顶空进样器的参数优化

　　静态顶空（SHS）-气相色谱法是一项适合测定固体或基体复杂的液体如：血液、涂料和污泥中挥发性物质的技术。

　　使用SHS时，一般需要将样品置于密封的容器中，在受控的水浴上（中）仔细加热，直至挥发性物质在气液（固）两相中的浓度达到平衡。欲分析的化合物的浓度在两相之间的分配系数如下式所示：

　　K=Cl/Cg

　　其中：Cl和Cg分别为平衡时挥发性物质在液相和气相中的浓度1。移取气相中整数体积的气体注进气相色谱中。

　　本文将先容在一般的分析中选择zui优化的参数时所能获得的最大精密度和灵敏度。讨论的参数如下：

　　1．样品制备步骤

　　2．顶空进样器的控制参数：

　　a．样品平衡时间和平衡时样品的搅拌震荡效果

　　b．顶空瓶和传输线的温度。

　　以下所有的比较实验都采用Varian公司的顶空进样器“Genesis”来进行。

　　此处所讨论的大多数原理都适合简单的顶空气相色谱，即那些使用气密性注射器从密封的顶空瓶中手动抽取气体的进样器。

　　Genesis自动顶空进样器相比于手动技术能够提供更多的优点。通过软件用户能够建立四个方法。用户能够对任何方法中的某个参数进行编辑，而顶空进样器则按照这些参数进行自动设定。之后气相色谱按照被分析物质的特点进行分析条件的zui优化。另一个优点是自动建立方法，包括自动分析50个样品、每个样品恒定加热以及通过加热的定量环来移取气体，确保结果的重复性。

　　使用仪器

　　仪器：带有Varian Genesis自动顶空进样器的Varian3400气相色谱。安装有SPI进样器和FID检测器。SHS系统的传输线直接连接到SPI的载气输进口，并由Genesis的流量控制器控制色谱柱的流量。带有应用功能扩展包的GC Star工作站进行数据采集。

　　色谱柱：

　　30m×0.32mm涂有膜厚为0.5μm的聚乙烯醇（DB-WAX）固定液，Varian货号：

　　JW-123703-30

　　30m×0.53mm涂有膜厚为1.5μm的聚甲基硅氧烷（DB-1）固定液，Varian货号：

　　JW-125103-20

　　顶空进样器：

　　顶空瓶22ml，定量管500μL

　　影响顶空结果的参数

　　样品制备：固然静态顶空对样品的制备要求很低，但仍有些步骤能够进步灵敏度和精密度。

　　进行顶空分析的样品都含有挥发性物质，所以在进行样品处理时要避免此类物质的损失。将样品装满容器可以避免挥发损失。从样品容器中取样之前，需要先对顶空瓶和传输线进行吹扫。

　　顶空瓶中气液两相的体积比是影响灵敏度的一个参数。本文只讨论水溶液中的有机物在气液两相的相对浓度，而此参数的影响远超过本文所讨论的内容。从图一的曲线我们可以看出当分配比（K）很小的时候，气液两相的比例是非常重要的。

　　随着样品体积的增加，比面积则变小。因此大体积的样品在传输时就能减少挥发性物质的损失，结果的精密度更佳。

　　对于那些在水中分配比很高的样品，通过加进盐能够降低分配比进而进步灵敏度。另一方面，对于非水溶性的样品如土壤，可以通过加进水将非水溶性的有机物质驱赶到气相中。

　　由Genesis控制的参数：当样品制备方法建立之后，用户需要权衡Genesis控制的参数。样品和传输线的温度、平衡时间和平衡时的搅拌效果都是非常重要的。利用方法优化和Genesis的方法时间特性表，能够对这些参数进行自动研究。

　　本研究中讨论两个样品--样品1为产业和环境实验室监测的水中有机物，样品2为从肇事司机的血液样本中浓缩出的含有乙醇和正丙醇（内标）的水溶液。以上分析方法的细节请参见相关的标准。2，3表1列出了采用一系列方法测定样品1中挥发性物质的结果。设定的参数包括：平衡时间（无搅拌）、搅拌时间、阀和传输线温度和样品温度。从表中可以看出使用搅拌能使响应值更快达到平衡。另外采用搅拌，总的响应值相比之下也较高。