流歧視的措施：

（1）盡量使樣品快速氣化，包括采用較高的氣化溫度和合適的襯管（添加經(jīng)硅烷化處理的石英玻璃棉）。

（2）初始柱溫盡可能高些。氣化溫度和柱溫差別小，樣品在氣化室經(jīng)歷的溫度梯度小，可避免氣化后的樣品發(fā)生部分冷凝。

（3）安裝色譜柱時，保證柱入口端超過分流點，保證柱入口端處于氣化室襯管的中央（氣化室內(nèi)色譜柱與襯管同軸）。

盡管分流進樣有歧視問題，但仍然是GC中最常用的進樣方式。實際工作中，分流歧視很難完全消除，只要操作重現(xiàn)，一定程度的歧視是重現(xiàn)的，可通過標準樣品的校準來消除歧視效應(yīng)對定量準確度的影響。

四、操作參數(shù)：

氣相毛細管柱分析以分流進樣作為首選進樣方式，主要是由于它的簡易性而不是它的可靠性，因此，在常規(guī)分析時被廣泛應(yīng)用。實驗表明，對于揮發(fā)性或極性相近和沸點低于正二十烷沸點的樣品，通過主要操作參數(shù)的優(yōu)化選擇，可得到比較滿意的定量精度。

1、氣化溫度：

氣化溫度一般選擇在接近或等于最高沸點組分的溫度，以保證所有組分能氣化。氣化溫度高可能有利于減小初始譜帶寬度，但溫度太高可能使樣品某些組分分解和降解，反而產(chǎn)生樣品歧視。更合理的方法不是提高氣化溫度而是選用合適的襯管，以增加熱容量和樣品與襯管接觸的表面積。對于未知新樣品建立分析方法時，氣化溫度可從300℃開始試驗選擇。

2、分流比：

分流比大小要根據(jù)樣品濃度和進樣量調(diào)整，一般范圍為1：20～1：200。分流比小時，分流歧視可能小些，但初始譜帶會變寬。但分流比小，適合程序升溫技術(shù)。分流大時，有利于峰形，但分流歧視可能比較嚴重。在分析要求不高時，選擇分流比大些比較有利。實際工作中，要視樣品濃度選用合適的分流比后再確定進樣量。

隨著柱溫升高、柱流量變化和氣化溫度變化等，分流比對針型閥的流量特性有影響，計算分流比和重新調(diào)整分流閥時，一定要在色譜柱和分流進樣器溫度恒定后進行。

3、載氣流量：

載氣總流量是載氣流量、分流流量和隔墊吹掃氣流量的總和。對于配EPC控制的氣路，各流量可在較大范圍內(nèi)自動設(shè)定調(diào)整，但用穩(wěn)壓閥調(diào)節(jié)柱前壓供氣時，要注意穩(wěn)壓閥的壓力和流量特性。原則上講，在分析要求允許的情況下，柱前壓高些或分流比大些，有利于各流量的穩(wěn)定和分析重復(fù)性。

在柱前壓較高時，隔墊吹掃氣流量可能超過5mL/min，此時它的分流作用不能忽略。尤其當隔墊密封性能欠佳時，對進樣失真的影響會更大。在分析要求允許的情況，可以把吹掃氣路關(guān)閉操作。

4、分流點：

分流點是指色譜柱進口、襯管填充物和注射針尖的相對位置。分流點不同對進樣歧視程度不同。

為了減小進樣歧視，色譜柱入口在氣化室中的較佳位置可通過多次試驗確定。安裝色譜柱時，保證柱入口端超過分流點，保證柱入口端處于氣化室襯管的中央（氣化室內(nèi)色譜柱與襯管同軸）。每次重復(fù)安裝時，一定要嚴格按相同尺寸安裝。

5、進樣量：

進樣量一般不超過2μL，最好控制在1μL以下。因為襯管容積有限，液體氣化時體積要膨脹數(shù)百倍。

進樣量還和分流比相關(guān)，分流比大時，進樣量可大些。

6、進樣速度：

進樣速度越快越好，以防樣品不均勻氣化，保持窄的初始譜帶寬度。快速自動進樣往往比手動進樣的效果好。

7、柱溫：

如果程序升溫，初始柱溫應(yīng)高于溶劑沸點，進樣后應(yīng)快速升溫。

五、應(yīng)用：

1、適用于不能稀釋后進行分析的樣品（如溶劑）和濃度較高的樣品。

2、適用于絕大部分化學(xué)性穩(wěn)定、可揮發(fā)的氣體和液體樣品（濃度在0.001%～10%，沸點低于正二十烷沸點），特別是一些化學(xué)試劑的分析。

3、在溶劑峰之前有很重要的小峰流出。樣品中一些組分在主峰前流出，而且樣品不能稀釋，分流進樣往往是理想的選擇（如白酒中甲醇和香味成分的分析）。

4、進樣時間長（如閥進樣）的樣品分析。

5、在色譜方法開發(fā)過程中，如果對樣品組成不是很清楚，應(yīng)首先采用分流進樣。

6、對于“臟”樣品應(yīng)采用分流進樣。因為分流進樣時大部分樣品被放空，只有小部分樣品進入色譜柱，在很大程度上防止了色譜柱污染。

   

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