如何消除气相色谱仪不分流进样产生的溶剂效应
2021-09-27 09:09:45来源：admin
载气流路和衬管选择
气相色谱仪不分流进样与分流进样采用同一个进样口，顾名思义，不分流进样就是将分流气路的电磁阀关闭[图 3-1a]，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，又能消除分流歧视的影响。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足分析要求时(主要是灵敏度要求)，才考虑使用不分流进样。这是因为不分流进样的操作条件优化较为复杂。对操作技术的要求高。其中一个最突出的问题是样品初始谱带较宽(样品汽化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，不可能瞬间进入色谱柱，结果溶剂峰就会严重拖尾，使早流出组分的峰被掩盖在溶剂拖尾峰中[如图3-2b所示]，从而使分析变得困难，甚至不可能。有人也将这一现象叫做溶剂效应。
消除这种溶剂效应可从几个方面考虑，但就载气的流路来说，主要是采用所谓瞬间不分流技术。即进样开始时关闭分流电磁阀，使系统处于不分流状态，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，从而在很大程度上消除了溶剂拖尾。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。所以我们说，不分流进样并不是绝对不分流，而是分流与不分流的结合。这里，确定一个瞬间不分流时间(从进样到开启分流阀的时间)往往是分析成败的关键。原则上讲，这一时间应足够长。以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，以最大限度地消除溶剂抢尾、使早流出峰的分析更为准确。这显然是有矛盾的。在实际工作中，常常是根据样品的具体情况(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。研究结果表明，这一时间值一般在30～80S之间。文献报道多采用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实验方法确定优化的不分流时间。
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，故建议采用容积稍大一些的直通式衬管。对于干净样品，衬管内可不填充玻璃毛，对于相对脏的样品，则需要填充玻瑞或石英毛，以保证分析的重现性并保护色谱柱不被污染。但要注意，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，热不稳定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须经硅烷化处理，且要及时清洗，更换和重新硅烷化。
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保护色谱柱所必须注意的问题。此外，待测痕量组分如果在溶剂拖尾处出蜂，还可采用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。因为进样口温度、色谱柱初始温度、瞬间不分流的时间和进样体积都与溶剂沸点有关。一般地讲，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，且可使用较高的色谱柱初始温度，还可降低注射器针尖歧视以及汽化室的压力突变。 另一方面，洛剂的极性一定要与样品的极性相匹配，且要保证溶剂在所有被测样品组分之前出峰，否则早流出的峰就会被溶剂的大峰掩盖。同时，溶剂还要与固定相匹配，才能实现有效的溶剂聚焦。必要时可采用保留间隙管来达到聚焦的目的。
对于高沸点痕量组分的分析，不分流进样就容易多了。此时可以不考虑溶剂的沸点，因为有周定相聚焦就完全能保证窄的初始谱带，采用高的初始柱温还可缩短分析时间。事实上，不分流进样应是分析高沸点痕最组分的首选方法。
操作参数设置
(1)进样口温度进样口温度的设置可以比分流进样时稍低一些，因为不分流进样时样品在汽化室滞留时问长，汽化速度稍慢一些不会影响分离结果，还可通过溶剂聚焦和/或固定相聚焦来补偿汽化速度慢的问题。不过，进样口温度的低限是能保证待测组分在瞬间不分流时完全汽化，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，过高的温度又会造成样品的分解。因此，要根据样品的具体情况优化进样口温度。而当改变进样口温度后，又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当高一些，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，分流出口流最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，否则会发生样品倒灌。进样速度则应快一些，最好用自动进样器。若采用手动进样，进样速度的重现性会影响分析结果。
(4)瞬间不分流时间的实验确定方法 如前文所述，瞬间不分流时间(也有人叫分流延迟时间、溶剂吹扫时间)的确定依赖于样品和溶剂的性质，衬管的容积、进样最，进样速度以及载气流速。所以这一时问的确定应在其余所有条件都确定之后进行。下面介绍一个简单的实验确定方法。
首先将这一时间设置长一些(90～120s)，以保证全部样品组分进入色谱柱。对样品进行分析之后，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，该峰面积值就代表100%的样品进入了色谱柱。
然后逐步缩短不分流时间(如70, 50, 30s)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第一次分析的峰面积之比，直到此比值小于0.95,此时的不分流时间为最短时间。
最后，再进一步微调不分流时，使同一组分的峰面积达到第一次分析时峰面积的95%-99%，此时的吹扫时间即为最佳条件。对于高沸点样品，不分流时间长一些有利于提高分析灵敏度。而不影响测定准确度;对于低沸点样品。则要尽可能使不分流时间短一些，最大限度地消除溶剂拖尾，以保证分析准确度。
