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氣相毛細(xì)管柱色譜儀分流不分流進(jìn)樣系統(tǒng) 
(發(fā)布日期:2016-12-30 20:15:44) 來(lái)源:
 
   
 
分流-不分流進(jìn)樣是氣相毛細(xì)管柱色譜儀的首選進(jìn)樣方式,既可用作分流進(jìn)樣,也可用作不分流進(jìn)樣。分流進(jìn)樣操作簡(jiǎn)單,應(yīng)用更廣泛,但有分流歧視和樣品可能分解的問(wèn)題。不分流進(jìn)樣雖然操作復(fù)雜,但分析靈敏度高,常用于痕量分析。實(shí)際工作中,只是在分流進(jìn)樣不能滿足分析要求時(shí)(主要是靈敏度要求),才考慮使用不分流進(jìn)樣。
一、分流進(jìn)樣系統(tǒng):
分流進(jìn)樣是先將較大體積的樣品注入到氣相毛細(xì)管柱色譜儀氣化室中,樣品氣化后和載氣均勻混合,通過(guò)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(jìn)入毛細(xì)管柱,流量較大的部分放空。
1、概念:
(1)分流比:
分流比是指在所進(jìn)樣品完全氣化并與載氣充分混合的條件下,樣品通過(guò)分流進(jìn)樣器進(jìn)入色譜柱的流量與通過(guò)分流器放空的流量之比。分流比的大小一般由色譜柱允許的樣品量決定,常用分流比范圍為1:20~1:200。分流中的放空流量可通過(guò)皂膜流量計(jì)測(cè)量。
(2)線性分流:
線性分流是指經(jīng)過(guò)分流器分出的進(jìn)入色譜柱的樣品能夠代表原樣品,即進(jìn)入色譜柱的樣品中各組分的含量與原樣品一致。
(3)非線性分流:
非線性分流是指進(jìn)入色譜柱的樣品中各組分的含量與原樣品中組分的含量不同,會(huì)產(chǎn)生分流歧視。
2、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(xì)管柱分流進(jìn)樣中,使小部分樣品進(jìn)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(duì)大小應(yīng)與分流前嚴(yán)格一致。
2)樣品組分濃度變化時(shí),峰面積與濃度應(yīng)有良好的線性關(guān)系。
3)當(dāng)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(shí),各組分相對(duì)大小要保持恒定。
分流進(jìn)樣分析時(shí),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(jìn)樣中進(jìn)入進(jìn)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(jìn)入氣化室的載氣。進(jìn)樣時(shí)分流閥打開(kāi),當(dāng)樣品進(jìn)入襯管氣化后,進(jìn)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(jìn)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(lái)的氣體帶走,防止對(duì)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(lái)源有隔墊本身、進(jìn)樣時(shí)反沖到隔墊上的樣品蒸氣和注射時(shí)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(shí),吹掃氣流的波動(dòng)可能會(huì)給分析結(jié)果帶來(lái)不利影響。此時(shí)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(shí)用。
為盡量使進(jìn)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(shí)會(huì)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(shí),要求輸入壓力不同時(shí)能線性調(diào)節(jié)流量,最大到幾百毫升/分鐘(甚至1000mL/min)。通過(guò)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(diǎn)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(diǎn)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(guò)濾器:
特別是在分析有毒和高沸點(diǎn)樣品時(shí),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(guò)濾器。過(guò)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(gè)混合腔和彎曲的流路,以保證樣品到達(dá)分流點(diǎn)前能夠全部蒸發(fā)并均勻化為蒸氣。對(duì)于非極性化學(xué)穩(wěn)定的樣品,襯管結(jié)構(gòu)和填充物對(duì)分析影響較小,可不必多考慮。但對(duì)于極性、熱不穩(wěn)定和易吸附分解的樣品,必須仔細(xì)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(jìn)樣量、溫度和流量等通過(guò)標(biāo)樣試驗(yàn)仔細(xì)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(shí)能防止不揮發(fā)性組分和機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入色譜柱,保護(hù)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(dá)的地方,以提高氣化效率,減少注射針尖對(duì)樣品的歧視。
4)少量的玻璃棉能促進(jìn)樣品蒸發(fā)完全,重現(xiàn)性好,可隨意調(diào)整高度,經(jīng)濟(jì),容易更換。但玻璃棉活性較大,不適合分析極性化合物,此時(shí)可用經(jīng)硅烷化處理的石英玻璃棉或采用多級(jí)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(shí)能阻擋不揮發(fā)性組分和機(jī)械雜質(zhì)通過(guò),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(shí)間后,會(huì)形成載氣旁路(分流、柱流量),使峰忽大忽小,造成無(wú)法定量。因此,除保證襯管初裝時(shí)的密封性外,還要及時(shí)檢漏和更換。當(dāng)進(jìn)樣口溫度超過(guò)400℃時(shí),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(jìn)入檢測(cè)器后會(huì)突然減速,使譜峰展寬。因此,在色譜柱出口與檢測(cè)器之間安裝輔助尾吹裝置,使樣品快速流過(guò)檢測(cè)器,從而克服檢測(cè)器的死體積,使峰形尖銳。
3、特點(diǎn):
(1)優(yōu)點(diǎn):
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(huì)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(jìn)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(jiǎn)單,有利于自動(dòng)化。
(2)缺點(diǎn):
1)不適合濃度和沸點(diǎn)范圍寬的混合樣品。
2)不適合痕量分析。
3)操作不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生分流歧視。
4)由于進(jìn)樣口工作時(shí)溫度較高或結(jié)構(gòu)限制,對(duì)強(qiáng)極性樣品會(huì)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(duì)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(shí)驗(yàn)參數(shù)多,建立較佳分析方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
6)非EPC控制,載氣浪費(fèi)較大。
7)對(duì)于數(shù)量有限的貴重樣品,選用應(yīng)謹(jǐn)慎。
4、分流歧視:
分流歧視是指氣相毛細(xì)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(shí)際分流比不同,造成進(jìn)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(zhǔn)確度。
(1)造成分流歧視的原因:
分流進(jìn)樣對(duì)某些樣品適應(yīng)性差的主要原因是樣品氣化時(shí)失真。造成樣品氣化失真的原因是多方面的,隨著對(duì)樣品進(jìn)樣的實(shí)踐和深入研究,人們終于認(rèn)識(shí)到樣品的蒸發(fā)步驟、隔墊和注射器手動(dòng)進(jìn)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(jì)分流進(jìn)樣結(jié)構(gòu)時(shí)盡量減小樣品失真,更主要的是實(shí)現(xiàn)非失真進(jìn)樣。
1)注射方式影響,如“熱針”進(jìn)樣和溶劑消除進(jìn)樣等。
2)進(jìn)樣速度太慢、太快和進(jìn)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(diǎn)各異,因而氣化速度各不相同。這些導(dǎo)致沸點(diǎn)不同的組分到達(dá)分流點(diǎn)時(shí),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(kuò)散速度不同,擴(kuò)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(qiáng)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(lái)說(shuō),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(shí),保證柱入口端超過(guò)分流點(diǎn),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(jìn)樣有歧視問(wèn)題,但仍然是GC中最常用的進(jìn)樣方式。實(shí)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)樣品的校準(zhǔn)來(lái)消除歧視效應(yīng)對(duì)定量準(zhǔn)確度的影響。
5、操作參數(shù):
氣相毛細(xì)管柱分析以分流進(jìn)樣作為首選進(jìn)樣方式,主要是由于它的簡(jiǎn)易性而不是它的可靠性,因此,在常規(guī)分析時(shí)被廣泛應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)于揮發(fā)性或極性相近和沸點(diǎn)低于正二十烷沸點(diǎn)的樣品,通過(guò)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(diǎn)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(duì)于未知新樣品建立分析方法時(shí),氣化溫度可從300℃開(kāi)始試驗(yàn)選擇。
(2)分流比:
分流比大小要根據(jù)樣品濃度和進(jìn)樣量調(diào)整,一般范圍為1:20~1:200。分流比小時(shí),分流歧視可能小些,但初始譜帶會(huì)變寬。但分流比小,適合程序升溫技術(shù)。分流大時(shí),有利于峰形,但分流歧視可能比較嚴(yán)重。在分析要求不高時(shí),選擇分流比大些比較有利。實(shí)際工作中,要視樣品濃度選用合適的分流比后再確定進(jìn)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(duì)針型閥的流量特性有影響,計(jì)算分流比和重新調(diào)整分流閥時(shí),一定要在色譜柱和分流進(jìn)樣器溫度恒定后進(jìn)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(duì)于配EPC控制的氣路,各流量可在較大范圍內(nèi)自動(dòng)設(shè)定調(diào)整,但用穩(wěn)壓閥調(diào)節(jié)柱前壓供氣時(shí),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(shí),隔墊吹掃氣流量可能超過(guò)5mL/min,此時(shí)它的分流作用不能忽略。尤其當(dāng)隔墊密封性能欠佳時(shí),對(duì)進(jìn)樣失真的影響會(huì)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(diǎn):
分流點(diǎn)是指色譜柱進(jìn)口、襯管填充物和注射針尖的相對(duì)位置。分流點(diǎn)不同對(duì)進(jìn)樣歧視程度不同。
為了減小進(jìn)樣歧視,色譜柱入口在氣化室中的較佳位置可通過(guò)多次試驗(yàn)確定。安裝色譜柱時(shí),保證柱入口端超過(guò)分流點(diǎn),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(shí),一定要嚴(yán)格按相同尺寸安裝。
(5)進(jìn)樣量:
進(jìn)樣量一般不超過(guò)2μL,最好控制在1μL以下。因?yàn)橐r管容積有限,液體氣化時(shí)體積要膨脹數(shù)百倍。
進(jìn)樣量還和分流比相關(guān),分流比大時(shí),進(jìn)樣量可大些。
(6)進(jìn)樣速度:
進(jìn)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(dòng)進(jìn)樣往往比手動(dòng)進(jìn)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(diǎn),進(jìn)樣后應(yīng)快速升溫。
6、應(yīng)用:
(1)適用于不能稀釋后進(jìn)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(diǎn)低于正二十烷沸點(diǎn)),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(jìn)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(jìn)樣時(shí)間長(zhǎng)(如閥進(jìn)樣)的樣品分析。
(5)在色譜方法開(kāi)發(fā)過(guò)程中,如果對(duì)樣品組成不是很清楚,應(yīng)首先采用分流進(jìn)樣。
(6)對(duì)于“臟”樣品應(yīng)采用分流進(jìn)樣。因?yàn)榉至鬟M(jìn)樣時(shí)大部分樣品被放空,只有小部分樣品進(jìn)入色譜柱,在很大程度上防止了色譜柱污染。
二、不分流進(jìn)樣系統(tǒng):
不分流進(jìn)樣是在氣相毛細(xì)管柱色譜儀進(jìn)樣前,分流閥將分流氣路關(guān)閉30~80s,待氣化的樣品基本或大部分進(jìn)入毛細(xì)管柱后打開(kāi)分流氣路,將殘留在氣化室中的樣品通過(guò)分流氣路放空。
分流進(jìn)樣是因?yàn)橹萘啃『蜆悠窛舛雀叨坏貌徊捎玫姆椒ǎ敲吹蜐舛葮悠凡捎貌环至鬟M(jìn)樣以提高分析靈敏度就是理所當(dāng)然的選擇了。實(shí)際工作中,不分流進(jìn)樣的應(yīng)用遠(yuǎn)沒(méi)有分流進(jìn)樣廣泛,只是在分流進(jìn)樣不能滿足分析要求時(shí)(主要是靈敏度要求),才考慮使用不分流進(jìn)樣。
1、結(jié)構(gòu):
不分流進(jìn)樣與分流進(jìn)樣采用同一個(gè)進(jìn)樣口。不分流進(jìn)樣是將分流氣路的電磁閥關(guān)閉,使氣化的樣品基本或大部分進(jìn)入色譜柱。這樣既可提高分析靈敏度,又能消除分流歧視的影響。
(1)載氣流路:
不分流進(jìn)樣時(shí),在氣化室中氣化的含有大量溶劑的樣品不可能瞬間進(jìn)入色譜柱,溶劑峰會(huì)嚴(yán)重拖尾,使早流出組分的色譜峰被掩蓋在溶劑拖尾峰中,從而使分析變得困難甚至不可能。此現(xiàn)象稱為氣化室溶劑效應(yīng)。
1)瞬間不分流進(jìn)樣:
進(jìn)樣開(kāi)始時(shí)關(guān)閉分流閥,使系統(tǒng)處于不分流狀態(tài),待氣化的樣品基本或大部分進(jìn)入色譜柱后開(kāi)啟分流閥,使系統(tǒng)處于分流狀態(tài),將殘留在氣化室中的溶劑氣體(包含小部分樣品組分)很快通過(guò)分流氣路放空,從而在很大程度上消除了溶劑峰拖尾現(xiàn)象。分流狀態(tài)一直持續(xù)到分析結(jié)束,注射下一個(gè)樣品時(shí)再關(guān)閉分流閥。
不分流進(jìn)樣并不是絕對(duì)不分流,而是分流與不分流相結(jié)合,確定瞬間不分流時(shí)間(又稱溶劑吹掃時(shí)間)往往是分析成敗的關(guān)鍵。
2)瞬間不分流時(shí)間的確定原則:
瞬間不分流時(shí)間的確定依賴于樣品性質(zhì)、溶劑性質(zhì)、襯管容積、進(jìn)樣量、進(jìn)樣速度和載氣流速。
原則上講,這一時(shí)間應(yīng)足夠長(zhǎng),保證絕大部分樣品進(jìn)人色譜柱,避免分流歧視的影響。同時(shí)又要盡可能短,最大限度地消除溶劑峰拖尾,使早流出峰的分析更為準(zhǔn)確。這顯然是矛盾的。實(shí)際工作中,瞬間不分流時(shí)間要根據(jù)樣品的具體情況(如溶劑沸點(diǎn)、待測(cè)組分沸點(diǎn)和濃度等)和操作條件確定,一般為30~80s,多用45s,可保證95%以上的樣品進(jìn)入色譜柱。
對(duì)于高沸點(diǎn)樣品,不分流時(shí)間長(zhǎng)些有利于提高分析靈敏度,而不影響分析準(zhǔn)確度。對(duì)于低沸點(diǎn)樣品,不分流時(shí)間要盡可能短些,最大限度地消除溶劑峰拖尾,以保證分析準(zhǔn)確度。
3)確定瞬間不分流時(shí)間的方法:
首先確定溶解樣品的溶劑、襯管容積、進(jìn)樣量、進(jìn)樣速度和載氣流速。
開(kāi)始時(shí)可將這一時(shí)間設(shè)置的長(zhǎng)些(90~120s),以保證全部樣品組分進(jìn)入色譜柱。樣品進(jìn)行分析后,選擇一個(gè)待測(cè)組分的峰面積(該峰的k值應(yīng)大于5)作為測(cè)定指標(biāo),該峰面積代表100%的樣品進(jìn)入了色譜柱。
然后逐步縮短不分流時(shí)間分別進(jìn)樣分析,計(jì)算同一組分在不同溶劑吹掃時(shí)間條件下的峰面積與第一次分析的峰面積之比,直到比值小于0.95,此時(shí)的不分流時(shí)間為最短時(shí)間。
再進(jìn)一步微調(diào)不分流時(shí)間,使同一組分的峰面積達(dá)到第一次分析時(shí)峰面積的95%~99%,此時(shí)的瞬間不分流時(shí)間即為最優(yōu)時(shí)間。
(2)襯管:
1)樣品在不分流襯管中的滯留時(shí)間取決于襯管形狀、襯管容積、氣體速度和樣品氣化時(shí)間。
最好采用直通式襯管。這主要是為了使樣品在氣化室中盡可能少稀釋,減小初始譜帶寬度。襯管容積小些有利,一般為0.25~1mL。
襯管內(nèi)徑比分流進(jìn)樣的小,最好使注射針緊貼在襯管內(nèi)孔的周圍,阻止樣品反沖。
當(dāng)用自動(dòng)進(jìn)樣器進(jìn)樣時(shí),因進(jìn)樣速度快,樣品揮發(fā)快,建議采用容積稍大的直通式襯管。
有時(shí)采用錐形襯管,使樣品聚集到色譜柱上,阻止樣品反沖,減少樣品與金屬表面的接觸。
2)對(duì)于干凈樣品,襯管內(nèi)可不填充玻璃棉。
3)對(duì)于“臟”樣品,襯管內(nèi)要填充玻璃棉或石英玻璃棉,以促進(jìn)樣品氣化,保證分析重現(xiàn)性,防止不揮發(fā)性組分和機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入色譜柱,保護(hù)色譜柱不被污染。
4)由于不分流進(jìn)樣時(shí)樣品在氣化室中的滯留時(shí)間比分流進(jìn)樣時(shí)長(zhǎng),熱不穩(wěn)定化合物分解的可能性大,襯管和其中填充的石英玻璃棉都必須經(jīng)硅烷化處理,要及時(shí)清洗、更換和重新硅烷化。
(3)柱溶劑效應(yīng):
不分流進(jìn)樣時(shí),初始柱溫比溶劑沸點(diǎn)低15~30℃,樣品在氣化室中氣化后,大量溶劑帶著組分流向低溫色譜柱并在柱上冷凝,冷凝在柱上的溶劑與固定液混合,形成比固定液膜厚幾倍的溶劑液膜(在柱入口附近最厚),組分蒸氣塞的前沿在溶劑膜上保留較強(qiáng),隨著溶劑的揮發(fā)其后沿保留較弱,使峰變窄。此現(xiàn)象稱為柱溶劑效應(yīng)。
不分流進(jìn)樣時(shí),要獲得良好的柱溶劑效應(yīng)必須滿足以下條件:
1)溶劑峰一定要在被測(cè)組分峰之前流出。
2)樣品沸點(diǎn)要足夠高,一般在150℃以上。
3)要選擇適當(dāng)?shù)娜軇缍燃淄椤⒙确隆⒍蚧肌⒓和楹彤愋镣榈取2灰耸褂脴O性和芳香烴溶劑,因?yàn)檫@些物質(zhì)的氣化溫度高,雖然宜在柱上冷凝,但在二次氣化時(shí)會(huì)損害原固定液膜,特別是非鍵合相柱。
4)初始柱溫必須低于溶劑沸點(diǎn)15~30℃。
5)進(jìn)樣量一般為1~10μL,常用2~3μL。
6)樣品注射時(shí)間一般為3~15s。
2、特點(diǎn):
(1)優(yōu)點(diǎn):
1)有柱溶劑效應(yīng)時(shí),減小了溶劑峰拖尾,組分峰接近溶劑拖尾峰,組分峰變窄。
2)不分流進(jìn)樣是高沸點(diǎn)痕量樣品分析的首選方式。
對(duì)于高沸點(diǎn)樣品,不分流進(jìn)樣可以不考慮溶劑沸點(diǎn),采用高的初始柱溫以縮短分析時(shí)間。
樣品幾乎(95%以上)全部進(jìn)入色譜柱,比分流進(jìn)樣相應(yīng)信號(hào)高1~3個(gè)數(shù)量級(jí),特別適合稀釋樣品中痕量或超痕量組分的分析。
3)對(duì)于沸程窄的樣品、極性大的生物樣品和要求進(jìn)樣量大的痕量分析,不分流進(jìn)樣比分流進(jìn)樣更有利。
4)由于初始柱溫較低,有利于熱不穩(wěn)定化合物的分析。
5)用于低濃度樣品。
6)可注入較大體積的樣品。
7)分流進(jìn)樣時(shí),無(wú)論如何選擇實(shí)驗(yàn)條件,也無(wú)法克服樣品歧視,特別是高沸點(diǎn)組分失真更嚴(yán)重。而不分流進(jìn)樣基本克服了上述不足,定量相對(duì)誤差<1.5%。
8)適合程序升溫操作。
9)分析靈敏度比分流進(jìn)樣高的多。
(2)缺點(diǎn):
1)為了獲得較好的柱溶劑效應(yīng),要采用柱程序升溫技術(shù)。
2)實(shí)現(xiàn)柱溶劑效應(yīng)時(shí),溶劑選擇有一定限制。
3)柱溶劑效應(yīng)對(duì)難揮發(fā)性組分會(huì)造成峰展寬和畸變,早流出峰保留時(shí)間重復(fù)性欠佳。
4)樣品初始譜帶比較寬(樣品氣化后的體積相對(duì)于柱內(nèi)載氣流量太大),溶劑峰嚴(yán)重拖尾,掩蓋早流出組分的色譜峰。
5)實(shí)現(xiàn)柱溶劑效應(yīng)時(shí),要根據(jù)溶劑性質(zhì)、初始柱溫、進(jìn)樣量、進(jìn)樣時(shí)間和載氣流量等反復(fù)選擇,建立分析方法試驗(yàn)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且不宜掌握。
6)若溶劑控制條件不當(dāng),大量進(jìn)樣對(duì)常規(guī)液膜柱的液膜有溶解作用。
7)操作條件優(yōu)化比較復(fù)雜,操作技術(shù)要求比較高。
3、操作參數(shù):
(1)分流閥打開(kāi)的時(shí)間:
打開(kāi)分流閥的目的是用大流量(50~150mL/min)迅速將氣化室中的殘余樣品蒸氣吹去。如不及時(shí)打開(kāi)分流閥,在分析過(guò)程中,殘余蒸氣可能不斷被載氣稀釋,使組分峰嚴(yán)重拖尾。分流閥的打開(kāi)時(shí)間要根據(jù)氣化溫度、載氣流量和進(jìn)樣量等確定,一般為30~90s,最優(yōu)時(shí)間通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。
(2)氣化溫度:
氣化溫度可以比分流進(jìn)樣時(shí)稍低,因?yàn)椴环至鬟M(jìn)樣時(shí)樣品在氣化室中的滯留時(shí)間長(zhǎng),氣化速度稍慢不會(huì)影響分離結(jié)果。氣化溫度的底限是能保證待測(cè)組分在瞬間不分流時(shí)完全氣化。氣化溫度過(guò)低會(huì)造成高沸點(diǎn)組分的損失,影響分析靈敏度和重現(xiàn)性。氣化溫度過(guò)高會(huì)造成樣品分解。因此,要根據(jù)樣品的具體情況確定氣化溫度。當(dāng)氣化溫度改變后,必須重新優(yōu)化設(shè)置瞬間不分流時(shí)間。
(3)載氣流速:
從減小初始譜帶寬度的角度考慮,載氣流速大些有利。但流量太大,能使樣品蒸氣和載氣完全混合,溶劑在柱上冷凝困難,會(huì)降低或損失柱溶劑效應(yīng)。
(4)隔墊吹掃氣流量:
隔墊吹掃氣流量較大時(shí),可能造成樣品損失,對(duì)分析重復(fù)性有較大不利。可在進(jìn)樣時(shí)關(guān)閉隔墊吹掃氣路,在打開(kāi)分流閥時(shí),同時(shí)也打開(kāi)隔墊吹掃氣路。
(5)進(jìn)樣量:
進(jìn)樣量大些有利于形成或加大柱溶劑效應(yīng)。
進(jìn)樣量還和溶劑性質(zhì)、氣化溫度、襯管容積和進(jìn)樣速度有關(guān),常用2~3μL。
(6)樣品注射時(shí)間:
樣品注射時(shí)間對(duì)分析結(jié)果影響較小,一般為3~15s。注射速度快,樣品蒸氣反沖大,若隔墊吹掃氣流量大,會(huì)損失樣品。注射速度太慢,可能使樣品蒸氣和載氣充分混合而影響柱溶劑效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明,在保證分離的情況下,注射速度快些有利。
(7)柱溫:
初始柱溫必須低于溶劑沸點(diǎn)15~30℃。
   
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