分流與不分流技術(shù)詳解

1、一、進(jìn)樣口結(jié)構(gòu)分流不分流進(jìn)樣口是毛細(xì)管GC最常用的進(jìn)樣口，它既可用作分流進(jìn)樣，也可用作不分流進(jìn)樣口圖42是典型的分流不分流進(jìn)樣口示意圖。從結(jié)構(gòu)上看，分流不分流進(jìn)樣口與填充柱進(jìn)樣有明顯的不同，一是前者有分流氣出口及其控制裝置，二是除了進(jìn)樣口前有一個(gè)控制閥外，在分流氣路上還有一個(gè)柱前壓調(diào)節(jié)閥，二是二者使用的襯管結(jié)構(gòu)不同。而分流進(jìn)樣和不分流進(jìn)樣在操作參數(shù)的設(shè)置，對(duì)樣品的要求以及襯管結(jié)構(gòu)方面也有很大區(qū)別，下面分別討論之。二、分流進(jìn)樣(一)載氣流

2、路和襯管選擇分流進(jìn)樣時(shí)載氣流路如圖42a所示。進(jìn)入進(jìn)樣口的載氣總流量由一個(gè)總流量閥控制，而后載氣分成兩部分:一是隔墊吹掃氣(1～3mLmin)，二是進(jìn)入汽化室的載氣。進(jìn)入汽化室的載氣與樣品氣體混合后又分為兩部分：大部分經(jīng)分流出口放空，小部分進(jìn)樣色譜柱。以總流量為104m1min為例，如果隔墊吹掃氣流設(shè)置為3m1min，則另101mLmin進(jìn)入汽化室。當(dāng)分流流量為100mLmin時(shí)。柱內(nèi)流量為lmlmin，這時(shí)分流比為100:1。注意。此

3、儀器設(shè)計(jì)將柱前壓調(diào)節(jié)閥置于分流氣路上，這就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)總流最。總流量越大，分流比越大。分流進(jìn)樣口可采用多種襯管，用于分流進(jìn)樣的襯管大都不是直通的，管內(nèi)有縮徑處或者燒結(jié)板，或者有玻瑞珠，或者填充有玻璃毛。這主要是為了增大.與樣品接觸的比表面，保證樣品完全汽化.減小分流歧視〔見下面關(guān)于分流歧視問題的討論)。同時(shí)也是為了防

4、止固體顆粒和不揮發(fā)的樣品組分進(jìn)入色譜柱。注意，填充物應(yīng)位于襯管的中間，即溫度最高的地方，也是注射器針尖所到達(dá)的地方，這樣對(duì)提高汽化效率，減少注射器針尖對(duì)樣品的歧視更為有效。另外，玻璃毛活性較大，不適合于分析極性化合物。此時(shí)可用經(jīng)硅烷化處理的石英玻璃毛。襯管的上端常用“O”形硅橡膠環(huán)密封。用一段時(shí)間后該環(huán)會(huì)老化而造成漏氣。故要及時(shí)更換。當(dāng)進(jìn)樣口溫度超過400℃時(shí)，最好采用石墨密封環(huán)。(二)樣品的適用性分流進(jìn)樣適合于大部分可揮發(fā)樣品，包括液

5、體和氣體樣品，特別是對(duì)一些化學(xué)試劑(如將劑)的分折。因?yàn)槠渲幸恍┙M分會(huì)在主峰前流出。而且樣品不能稀釋、故分流進(jìn)樣住往是理想的選擇。此外，在毛細(xì)管GC的方法開發(fā)過程中，如果對(duì)樣品的組成不很清楚。也應(yīng)首先采用分流進(jìn)樣口對(duì)于一些相對(duì)“臟”的樣品，更應(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，只有一小部分樣品進(jìn)入色譜柱，這在很大程度上防止了柱污染。只是在分流進(jìn)樣不能滿足分析要求時(shí)（靈敏度太低），才考慮其他進(jìn)樣方式，如不分流進(jìn)樣和柱上進(jìn)_樣等

6、?？傊?，分流進(jìn)樣的適用范圍寬，靈話性很大。分流比可調(diào)范圍廣，故成為毛細(xì)管GC的首選進(jìn)樣方式。(三)操作參數(shù)設(shè)置1.溫度進(jìn)樣口溫度應(yīng)接近于或等于樣品中最重組分的沸點(diǎn)，以保證樣品快速汽化，減小初始譜帶一章有關(guān)色譜柱安裝的內(nèi)容)。盡管分流進(jìn)樣有歧視間題，但它仍然是毛細(xì)管GC中最常用的進(jìn)樣方式。在實(shí)際工作中。分流歧視是很難完全消除的，但只要操作是重現(xiàn)的，一定程度的歧視是重現(xiàn)的。就可以通過標(biāo)準(zhǔn)樣品的校準(zhǔn)來消除歧視效應(yīng)對(duì)定量精度的影響另一方面。由于

7、分流進(jìn)樣給檢測(cè)靈敏度提出了更高的要求，而當(dāng)樣品濃度太低時(shí)。分流進(jìn)樣并不總是合適的選擇。除了進(jìn)行樣品預(yù)處理(如濃縮)外。讀者很容易想到不分流進(jìn)樣。既然分流進(jìn)樣是因?yàn)橹萘啃?、樣品濃度高而不得不采用的方法。那么低濃度樣品采用不分流進(jìn)樣，以提高檢測(cè)靈敏度就是理所當(dāng)然的選擇了。三、不分流進(jìn)樣(一)載氣流路和襯管選擇不分流進(jìn)樣與分流進(jìn)樣采用同一個(gè)進(jìn)樣口，顧名思義，不分流進(jìn)樣就是將分流氣路的電磁閥關(guān)閉，讓樣品全部進(jìn)入色潛柱。這樣做的好處是顯而易見的

8、，既可提高分析靈敏度，又能消除分流歧視的影響。然而，在實(shí)際工作中、不分流進(jìn)樣的應(yīng)用遠(yuǎn)沒有分流進(jìn)樣普遍，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。這是因?yàn)椴环至鬟M(jìn)樣的操作條件優(yōu)化較為復(fù)雜。對(duì)操作技術(shù)的要求高。其中一個(gè)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(duì)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(jìn)入色譜柱，結(jié)果溶劑峰就會(huì)嚴(yán)重拖尾，使早流出組分的峰被掩蓋在溶劑拖尾峰中，從而使分

9、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(gè)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(jìn)樣開始時(shí)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(jìn)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(dāng)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(gè)樣品時(shí)再關(guān)閉分流閥。所以我們說，不分流進(jìn)

10、樣并不是絕對(duì)不分流，而是分流與不分流的結(jié)合。這里，確定一個(gè)瞬間不分流時(shí)間(從進(jìn)樣到開啟分流閥的時(shí)間)往往是分析成敗的關(guān)鍵。原則上講，這一時(shí)間應(yīng)足夠長。以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，以最大限度地消除溶劑搶尾、使早流出峰的分析更為準(zhǔn)確。這顯然是有矛盾的。在實(shí)際工作中，常常是根據(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)或操作條件來確定一個(gè)優(yōu)化的折衷點(diǎn)。研究結(jié)果表明，這一時(shí)間值一般在30～80S之

11、間。文獻(xiàn)報(bào)道多采用0.75min，即從進(jìn)樣到開啟分流閥的時(shí)問為0.75min，通常能保證95%以上的樣品進(jìn)入色譜柱，本節(jié)后而將介紹如何用實(shí)驗(yàn)方法確定優(yōu)化的不分流時(shí)間。襯管的尺寸是影響不分流進(jìn)樣性能的另一個(gè)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(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，故建議采用容積稍大一些的直通式襯管。對(duì)于干凈樣品，襯管