氣相毛細管色譜柱的五大進樣方式(二)

四

冷柱頭進樣

對受熱不穩定的樣品，可將其直接注入處于室溫或更低溫度下的毛細管柱柱頭。此時氣化室的結構特點如圖所示：無加熱裝置，但有冷空氣或制冷劑(液態N₂或CO₂)的入口和出口；注射針入口處無進樣隔墊，但有一停止閥可阻止或允許注射針將樣品注入冷柱頭。進樣時，先把注射針頭插入進樣通道，停在停止閥上部，再開啟停止閥，將針頭插到毛細管柱頭上，快速注射(約0.5uL)樣品，然后將注射針頭提回到停止閥上部，關上閥門，拔出注射針，立即開始程序升溫分析。此進樣系統的密封是依據專用注射

針頭(外徑0.23mm、長80mm)和進樣通道(內徑0.3mm)的緊密配合來實現的。

冷柱頭進樣時，柱溫比所用溶劑的沸點低25～30℃，氣化后的溶劑在柱頭處冷凝，此層溶劑形成臨時性液膜固定相，在載氣流的作用下伸展產生溢流區(圖中A)，當溶質分布于整個溢流區，會引起進樣譜帶的展寬(圖中B)，為抑制此種現象產生，可使用保留間隙技術。

保留間隙是一段經過去活處理但沒有固定相的毛細管，因此它對任何溶質或溶劑都無保留作用，即k'=0。保留間隙的去活試劑應與溶劑的性質相近，例如樣品的溶劑是非極性時，則應采用非極性去活試劑(如D₄；八甲基環四硅氧烷)，以使溶劑與保留間隙表面有很好的潤濕性。通常當進樣1～2uL時，保留間隙長度為0.5～1.0m，溶劑的溢流區就處于保留間隙柱區，當溶劑蒸發時，隨載氣向前移動，較易揮發的組分(k<5)被溶劑聚焦，較難蒸發的組分保留在色譜柱頭的固定相上(如圖中C, D)聚焦，從而達到克服溶劑溢流造成的譜帶加寬。

保留間隙的作用可總結為：

①通過溶劑聚焦和固定液聚焦使進樣譜帶變窄；

②解決溢流區太長產生峰劈裂問題；

③可以作為保護柱使非揮發性臟組分不進入分析柱；

④可作為細口徑毛細管柱與自動柱上進樣器匹配的界面；

⑤用作 LC-GC聯用的界面。

保留間隙使用很多次后，鈍化層會剝落下來露出表面的吸附點，所以工作中要注意更換新的保留間隙，實際經驗是保留間隙約可

進樣100次。

冷柱頭進樣的優點是消除了寬沸程樣品組成的失真和受熱不穩定樣品的吸附與分解；分離的柱效高，靈敏度、準確度和精密度都比較高。缺點是僅適于分析濃度簇0.1％的樣品，對高濃度樣品需稀釋后再進樣，否則引起柱超載；專用的細長注射針頭操作不當易損壞；長期使用柱頭易被污染；各組分的保留值重復性較差。

冷柱頭進樣遠不及分流進樣、不分流進樣使用得那么普遍，冷柱頭進樣器不是氣相色譜儀的標準配置，是需另購的選件，會增加分析成本。

五

程序升溫氣化進樣(PTV)

將氣體或液體樣品注入氣化室處于低溫的內襯管后，立即按設定的程序升溫步驟，迅速提高氣化室的溫度，再實現樣品的快速氣化。此種氣化室的結構如圖所示。它的結構特點是：

①氣化室既有實現快速升溫的程序升溫電熱裝置，又有可使之快速降溫的半導體制冷裝置或可通入制冷劑(液態N₂或CO₂)的進、

出口通道；

②配有分流閥，可實現分流進樣和不分流進樣；

③進樣口可采用無隔墊進樣頭，配有專用的停止閥，也可配備有隔墊的進樣頭。

由上述結構可看出，它在實現程序升溫氣化進樣的同時，也兼有分流/不分流進樣和冷柱頭進樣的功能，是用于毛細管柱氣相色譜分析的通用進樣器。由于其構造復雜，其價格約為分流/不分流進樣器的3倍，為冷柱頭進樣器的1.5倍，因其功能齊全，高檔氣相色譜儀已配備了此種通用進樣器。

此進樣器具有既可將樣品低溫捕集又可將樣品快速氣化的功能，完全消除了寬沸程樣品的進樣失真和分流歧視；可在氣化室實現對樣品的濃縮；使不揮發物滯留在內襯管中，保護了毛細管柱。它具有的進樣操作方式如下：

①程序升溫氣化分流進樣，適合于絕大部分樣品分析，當進行方法研究或篩選樣品時，應先使用此種進樣方式。

②程序升溫氣化不分流進樣，適合于痕量組分分析，其操作要求和一般不分流進樣相似，僅瞬間不分流時間間隔要長一些，0.5～1.5min,且進樣量可大于一般不分流進樣。

③冷柱頭進樣，不啟動程序升溫，適合于受熱易分解樣品的分析。

④溶劑消除不分流進樣，可選擇性地除去樣品中的大量溶劑，達到濃縮痕量組分的目的。

進樣時，先關閉分流閥，控制氣化室溫度稍低于溶劑的沸點，緩慢注入樣品，進樣后立即打開分流閥，可采用大的放空流量(可高達每分鐘幾百毫升)，同時以低的程序升溫速率升高氣化室的溫度，加速溶劑的氣化一，待大部分溶劑蒸氣放空后，立即關閉分流閥，待氣化室達到設定高于柱溫的溫度，可啟動色譜柱程序升溫程序進行樣品分析。此方法的缺點是有部分低沸點組分會隨溶劑一起放空，而使分析獲得的樣品組成失真。

由以上介紹的用于毛細管柱的直接進樣、分流進樣、不分流進樣、冷柱頭進樣和程序升溫氣化進樣五種不同操作方式，可看到影響毛細管柱分離效果的因素遠比填充柱復雜，但也提供了改善分離效果的更多調節因素。因此掌握毛細管柱的不同進樣技術，也已成為色譜分析工作者必須掌握的基本功。