气相毛细管色谱柱的五大进样方式(二)
四
冷柱头进样
对受热不稳定的样品，可将其直接注入处于室温或更低温度下的毛细管柱柱头。此时气化室的结构特点如图所示：无加热装置，但有冷空气或制冷剂(液态N2或CO2)的入口和出口；注射针入口处无进样隔垫，但有一停止阀可阻止或允许注射针将样品注入冷柱头。进样时，先把注射针头插入进样通道，停在停止阀上部，再开启停止阀，将针头插到毛细管柱头上，快速注射(约0.5uL)样品，然后将注射针头提回到停止阀上部，关上阀门，拔出注射针，立即开始程序升温分析。此进样系统的密封是依据专用注射
针头(外径0.23mm、长80mm)和进样通道(内径0.3mm)的紧密配合来实现的。
冷柱头进样时，柱温比所用溶剂的沸点低25～30℃，气化后的溶剂在柱头处冷凝，此层溶剂形成临时性液膜固定相，在载气流的作用下伸展产生溢流区(图中A)，当溶质分布于整个溢流区，会引起进样谱带的展宽(图中B)，为抑制此种现象产生，可使用保留间隙技术。
保留间隙是一段经过去活处理但没有固定相的毛细管，因此它对任何溶质或溶剂都无保留作用，即k'=0。保留间隙的去活试剂应与溶剂的性质相近，例如样品的溶剂是非极性时，则应采用非极性去活试剂(如D4；八甲基环四硅氧烷)，以使溶剂与保留间隙表面有很好的润湿性。通常当进样1～2uL时，保留间隙长度为0.5～1.0m，溶剂的溢流区就处于保留间隙柱区，当溶剂蒸发时，随载气向前移动，较易挥发的组分(k<5)被溶剂聚焦，较难蒸发的组分保留在色谱柱头的固定相上(如图中C,
D)聚焦，从而达到克服溶剂溢流造成的谱带加宽。
保留间隙的作用可总结为：
①通过溶剂聚焦和固定液聚焦使进样谱带变窄；
②解决溢流区太长产生峰劈裂问题；
③可以作为保护柱使非挥发性脏组分不进入分析柱；
④可作为细口径毛细管柱与自动柱上进样器匹配的界面；
⑤用作 LC-GC联用的界面。
保留间隙使用很多次后，钝化层会剥落下来露出表面的吸附点，所以工作中要注意更换新的保留间隙，实际经验是保留间隙约可
进样100次。
冷柱头进样的优点是消除了宽沸程样品组成的失真和受热不稳定样品的吸附与分解；分离的柱效高，灵敏度、准确度和精密度都比较高。缺点是仅适于分析浓度簇0.1％的样品，对高浓度样品需稀释后再进样，否则引起柱超载；专用的细长注射针头操作不当易损坏；长期使用柱头易被污染；各组分的保留值重复性较差。
冷柱头进样远不及分流进样、不分流进样使用得那么普遍，冷柱头进样器不是气相色谱仪的标准配置，是需另购的选件，会增加分析成本。
五
程序升温气化进样(PTV)
将气体或液体样品注入气化室处于低温的内衬管后，立即按设定的程序升温步骤，迅速提高气化室的温度，再实现样品的快速气化。此种气化室的结构如图所示。它的结构特点是：
①气化室既有实现快速升温的程序升温电热装置，又有可使之快速降温的半导体制冷装置或可通入制冷剂(液态N2或CO2)的进、
出口通道；
②配有分流阀，可实现分流进样和不分流进样；
③进样口可采用无隔垫进样头，配有专用的停止阀，也可配备有隔垫的进样头。
由上述结构可看出，它在实现程序升温气化进样的同时，也兼有分流/不分流进样和冷柱头进样的功能，是用于毛细管柱气相色谱分析的通用进样器。由于其构造复杂，其价格约为分流/不分流进样器的3倍，为冷柱头进样器的1.5倍，因其功能齐全，高档气相色谱仪已配备了此种通用进样器。
此进样器具有既可将样品低温捕集又可将样品快速气化的功能，完全消除了宽沸程样品的进样失真和分流歧视；可在气化室实现对样品的浓缩；使不挥发物滞留在内衬管中，保护了毛细管柱。它具有的进样操作方式如下：
①程序升温气化分流进样，适合于绝大部分样品分析，当进行方法研究或筛选样品时，应先使用此种进样方式。
②程序升温气化不分流进样，适合于痕量组分分析，其操作要求和一般不分流进样相似，仅瞬间不分流时间间隔要长一些，0.5～1.5min,且进样量可大于一般不分流进样。
③冷柱头进样，不启动程序升温，适合于受热易分解样品的分析。
④溶剂消除不分流进样，可选择性地除去样品中的大量溶剂，达到浓缩痕量组分的目的。
进样时，先关闭分流阀，控制气化室温度稍低于溶剂的沸点，缓慢注入样品，进样后立即打开分流阀，可采用大的放空流量(可高达每分钟几百毫升)，同时以低的程序升温速率升高气化室的温度，加速溶剂的气化一，待大部分溶剂蒸气放空后，立即关闭分流阀，待气化室达到设定高于柱温的温度，可启动色谱柱程序升温程序进行样品分析。此方法的缺点是有部分低沸点组分会随溶剂一起放空，而使分析获得的样品组成失真。
由以上介绍的用于毛细管柱的直接进样、分流进样、不分流进样、冷柱头进样和程序升温气化进样五种不同操作方式，可看到影响毛细管柱分离效果的因素远比填充柱复杂，但也提供了改善分离效果的更多调节因素。因此掌握毛细管柱的不同进样技术，也已成为色谱分析工作者必须掌握的基本功。
