如何消除氣相色譜儀不分流進樣產(chǎn)生的溶劑效應(yīng)
2021-09-27 09:09:45來源：admin
載氣流路和襯管選擇
氣相色譜儀不分流進樣與分流進樣采用同一個進樣口，顧名思義，不分流進樣就是將分流氣路的電磁閥關(guān)閉[圖 3-1a]，讓樣品全部進入色潛柱。這樣做的好處是顯而易見的，既可提高分析靈敏度，又能消除分流歧視的影響。然而，在實際工作中、不分流進樣的應(yīng)用遠沒有分流進樣普遍，只是在分流進樣不能滿足分析要求時(主要是靈敏度要求)，才考慮使用不分流進樣。這是因為不分流進樣的操作條件優(yōu)化較為復(fù)雜。對操作技術(shù)的要求高。其中一個最突出的問題是樣品初始譜帶較寬(樣品汽化后的體積相對于柱內(nèi)載氣流量太大)。汽化的樣品中溶劑是大量的，不可能瞬間進入色譜柱，結(jié)果溶劑峰就會嚴重拖尾，使早流出組分的峰被掩蓋在溶劑拖尾峰中[如圖3-2b所示]，從而使分析變得困難，甚至不可能。有人也將這一現(xiàn)象叫做溶劑效應(yīng)。
消除這種溶劑效應(yīng)可從幾個方面考慮，但就載氣的流路來說，主要是采用所謂瞬間不分流技術(shù)。即進樣開始時關(guān)閉分流電磁閥，使系統(tǒng)處于不分流狀態(tài)，待大部分汽化的樣品進入色醉柱后，開啟分流閥，使系統(tǒng)處于分流狀態(tài)這樣，汽化室內(nèi)殘留的溶劑氣體(當然包括一小部分樣品組分)就很快從分流出口放空，從而在很大程度上消除了溶劑拖尾。分流狀態(tài)一直持續(xù)到分析結(jié)束，注射下一個樣品時再關(guān)閉分流閥。所以我們說，不分流進樣并不是絕對不分流，而是分流與不分流的結(jié)合。這里，確定一個瞬間不分流時間(從進樣到開啟分流閥的時間)往往是分析成敗的關(guān)鍵。原則上講，這一時間應(yīng)足夠長。以保證絕大部分樣品進人色譜柱，避免分流歧視的影響;同時又要盡可能短，以最大限度地消除溶劑搶尾、使早流出峰的分析更為準確。這顯然是有矛盾的。在實際工作中，常常是根據(jù)樣品的具體情況(如溶劑沸點、待測組分沸點和濃度等)或操作條件來確定一個優(yōu)化的折衷點。研究結(jié)果表明，這一時間值一般在30～80S之間。文獻報道多采用0.75min，即從進樣到開啟分流閥的時問為0.75min，通常能保證95%以上的樣品進入色譜柱，本節(jié)后而將介紹如何用實驗方法確定優(yōu)化的不分流時間。
襯管的尺寸是影響不分流進樣性能的另一個重要因素。為了使樣品在汽化室盡可能少地稀釋，從而減小初始譜帶寬度，襯管的容積小一些有利，一般為 0.25～1mL，且最好使用直通式襯管。當用自動進樣器進樣時，因進樣速度快，樣品揮發(fā)快，故建議采用容積稍大一些的直通式襯管。對于干凈樣品，襯管內(nèi)可不填充玻璃毛，對于相對臟的樣品，則需要填充玻瑞或石英毛，以保證分析的重現(xiàn)性并保護色譜柱不被污染。但要注意，由于不分流進樣時樣品在汽化室滯留的時間比分流進樣時長，熱不穩(wěn)定化合物的分解可能性也大，故襯管和其中填充的石英毛都必須經(jīng)硅烷化處理，且要及時清洗，更換和重新硅烷化。
樣品的適用性
不分流進樣具有明顯高于分流進樣的靈敏度，它通常用于環(huán)境分析(如水和大氣中痕量污染物的檢測)、食品中的農(nóng)藥殘留監(jiān)測，以及臨床和藥物分析等。這些藥品往往都比較臟，所以樣品的預(yù)處理是保護色譜柱所必須注意的問題。此外，待測痕量組分如果在溶劑拖尾處出蜂，還可采用溶劑聚焦的方法來提高分析靈敏度。
不分流進樣對樣品溶劑有較嚴格的要求。因為進樣口溫度、色譜柱初始溫度、瞬間不分流的時間和進樣體積都與溶劑沸點有關(guān)。一般地講，使用高沸點溶劑比低沸點溶劑有利，因為溶劑沸點高時，容易實現(xiàn)溶劑聚焦，且可使用較高的色譜柱初始溫度，還可降低注射器針尖歧視以及汽化室的壓力突變。 另一方面，洛劑的極性一定要與樣品的極性相匹配，且要保證溶劑在所有被測樣品組分之前出峰，否則早流出的峰就會被溶劑的大峰掩蓋。同時，溶劑還要與固定相匹配，才能實現(xiàn)有效的溶劑聚焦。必要時可采用保留間隙管來達到聚焦的目的。
對于高沸點痕量組分的分析，不分流進樣就容易多了。此時可以不考慮溶劑的沸點，因為有周定相聚焦就完全能保證窄的初始譜帶，采用高的初始柱溫還可縮短分析時間。事實上，不分流進樣應(yīng)是分析高沸點痕最組分的首選方法。
操作參數(shù)設(shè)置
(1)進樣口溫度進樣口溫度的設(shè)置可以比分流進樣時稍低一些，因為不分流進樣時樣品在汽化室滯留時問長，汽化速度稍慢一些不會影響分離結(jié)果，還可通過溶劑聚焦和/或固定相聚焦來補償汽化速度慢的問題。不過，進樣口溫度的低限是能保證待測組分在瞬間不分流時完全汽化，否則，過低的進樣口溫度會造成高沸點組分的損失，影響分析靈敏度和重現(xiàn)性。當然，過高的溫度又會造成樣品的分解。因此，要根據(jù)樣品的具體情況優(yōu)化進樣口溫度。而當改變進樣口溫度后，又必須重新優(yōu)化設(shè)置瞬間不分流時間:.
(2)載氣流速 從減小初始譜帶寬度的角度考慮，不分流進樣的載氣流速應(yīng)當高一些，其上限應(yīng)以保證分離度為準。分流出口的流量(開啟分流閥后)一般為30～60mL/min。只要開啟分流閥的時間設(shè)置正確，分流出口流最在此范圍內(nèi)變化對分析結(jié)果的影響很小。
(3)進樣量和進樣速度 進樣量一般不超過2μL。進樣量大時應(yīng)選用容積大的襯管，否則會發(fā)生樣品倒灌。進樣速度則應(yīng)快一些，最好用自動進樣器。若采用手動進樣，進樣速度的重現(xiàn)性會影響分析結(jié)果。
(4)瞬間不分流時間的實驗確定方法 如前文所述，瞬間不分流時間(也有人叫分流延遲時間、溶劑吹掃時間)的確定依賴于樣品和溶劑的性質(zhì)，襯管的容積、進樣最，進樣速度以及載氣流速。所以這一時問的確定應(yīng)在其余所有條件都確定之后進行。下面介紹一個簡單的實驗確定方法。
首先將這一時間設(shè)置長一些(90～120s)，以保證全部樣品組分進入色譜柱。對樣品進行分析之后，選擇一個待測組分的峰面積(該峰的k值應(yīng)大于5)作為測定指標，該峰面積值就代表100%的樣品進入了色譜柱。
然后逐步縮短不分流時間(如70, 50, 30s)分別進樣分析，計算同一組分在不同溶劑吹掃時間條件下的峰面積與第一次分析的峰面積之比，直到此比值小于0.95,此時的不分流時間為最短時間。
最后，再進一步微調(diào)不分流時，使同一組分的峰面積達到第一次分析時峰面積的95%-99%，此時的吹掃時間即為最佳條件。對于高沸點樣品，不分流時間長一些有利于提高分析靈敏度。而不影響測定準確度;對于低沸點樣品。則要盡可能使不分流時間短一些，最大限度地消除溶劑拖尾，以保證分析準確度。
