2021年分流进样与不分流进样.docx

分流/ 不分流进样——《气相色谱方法及应用》一、进样口结构分流/ 不分流进样口是毛细管 GC最常用的进样口， 它既可用作分流进样，也可用作不分流进样口图 4-2 是典型的分流 / 不分流进样口示意图；从结构上看，分流 / 不分流进样口与填充柱进样有明显的不同， 一是前者有分流气出口及其掌握装置， 二是除了进样口前有一个掌握阀外， 在分流气路上仍有一个柱前压调剂阀， 二是二者使用的衬管结构不同；而分流进样和不分流进样在操作参数的设置， 对样品的要求以及衬管结构方面也有很大区分，下面分别争论之；二、分流进样〔 一〕 载气流路和衬管挑选分流进样时载气流路如图 4-2a 所示；进入进样口的载气总流量由一个总流量阀掌握，而后载气分成两部分 : 一是隔垫吹扫气 〔1 ～ 3mL/min〕 ，二是进入汽化室的载气； 进入汽化室的载气与样品气体混合后又分为两部分：大部分经分流出口放空，小部分进样色谱柱；以 总流量为 104 m1/min 为例，假如隔垫吹扫气流设置为 3m1/min，就另 101mL/min 进入汽化室； 当分流流量为 100mL/min 时；柱内流量为lml/min ，这时分流比为 100:1 ；留意；此仪器设计将柱前压调剂阀置于分流气路上，这就可在总流量不变的情形下，转变柱前压；柱前 压越高，柱流速越大，分析速度越快；而要在柱前压不变 〔 柱流速不2 / 11 下载文档可编辑变〕 的条件下转变分流比，就必需调剂总流最；总流量越大，分流比越大；分流进样口可采纳多种衬管，用于分流进样的衬管大都不是直通的， 管内有缩径处或者烧结板，或者有玻瑞珠，或者填充有玻璃毛； 这主要是为了增大 . 与样品接触的比表面， 保证样品完全汽化 . 减小分流鄙视〔见下面关于分流鄙视问题的争论 〕 ；同时也是为了防止固体颗粒和不挥发的样品组分进入色谱柱；留意，填充物应位于衬管的中间， 即温度最高的地方， 也是注射器针尖所到达的地方， 这样对提高汽化效率， 削减注射器针尖对样品的鄙视更为有效； 另外，玻璃毛活性较大，不适合于分析极性化合物； 此时可用经硅烷化处理的石英玻璃毛；衬管的上端常用“ O”形硅橡胶环密封；用一段时间后该环会老化而造成漏气；故要准时更换；当进样口温度超过 400℃时，最好采纳石墨密封环；〔 二〕 样品的适用性分流进样适合于大部分可挥发样品， 包括液体和气体样品， 特殊是对一些化学试剂 〔 如将剂〕 的分折；由于其中一些组分会在主峰前流出；而且样品不能稀释、故分流进样住往是抱负的挑选；此外，在毛细管 GC的方法开发过程中，假如对样品的组成不很清晰；也应第一采纳分流进样口对于一些相对“脏”的样品， 更应采纳分流进样， 由于分3 / 11 下载文档可编辑流进样时大部分样品被放空，只有一小部分样品进入色谱柱，这在很大程度上防止了柱污染； 只是在分流进样不能满意分析要求时 （灵敏度太低），才考虑其他进样方式，如不分流进样和柱上进 _样等； 总之，分流进样的适用范畴宽，灵话性很大；分流比可调范畴广，故 成为毛细管 GC的首选进样方式；〔 三〕 操作参数设置1. 温度进样口温度应接近于或等于样品中最重组分沸的点， 以保证样品快速汽化，减小初始谱带宽度；但溢度太高有使样品组分分解的可能性； 对于个未知的新样品；可将进样口温度设置为 300 度进行试验；2. 载气流速常用毛细管 GC所用柱内载气线流速为： 氦气 30～50cm/s，氮气 20～ 40cm/s，氢气 40～ 60cm/s；实际流速可通过测定死时间来运算，通过调剂柱前从来掌握； 对于分流进样， 仍要测定隔垫吹扫气流量和分流流量，前者一般为 2～ 3mL/min，后者就要依据样品情形 〔 如待侧组分浓度等 〕 、进样量大小和分析要求来转变； 常用分流比范畴为 20:1 ～ 200:1 ，样品浓度大或进样量大时，分流比可相应增大，反之就减小；用大口径柱时分流比小一些 〔 或采纳不分流进样 〕 ；用微径柱作快速GC分析时，分流比要求很大 〔 如 1000:1 或更高〕 ；另一方面，分流比小时，分流鄙视 〔 见下面关于分流鄙视问题的争论 〕 效应可能小一些， 但初始谱带 〔 主要是溶剂谱带 〕 宽度要大一些；必要时可采纳聚焦技术；而分流比大时，初始谱带宽度小，但分流鄙视效应可能会增大；4 / 11 下载文档可编辑所以，在实际工作中应据样品情形和分析要求挑选一个合适的折衷点；3. 进样量和进样速度〔 四〕 分流鄙视问题所谓分流鄙视是指在肯定分流比条件下， 不同样品组分的实际分流比分流进样的进样量一般不超过 2μL, 最好掌握在 0.5 μL以下，由于衬管的容积有限，液体汽化时体积要膨胀数百倍 〔 见表 4-1〕 ；当然；进样量仍和分流比是相关的，分流比大时，进样量可大一些； 至于进样速度应当越快越好， 一是防止不匀称汽化， 二是保持窄的初始谱带宽度； 因此，快速自动进样往往比手动进样的成效好；是不同的，这就会造成进入色谱柱的样品组成不同于原先的样品组成，从而影响定是分析的精确度 ；因此，采纳分流进样时必需留意这个问题；那么，是什么因素造成分流鄙视的呢？不匀称汽化是分流鄙视的上要缘由之一 ，即由于样品中各组分的极性不同，沸点各异，因而汽化速度各不相同；理论上讲，只要汽化温度 足够高， 就能使样品的全部组分快速汽化； 只要汽化室内样品处于均5 / 11 下载文档可编辑相气体状态，分流鄙视就是可以忽视的；然而，实际上样品在汽化室是处于一种运动状态， 即必需随载气流淌； 从汽化室汽化到进入色谱柱的时间很短 〔 以秒计〕 ，沸点不同的组分到达分流点时， 汽化状态可能不完全相同；这样，由于分流流量远大于柱内流量， 汽化不太完全的组分就比完全汽化的组分可能多分流掉一些样品 ；造成分流鄙视的另外一个缘由是不同样品组分在载气中的扩散速度不同； 而扩散速度与温度是成正比的； 所以；尽量使样品 快速汽化 是排除分流鄙视的重要措施，包括采纳较高的汽化温度，也包括使用合适的衬管；分流比的大小也会影响分流鄙视口一般地讲， 分流比越大， 越有可能造成分流鄙视口所以， 在样品浓度和柱容量答应的条件下， 分流比小一些有利 ；至于分流比的测定定是很简洁的， 只要在分流出口用皂膜流量计测定分流流量，再测定柱内流量 〔 由于柱内流量很小，用皂膜流量计测定时误差较大，故常用测定死时间的方法进行流量运算 〕 ；二者之比即为分流比； 严格地讲， 两个流量值应校正到相同的温度和压力条件下， 才能获得精确的分流比； 实际工作中人们更关怀的是分流比的重现性， 分流比就常用整数之比表示， 故一般不需要很精确地测定；详细分析中要排除分流鄙视， 仍应留意色谱柱的初始温度尽可能高一些；这样，汽化温度和柱箱温度之差就会小一些，因而样品在汽化室 经受的温度梯度就会小一些， 可防止汽化后的样品发生部分冷凝； 最终一个问题是色谱柱的安装， 一是要保证柱入口端超过了分流点； 二是保证柱入口端处于汽化室衬管的中心， 即汽化室内色谱柱与衬管是6 / 11 下载文档可编辑同轴的〔 参看上一章有关色谱柱安装的内容〕 ；尽管分流进样有鄙视间题，但它仍旧是毛细管 GC中最常用的进样方式；在实际工作中；分流鄙视是很难完全排除的，但只要操作是重现 的，肯定程度的鄙视是重现的； 就可以通过标准样品的校准来排除鄙视效应对定量精度的影响另一方面； 由于分流进样给检测灵敏度提出了更高的要求， 而当样品浓度太低时；分流进样并不总是合适的挑选； 除了进行样品预处理 〔 如浓缩〕 外；读者很简洁想到不分流进样；既然分流进样是由于柱容量小、样品浓度高而不得不采纳的方法； 那么低浓度样品采纳不分流进样，以提高检测灵敏度就是理所当然的挑选了；三、不分流进样〔 一〕 载气流路和衬管挑选不分流进样与分流进样采纳同一个进样口， 顾名思义， 不分流进样就是将分流气路的电磁阀关闭 [ 图 4-2〔b〕] ，让样品全部进入色潜柱；这样做的好处是显而易见的， 既可提高分析灵敏度， 又能排除分流歧视的影响；然而，在实际工作中、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意分析要求时〔 主要是灵敏度要求 〕 ，才考虑使用不分流进样； 这是由于不分流进样的操作条件优化较为复杂； 对操作技6 / 11 下载文档可编辑〔 样品汽化术的要求高；其中一个最突出的问题是样品初始谱带较宽后的体积相对于柱内载气流量太大 〕 ；汽化的样品中溶剂是大量的， 不行能瞬时进入色谱柱， 结果溶剂峰就会严峻拖尾， 使早流出组分的峰被掩盖在溶剂拖尾峰中 [ 如图 4-3〔a〕 所示] ，从而使分析变得困难， 甚至不行能；有人也将这一现象叫做溶剂效应；排除这种溶剂效应可从几个方面考虑， 但就载气的流路来说， 主要是采纳所谓瞬时不分流技术； 即进样开头时关闭分流电磁阀， 使系统处于不分流状态 [ 图 4-2〔b〕] ；待大部分汽化的样品进入色醉柱后，开 启分流阀，使系统处于分流状态 [ 图 4-2〔a〕] ；这样，汽化室内残留 的溶剂气体 〔 当然包括一小部分样品组分 〕 就很快从分流出口放空， 从而在很大程度上排除了溶剂拖尾 [ 如图 4-2〔b〕 所示] ；分流状态始终连续到分析终止，注射下一个样品时再关闭分流阀；所以我们说，不 分流进样并不是肯定不分流，而是分流与不分流的结合；这里，确定 一个瞬时不分流时间 〔 从进样到开启分流阀的时间 〕 往往是分析成败的关键；原就上讲，这一时间应足够长；以保证绝大部分样品进人色 谱柱，防止分流鄙视的影响；同时又要尽可能短，以最大限度地排除 溶剂抢尾、使早流出峰的分析更为精确；这明显是有冲突的；在实际 工作中，经常是依据样品的详细情形 〔 如溶剂沸点、待测组分沸点和浓度等〕 或操作条件来确定一个优化的折衷点；争论结果说明，这一时间值一般在 30～ 80S 之间；文献报道多采纳 0.75min ，即从进样到开启分流阀的时问为 0.75min ，通常能保证 95%以上的样品进入色谱柱，本节后而将介绍如何用试验方法确定优化的不分流时间；8 / 11 下载文档可编辑衬管的尺寸是影响不分流进样性能的另一个重要因素；为了使样品在汽化室尽可能少地稀释， 从而减小初始谱带宽度， 衬管的容积小一些有利，一般为 0.25 ～1mL，且最好使用直通式衬管； 当用自动进样器进样时， 因进样速度快， 样品挥发快， 故建议采纳容积稍大一些的直通式衬管 ；对于洁净样品，衬管内可不填充玻璃毛，对于相对脏的样品，就需要填充玻瑞或石英毛， 以保证分析的重现性并爱护色谱柱不被污染；但要留意， 由于不分流进样时样品在汽化室滞留的时间比分流进样时长， 热不稳固化合物的分解可能性也大， 故衬管和其中填充的石英毛都必需经硅烷化处理， 且要准时清洗，更换和重新硅烷化；〔 二〕 样品的适用性不分流进样具有明显高于分流进样的灵敏度，它通常用于环境分析〔 如水和大气中痕量污染物的检测 〕 、食品中的农药残留监测， 以及临床和药物分析等； 这些药品往往都比较脏， 所以样品的预处理是爱护色谱柱所必需留意的问题； 此外， 待测痕量组分假如在溶剂拖尾处出蜂，仍可采纳溶剂聚焦的方法来提高分析灵敏度；不分流进样对样品溶剂有较严格的要求； 由于进样口温度、 色谱柱初始温度、瞬时不分流的时间和进样体积都与溶剂沸点有关；。