发布时间:2019-12-28 20:44 原文链接: 气相色谱仪进样系统(二)

1、特点:

(1)特别适合微量杂质的分析(如农药残留分析)。

(2)可采用程序升温。

1)当分析微量杂质时,可在初始柱温较低时进样,溶剂会很快跑掉,升温后被测组分被赶出,等于浓缩。

2)对于低沸点样品,柱上进样的分析精度很好。但组分沸点高于250℃时,瞬间气化比较困难。

2、注意事项:

(1)为防止损坏注射针头,堵塞色谱柱固定相的材料最好用玻璃棉。

(2)柱上进样操作的关键是注射针要插到足够的深度,否则体现不出其优势。

(3)通常一般快速气化室可以改成柱上进样。

四、液体自动进样器:

液体自动进样可以采用注射器和阀进行自动进样,目前较多采用注射器进样到气化室中。液体自动进样的注射器能完成自动取样、计量、进样和清洗,可根据指令选择样品和清洗溶剂。样品和溶剂瓶放在自动控制的转盘上,多以百计,每种样品的进样次数和每次进样后的清洗次数都可以方便的编程选择,可在分析过程中进行清洗。定量分析和定性分析的重复性误差均小于1%。

随着科学技术的发展,液体自动进样器已经不仅是简单的模拟人工完成自动进样,而是逐步和样品制备相结合,自动完成一些样品的制备操作。液体自动进样器的主要功能还有:

1、可变进样速度。快速进样可有效消除注射针尖的歧视现象,慢速进样可保证高粘度样品的有效进样。

2、扩大了进样体积和进样器的选择范围,能进行大体积进样。

3、适用于多种进样技术。

4、可以改变取样深度。

5、具有实时调整编程功能。可随时插入和调整分析任务和顺序,使GC分析更进一步自动化。

液体自动进样器可实现全自动操作,提高分析效率、重复性和准确性。但目前,液体自动进样器的结构还比较复杂,只有在样品种类和分析次数都很多时才能有效发挥作用。

 

 

第三节 气相毛细管柱色谱仪进样系统

 

气相毛细管柱色谱仪与气相填充柱色谱仪相比,具有分离效率高、色谱峰窄而尖、化学惰性好和热稳定性好等特点,特别是键合固定相技术的发展使柱流失进一步减少,提高了仪器的信噪比,有利于降低检测下限。但毛细管柱内径很细,一般液膜厚度只有几微米,固定液只能以毫克计,一般柱容量比填充柱低2~3个数量级,因此,进样方法和技术是定量重复性和准确度的关键因素之一。常见的进样系统有分流进样系统、不分流进样系统、冷柱上进样系统、程序升温气化进样系统、大口径毛细管柱直接进样系统和大体积进样系统等,它们大大改善了不同样品分析的定量精度,在某些样品分析中,检测下限已经与填充柱分析相差无几甚至更低。

一、分流进样系统:

分流-不分流进样是气相毛细管柱色谱仪的进样方式,既可用作分流进样,也可用作不分流进样。分流进样操作简单,应用更广泛,但有分流歧视和样品可能分解的问题。不分流进样虽然操作复杂,但分析灵敏度高,常用于痕量分析。实际工作中,只是在分流进样不能满足分析要求时(主要是灵敏度要求),才考虑使用其它进样方式。

分流进样是先将较大体积的样品注入到气相毛细管柱色谱仪气化室中,样品气化后和载气均匀混合,通过分流器,样品被分流成流量相差悬殊的两部分,其中流量较小的部分进入毛细管柱,流量较大的部分放空。

1、概念:

(1)分流比:

分流比是指在所进样品完全气化并与载气充分混合的条件下,样品通过分流进样器进入色谱柱的流量与通过分流器放空的流量之比。分流比的大小一般由色谱柱允许的样品量决定,常用分流比范围为1:20~1:200。分流中的放空流量可通过皂膜流量计测量。

(2)线性分流:

线性分流是指经过分流器分出的进入色谱柱的样品能够代表原样品,即进入色谱柱的样品中各组分的含量与原样品一致。

(3)非线性分流:

非线性分流是指进入色谱柱的样品中各组分的含量与原样品中组分的含量不同,会产生分流歧视。

2、结构:

(1)分流器:

分流器是按一定比例将一种气体或液体分成若干部分的装置。分流器用于毛细管柱分流进样中,使小部分样品进入色谱柱,以防柱超载而大部分放空。

1)分流后样品各组分峰的相对大小应与分流前严格一致。

2)样品组分浓度变化时,峰面积与浓度应有良好的线性关系。

3)当温度(气化温度、柱温和室温)、分流比和载气流速发生变化时,各组分相对大小要保持恒定。

分流进样分析时,若重复性和定量精度欠佳,也应考虑分流器的影响。

(2)载气流路:

分流进样中进入进样口的载气总流量由总流量阀控制,而后分成两部分:一是隔垫吹扫气(1~3mL/min,克服记忆效应),二是进入气化室的载气。进样时分流阀打开,当样品进入衬管气化后,进入气化室的载气与样品气体混合后又分成两部分:大部分经分流出口放空,小部分进入色谱柱。将柱前压调节阀置于分流气路上,可在总流量不变的情况下改变柱前压,柱前压越高,柱流速越大,分析速度越快。而要在柱前压不变(柱流速不变)的条件下改变分流比,则必须调节总流量,总流量越大,分流比越大。

隔垫吹扫气路的主要作用是将隔垫可能挥发出来的气体带走,防止对正常分析产生干扰或引起鬼峰。隔垫产生的挥发性气体主要来源有隔垫本身、进样时反冲到隔垫上的样品蒸气和注射时被隔垫吸附的样品(主要是溶剂)等。从结构上看,隔垫吹扫气也起着分流作用,因此,在某些分析时,吹扫气流的波动可能会给分析结果带来不利影响。此时若用针型阀把吹扫气流改为可根据分析要求随意调节,可能更实用。

为尽量使进入色谱柱的样品组成与原样品组成相符,关键在于样品气化的速度和程度。

(3)总流量控制器:

目前绝大部分GC采用稳压阀调节柱前压供气,稳压阀的性能特别是压力和流量特性,在操作参数变化时会引起载气流量、分流流量和隔垫吹扫气流量的变化。

(4)分流针型阀:

分流针型阀和GC气路系统中的普通针型阀有很大不同。分流针型阀工作时,要求输入压力不同时能线性调节流量,zui大到几百毫升/分钟(甚至1000mL/min)。通过它的气体不是单一气体,是分流气和样品组分的混合气,且组分沸点不同。为保证分流流量恒定,提高分流流量的重复性,防止高沸点组分在分流针型阀中冷凝而影响流量的稳定性,分流针型阀zui好加热控温。

(5)分流放空过滤器:

特别是在分析有毒和高沸点样品时,大部分被分流放空的组分应避免直接排入室内和防止在排出管路上冷凝,必须在出口配装过滤器。过滤器要安装在温度较低的区域,容量要足够大,活化和更换要方便。

(6)衬管:

衬管是一个混合腔和弯曲的流路,以保证样品到达分流点前能够全部蒸发并均匀化为蒸气。对于非极性化学稳定的样品,衬管结构和填充物对分析影响较小,可不必多考虑。但对于极性、热不稳定和易吸附分解的样品,必须仔细选择衬管结构和填充物。衬管结构和填充物还应配合进样量、温度和流量等通过标样试验仔细选用。