二、特點:
1、優點:
(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)不會引起色譜柱超載,能有效防止柱污染。
(5)分流比調節容易,進樣量可大可小。
(6)色譜峰窄而尖銳。
(7)分析結果重現性好。
(8)結構和操作簡單,有利于自動化。
2、缺點:
(1)不適合濃度和沸點范圍寬的混合樣品。
(2)不適合痕量分析。
(3)操作不當會產生分流歧視。
(4)由于進樣口工作時溫度較高或結構限制,對強極性樣品會產生吸附、降解或按分子重量重排反應,不適合定量分析。
(5)對于揮發性和極性相近的樣品,為滿足分析重復性和定量精度要求,選取的實驗參數多,建立較佳分析方法費時費力。
(6)非EPC控制,載氣浪費較大。
(7)對于數量有限的貴重樣品,選用應謹慎。
三、分流歧視:
分流歧視是指氣相毛細管柱色譜儀分析中,在一定分流比條件下,不同樣品組分的實際分流比不同,造成進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確度。
1、造成分流歧視的原因:
分流進樣對某些樣品適應性差的主要原因是樣品氣化時失真。造成樣品氣化失真的原因是多方面的,隨著對樣品進樣的實踐和深入研究,人們終于認識到樣品的蒸發步驟、隔墊和注射器手動進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性和定量精度,除了在設計分流進樣結構時盡量減小樣品失真,更主要的是實現非失真進樣。
(1)注射方式影響,如“熱針”進樣和溶劑消除進樣等。
(2)進樣速度太慢、太快和進樣本身不重復等。
(3)不均勻氣化。由于樣品中各組分的極性不同,沸點各異,因而氣化速度各不相同。這些導致沸點不同的組分到達分流點時,氣化狀態可能不完全相同。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散速度不同,擴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)強極性、不穩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。一般來說,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,樣品在氣化室經歷的溫度梯度小,可避免氣化后的樣品發生部分冷凝。
(3)安裝色譜柱時,保證柱入口端超過分流點,保證柱入口端處于氣化室襯管的中央(氣化室內色譜柱與襯管同軸)。
盡管分流進樣有歧視問題,但仍然是GC中zui常用的進樣方式。實際工作中,分流歧視很難完全消除,只要操作重現,一定程度的歧視是重現的,可通過標準樣品的校準來消除歧視效應對定量準確度的影響。
四、操作參數:
氣相毛細管柱分析以分流進樣作為進樣方式,主要是由于它的簡易性而不是它的可靠性,因此,在常規分析時被廣泛應用。實驗表明,對于揮發性或極性相近和沸點低于正二十烷沸點的樣品,通過主要操作參數的優化選擇,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zui高沸點組分的溫度,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。對于未知新樣品建立分析方法時,氣化溫度可從300℃開始試驗選擇。
2、分流比:
分流比大小要根據樣品濃度和進樣量調整,一般范圍為1:20~1:200。分流比小時,分流歧視可能小些,但初始譜帶會變寬。但分流比小,適合程序升溫技術。分流大時,有利于峰形,但分流歧視可能比較嚴重。在分析要求不高時,選擇分流比大些比較有利。實際工作中,要視樣品濃度選用合適的分流比后再確定進樣量。
隨著柱溫升高、柱流量變化和氣化溫度變化等,分流比對針型閥的流量特性有影響,計算分流比和重新調整分流閥時,一定要在色譜柱和分流進樣器溫度恒定后進行。
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。對于配EPC控制的氣路,各流量可在較大范圍內自動設定調整,但用穩壓閥調節柱前壓供氣時,要注意穩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,有利于各流量的穩定和分析重復性。
在柱前壓較高時,隔墊吹掃氣流量可能超過5mL/min,此時它的分流作用不能忽略。尤其當隔墊密封性能欠佳時,對進樣失真的影響會更大。在分析要求允許的情況,可以把吹掃氣路關閉操作。
4、分流點:
分流點是指色譜柱進口、襯管填充物和注射針尖的相對位置。分流點不同對進樣歧視程度不同。
為了減小進樣歧視,色譜柱入口在氣化室中的較佳位置可通過多次試驗確定。安裝色譜柱時,保證柱入口端超過分流點,保證柱入口端處于氣化室襯管的中央(氣化室內色譜柱與襯管同軸)。每次重復安裝時,一定要嚴格按相同尺寸安裝。
5、進樣量:
進樣量一般不超過2μL,zui好控制在1μL以下。因為襯管容積有限,液體氣化時體積要膨脹數百倍。
進樣量還和分流比相關,分流比大時,進樣量可大些。
6、進樣速度:
進樣速度越快越好,以防樣品不均勻氣化,保持窄的初始譜帶寬度。快速自動進樣往往比手動進樣的效果好。
7、柱溫:
如果程序升溫,初始柱溫應高于溶劑沸點,進樣后應快速升溫。
五、應用:
1、適用于不能稀釋后進行分析的樣品(如溶劑)和濃度較高的樣品。
2、適用于絕大部分化學性穩定、可揮發的氣體和液體樣品(濃度在0.001%~10%,沸點低于正二十烷沸點),特別是一些化學試劑的分析。
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、進樣時間長(如閥進樣)的樣品分析。
5、在色譜方法開發過程中,如果對樣品組成不是很清楚,應首先采用分流進樣。
6、對于“臟”樣品應采用分流進樣。因為分流進樣時大部分樣品被放空,只有小部分樣品進入色譜柱,在很大程度上防止了色譜柱污染。