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气相色谱仪的分流不分流进样(二)

气质联用(GCMS)

  • 7、分流进样应用:

    (1)适合不能稀释后进行分析的样品(如溶剂)、浓度较高的样品和大部分挥发性样品(包括液体和气体样品)的分析,特别是一些化学试剂的分析。

    (2)在溶剂峰之前有很重要的小峰流出。样品中一些组分在主峰前流出,而且样品不能稀释,分流进样往往是理想的选择(如白酒中甲醇和香味成分分析)。

    (3)进样时间长(如阀进样)的样品分析。

    (4)在色谱方法开发过程中,如果对样品的组成不是很清楚,应首先采用分流进样。

    (5)对于“脏”样品应采用分流进样。因为分流进样时大部分样品被放空,只有小部分样品进入色谱柱,在很大程度上防止了色谱柱污染。

    二、不分流进样:

    不分流进样是在气相色谱仪进样前,分流阀将分流气路关闭30~80s,待气化的样品基本或大部分进入毛细管柱后打开分流气路,将残留在气化室中的样品通过分流气路放空。

    ,那么低浓度样品采用不分流进样以提高分析灵敏度就是理所当然的选择了。实际工作中,不分流进样的应用远没有分流进样普遍,只是在分流进样不能满足分析要求时(主要是灵敏度要求),才考虑使用不分流进样。

    1、不分流进样系统结构:

    不分流进样与分流进样采用同一个进样口。不分流进样是将分流气路的电磁阀关闭,使气化的样品基本或大部分进入色谱柱。这样既可提高分析灵敏度,又能消除分流歧视的影响。

    不分流进样时,在气化室中气化的含有大量溶剂的样品不可能瞬间进入色谱柱,溶剂峰会严重拖尾,使早流出组分的色谱峰被掩盖在溶剂拖尾峰中,从而使分析变得困难甚至不可能,此现象称为溶剂效应。

    (1)载气流路:

    1)瞬间不分流进样:

    进样开始时关闭分流阀,使系统处于不分流状态,待气化的样品基本或大部分进入色谱柱后开启分流阀,使系统处于分流状态,将残留在气化室中的溶剂气体(包含小部分样品组分)很快通过分流气路放空,从而在很大程度上消除了溶剂峰拖尾现象。分流状态一直持续到分析结束,注射下一个样品时再关闭分流阀。

    不分流进样并不是不分流,而是分流与不分流相结合,确定瞬间不分流时间(又称溶剂吹扫时间)往往是分析成败的关键。

    2)瞬间不分流时间的确定原则:

    瞬间不分流时间的确定依赖于样品性质、溶剂性质、衬管容积、进样量、进样速度和载气流速。

    原则上讲,这一时间应足够长,保证绝大部分样品进人色谱柱,避免分流歧视的影响。同时又要尽可能短,zui大限度地消除溶剂峰拖尾,使早流出峰的分析更为准确。这显然是矛盾的。实际工作中,常根据样品的具体情况(如溶剂沸点、待测组分沸点和浓度等)和操作条件确定优化的折衷点。一般情况下,这一时间为30~80s,多用45s,可保证95%以上的样品进入色谱柱。

    对于高沸点样品,不分流时间长些有利于提高分析灵敏度,而不影响分析准确度。对于低沸点样品,不分流时间要尽可能短些,zui大限度地消除溶剂峰拖尾,以保证分析准确度。

    3)确定瞬间不分流时间的方法:

    首先确定溶解样品的溶剂、衬管容积、进样量、进样速度和载气流速。

    开始时可将这一时间设置的长些(90~120s),以保证全部样品组分进入色谱柱。样品进行分析后,选择一个待测组分的峰面积(该峰的k值应大于5)作为测定指标,该峰面积代表100%的样品进入了色谱柱。

    然后逐步缩短不分流时间分别进样分析,计算同一组分在不同溶剂吹扫时间条件下的峰面积与*次分析的峰面积之比,直到比值小于0.95,此时的不分流时间为zui短时间。

    再进一步微调不分流时间,使同一组分的峰面积达到*次分析时峰面积的95%~99%,此时的溶剂吹扫时间即为zui优条件。

    (2)衬管:

    1)样品在不分流衬管中的滞留时间取决于衬管形状、衬管容积、气体速度和样品气化的时间。

    为使样品在气化室中尽可能少稀释,减小初始谱带宽度,衬管容积小些有利,一般为0.25~1mL,zui好使用直通式衬管。当用自动进样器进样时,因进样速度快,样品挥发快,建议采用容积稍大些的直通式衬管。

    有时采用锥形衬管,以使样品聚集到色谱柱上,限制样品反冲,减少与样品口金属的接触。

    2)对于干净样品,衬管内可不填充玻璃毛。

    3)对于“脏”样品,衬管内要填充玻璃毛或石英玻璃毛,以促进样品气化,保证分析重现性,防止固体颗粒和不挥发的样品组分进入色谱柱,保护色谱柱不被污染。

    4)由于不分流进样时样品在气化室滞留的时间比分流进样时长,热不稳定化合物分解的可能性大,衬管和其中填充的石英玻璃毛都必须经硅烷化处理,要及时清洗、更换和重新硅烷化。

    2、不分流进样特点:

    (1)优点:

    1)适合程序升温操作。

    2)用于低浓度样品。

    3)可注入较大体积的样品。

    4)可使用较低进样温度,有利于热不稳定化合物的分析和减少样品的热分解。

    5)分析灵敏度比分流进样高的多。

    6)适合痕量分析。

    (2)缺点:

    1)操作条件优化比较复杂,操作技术要求比较高。

    2)样品初始谱带比较宽(样品气化后的体积相对于柱内载气流量太大),溶剂峰严重拖尾,掩盖早流出组分的色谱峰。

    3、操作参数:

    (1)进样口温度:

    进样口温度可以比分流进样时稍低些,因为不分流进样时样品在气化室的滞留时间长,气化速度稍慢些不会影响分离结果。进样口温度的底限是能保证待测组分在瞬间不分流时完全气化,否则过低的进样口温度会造成高沸点组分的损失,影响分析灵敏度和重现性。当然,过高的进样口温度会造成样品分解。因此要根据样品的具体情况优化进样口温度。当改变进样口温度后,必须重新优化设置瞬间不分流时间。

    (2)载气流速:

    从减小初始谱带宽度的角度考虑,不分流进样的载气流速应高些,其上限应以保证分离度为准。分流出口的流量(开启分流阀后)一般为30~60mL/min。只要开启分流阀的时间设置正确,分流出口的流量在此范围内变化对分析结果的影响很小。

    (3)进样量和进样速度:

    进样量一般不超过2μL。进样量大时应选用容积大的衬管。

    进样速度应快些,最好用自动进样器进样。若采用手动进样,进样速度的重现性会影响分析结果。

    (4)溶剂:

    不分流进样对溶剂的要求比较严格。

    1)进样口温度、初始柱温、瞬间不分流时间和进样体积都与溶剂沸点有关。一般来说,使用高沸点溶剂比低沸点溶剂有利,因为溶剂沸点高时容易实现溶剂聚焦,且可使用较高的初始柱温,还可降低进样器针尖歧视和气化室压力的突变。

    2)溶剂极性一定要与样品极性相匹配,保证溶剂在所有被测样品组分之前出峰,否则早流出的组分峰会被溶剂的大峰掩盖。同时溶剂要与固定相匹配,才能实现有效的溶剂聚焦。

    (5)柱温:

    初始柱温尽可能低些,最好低于溶剂沸点10~20℃,以使溶剂在柱上冷凝,从而使溶质分子形成紧密的窄的谱带。

    4、不分流进样规则:

    (1)将进样口设为不分流进样模式。

    (2)设定进样口温度比样品组分中zui高沸点的温度高20℃以上。

    (3)采用“三明治”进样(即注射针先吸一段溶剂,再往上拉一段空气,然后将样品吸入注射针),快速注入样品,让注射器停在进样口几秒钟,以确保样品完全气化。

    (4)开始时柱温箱温度设为比溶剂沸点低20℃,保持1min,然后以30℃/min升至比溶剂沸点高40~60℃,再根据样品需要程序升温。

    (5)进样30~80s后,进样口切换到分流模式,排气流量至少应设为50mL/min。

    (6)隔垫吹扫打开,设为2~5mL/min。

    5、不分流进样应用:

    不分流进样的分析灵敏度比分流进样高的多,在药物代谢产物和天然产物的痕量分析领域受到重视。

    对于高沸点痕量样品的分析,不分流进样可以不考虑溶剂沸点,采用高的初始柱温可以缩短分析时间。不分流进样是高沸点痕量样品分析的方法
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