简述顶空进样器的原理与应用

简述顶空进样器的原理与应用

        顶空气相色谱分析是对液体或固体试样中的挥发性成分进行分析的最有效方法，如塑料食品包装袋中挥发性成分的分析，人在有毒环境中工作后，体液中有毒组分含量的分析等。
1．过程与理论依据
        顶空气相色谱分析通常是将试样置于密闭的恒温系统中，当气—液（气—固）两相达到热力学平衡后，取样，用气相色谱分析测定气相组成。测定可通过两种方式进行：
（1）静态法。在恒温密闭系统中达到气液两相平衡后，取样测定气相组成。该方式适用于试样且较大的场合。
（2）动态法。也称吹扫—捕集法，利用吸附剂吸附挥发性成分，再将吸附管连接到色谱仪的六通阀上（取代定量管），加热解吸，组分被载气携带进入色谱柱。该方法适用于试样量少或特殊的场合。
        顶空气相色谱分析法的理论依据是当顶空瓶中样品上面的蒸气压相当低时，峰面积Ai的大小与样品上面的气相中挥发性组分i的蒸气压Pi成正比:
         Ai=fiPi
fi为校正因子，在真实体系中，蒸气分压通常用下式表示：
       Pi=POiγiχi
Pi为气相中组分i的摩尔分数; χi为样品中组分i的摩尔分数; γi为组分i的活度系数。
     Ai=fiPi= fiPOiγiχi
当系统平衡时：
     Ai=fiPi= kiχi
通过顶空分析，可确定试样中的含量

2．实际应用
应用1：在职业病和法庭分析中，经常要测定体液中的苯、甲苯、二甲苯等有毒成分，采用顶空分析是一种有效、方便、快速的方法。司法部司法鉴定科学技术学院制定了分析水、尿、血中苯类化合物的静态顶空分析方法。
       取1mL试样（水、尿、血）放入5mL青霉素小瓶中，加入0.4g内标物和约1g硫酸铵至饱和，加盖密封，置于80℃的恒温器中30 min，取0.6mL顶空的气样进行色谱分析。色谱分析条件为色谱柱；2m×2mm；80—100目；固定液PEG—20M。柱温以10℃／min升温到110℃。

应用2：分析血样中的酒精是顶空气相色谱应用最广泛的方法，可检查汽车司机是否酒后驾车。将样品在湿度为50℃的恒温器中，平衡30 min后，取一定量顶空的气体进行色谱分析。色谱柱为30 m×0.53mm石英毛细管柱（固定液为聚二甲苯硅氧烷）。

应用3：固体样品（塑料、食品等）的顶空分析，塑料食品包装袋中的甲苯残留量的测定。
     将塑料食品包装袋剪成30 mm×10 mm碎片，装入100 mL玻璃注射器，在80℃预热20min，用空气稀释为l00 mL，恒温10 min后进样分析。填充色谱柱0.5mm×3mm，固定液为20％的PEG—20 M，柱温为80℃。zui小检测浓度为0.031mg/m3。