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气相毛细管柱色谱仪分流不分流进样系统(三)

2019.12.21

6、应用:

1)适用于不能稀释后进行分析的样品(如溶剂)和浓度较高的样品。

2)适用于绝大部分化学性稳定、可挥发的气体和液体样品(浓度在0.001%10%,沸点低于正二十烷沸点),特别是一些化学试剂的分析。

3)在溶剂峰之前有很重要的小峰流出。样品中一些组分在主峰前流出,而且样品不能稀释,分流进样往往是理想的选择(如白酒中甲醇和香味成分的分析)。

4)进样时间长(如阀进样)的样品分析。

5)在色谱方法开发过程中,如果对样品组成不是很清楚,应首先采用分流进样。

6)对于样品应采用分流进样。因为分流进样时大部分样品被放空,只有小部分样品进入色谱柱,在很大程度上防止了色谱柱污染。

二、不分流进样系统:

不分流进样是在气相毛细管柱色谱仪进样前,分流阀将分流气路关闭3080s,待气化的样品基本或大部分进入毛细管柱后打开分流气路,将残留在气化室中的样品通过分流气路放空。

分流进样是因为柱容量小和样品浓度高而不得不采用的方法,那么低浓度样品采用不分流进样以提高分析灵敏度就是理所当然的选择了。实际工作中,不分流进样的应用远没有分流进样广泛,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。

1、结构:

不分流进样与分流进样采用同一个进样口。不分流进样是将分流气路的电磁阀关闭,使气化的样品基本或大部分进入色谱柱。这样既可提高分析灵敏度,又能消除分流歧视的影响。

1)载气流路:

不分流进样时,在气化室中气化的含有大量溶剂的样品不可能瞬间进入色谱柱,溶剂峰会严重拖尾,使早流出组分的色谱峰被掩盖在溶剂拖尾峰中,从而使分析变得困难甚至不可能。此现象称为气化室溶剂效应。

1)瞬间不分流进样:

进样开始时关闭分流阀,使系统处于不分流状态,待气化的样品基本或大部分进入色谱柱后开启分流阀,使系统处于分流状态,将残留在气化室中的溶剂气体(包含小部分样品组分)很快通过分流气路放空,从而在很大程度上消除了溶剂峰拖尾现象。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。

不分流进样并不是不分流,而是分流与不分流相结合,确定瞬间不分流时间(又称溶剂吹扫时间)往往是分析成败的关键。

2)瞬间不分流时间的确定原则:

 瞬间不分流时间的确定依赖于样品性质、溶剂性质、衬管容积、进样量、进样速度和载气流速。

原则上讲,这一时间应足够长,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,zui大限度地消除溶剂峰拖尾,使早流出峰的分析更为准确。这显然是矛盾的。实际工作中,瞬间不分流时间要根据样品的具体情况(如溶剂沸点、待测组分沸点和浓度等)和操作条件确定,一般为3080s,多用45s,可保证95%以上的样品进入色谱柱。

对于高沸点样品,不分流时间长些有利于提高分析灵敏度,而不影响分析准确度。对于低沸点样品,不分流时间要尽可能短些,zui大限度地消除溶剂峰拖尾,以保证分析准确度。

3)确定瞬间不分流时间的方法:

首先确定溶解样品的溶剂、衬管容积、进样量、进样速度和载气流速。

开始时可将这一时间设置的长些(90120s),以保证全部样品组分进入色谱柱。样品进行分析后,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,该峰面积代表100%的样品进入了色谱柱。

然后逐步缩短不分流时间分别进样分析,计算同一组分在不同溶剂吹扫时间条件下的峰面积与*次分析的峰面积之比,直到比值小于0.95,此时的不分流时间为zui短时间。

再进一步微调不分流时间,使同一组分的峰面积达到*次分析时峰面积的95%99%,此时的瞬间不分流时间即为zui优时间。

2)衬管:

1)样品在不分流衬管中的滞留时间取决于衬管形状、衬管容积、气体速度和样品气化时间。

最好采用直通式衬管。这主要是为了使样品在气化室中尽可能少稀释,减小初始谱带宽度。衬管容积小些有利,一般为0.251mL

衬管内径比分流进样的小,zui好使注射针紧贴在衬管内孔的周围,阻止样品反冲。

当用自动进样器进样时,因进样速度快,样品挥发快,建议采用容积稍大的直通式衬管。

有时采用锥形衬管,使样品聚集到色谱柱上,阻止样品反冲,减少样品与金属表面的接触。

2)对于干净样品,衬管内可不填充玻璃棉。

3)对于样品,衬管内要填充玻璃棉或石英玻璃棉,以促进样品气化,保证分析重现性,防止不挥发性组分和机械杂质进入色谱柱,保护色谱柱不被污染。

4)由于不分流进样时样品在气化室中的滞留时间比分流进样时长,热不稳定化合物分解的可能性大,衬管和其中填充的石英玻璃棉都必须经硅烷化处理,要及时清洗、更换和重新硅烷化。

3)柱溶剂效应:

不分流进样时,初始柱温比溶剂沸点低1530℃,样品在气化室中气化后,大量溶剂带着组分流向低温色谱柱并在柱上冷凝,冷凝在柱上的溶剂与固定液混合,形成比固定液膜厚几倍的溶剂液膜(在柱入口附近zui厚),组分蒸气塞的前沿在溶剂膜上保留较强,随着溶剂的挥发其后沿保留较弱,使峰变窄。此现象称为柱溶剂效应。


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