分流/不分流进样口是毛细管柱气相色谱法较常用的进样口,它既可用作分流进样,也可用作不分流进样。分流进样和不分流进样在进样口结构、衬管结构、操作参数的设置,以及对样品的要求等都有区别。那么,究竟是选择哪种进样方式呢?
从结构上看,分流/不分流进样口有明显的不同:一是前者有分流气出口及其控制装置,除了进样口前有一个控制阀外,在分流气路上还有一个柱前压调节阀;二是使用的衬管结构不同。不分流衬管为直通型,而分流衬管内部多弯曲或内部另有装置。此外,分流进样和不分流进样在操作参数的设置,对样品的要求以及衬管结构方面也有很大区别。
一、分流进样
分流进样,先将液体样品注入进样器的加热室中,加热室迅速升温使样品瞬间蒸发;在大流速的载气的吹扫下,样品与载气迅速混合,混合气通过分流口时大部分的混合气体被排出而少量的混合气体进入色谱,进行分析。
(一)分流进样的目的
一是减少载气中样品的含量使其符合毛细管色谱进样量的要求;二是可以使样品以较窄的带宽进入色谱柱。但这种进样方式只有1%~5%的样品可以进入色谱柱,不适合样品中痕量组分的分析。当使用火焰离子化检测器(FID)时,分析的检测限约为50ppm(w/w)。在进样过程中,进样针将样品注入加热室时,部分挥发性组分会损失掉,所以这种进样方式的分析重现性不高。
分流模式进样不适合分析热不稳定性物质。因为在加热室中常常会发生待测物质的分解反应,尤其是使用玻璃纤维填料的衬管时。虽然分流进样方式有许多弊端,但是由于它操作简便、适应性强,仍然是分析工作中经常使用的进样方式之一。
(二)样品适用性
分流进样适合于大部分可挥发样品,包括液体和气体样品,特别是对一些化学试剂的分折。因为其中一些组分会在主峰前流出。而且样品不能稀释、故分流进样住往是理想的选择。
如果对样品的组成不很清楚。也应首先采用分流进样口,对于一些相对“脏”的样品,更应采用分流进样,因为分流进样时大部分样品被放空,只有一小部分样品进入色谱柱,这在很大程度上防止了柱污染。只是在分流进样不能满足分析要求时(灵敏度太低),才考虑其他进样方式,如不分流进样和柱上进样等。
总之,分流进样的适用范围宽,灵话性很大。分流比可调范围广,故成为毛细管GC的进样方式。
(三)载气流路和衬管选择
进入进样口的载气总流量由一个总流量阀控制,而后载气分成两部分:一是隔垫吹扫气(1~3mL/min),二是进入汽化室的载气。进入汽化室的载气与样品气体混合后又分为两部分:大部分经分流出口放空,小部分进样色谱柱。
分流进样口可采用多种衬管,用于分流进样的衬管大都不是直通的,管内有缩径处或者烧结板,或者有玻瑞珠,或者填充有玻璃毛。这主要是为了增大与样品接触的比表面,保证样品完全汽化,减小分流歧视。同时也是为了防止固体颗粒和不挥发的样品组分进入色谱柱。
(四)操作参数设置
1、温度
进样口温度应接近于或等于样品中最重组分沸的点,以保证样品快速汽化,减小初始谱带宽度。
2、载气流速
常用毛细管GC所用柱内载气线流速为:氦气30~1250px/s,氮气20~1000px/s,氢气40~1500px/s。对于分流进样,还要测定隔垫吹扫气流量和分流流量,前者一般为2~3mL/min,后者则要依据样品情况(如待侧组分浓度等)、进样量大小和分析要求来改变。常用分流比范围为20:1~200:1,样品浓度大或进样量大时,分流比可相应增大,反之则减小。
3、进样量和进样速度
分流进样的进样量一般不超过2μL,可以控制在0.5μL以下。分流比大时,进样量可大一些。至于进样速度应当越快越好,一是防止不均匀汽化,二是保持窄的初始谱带宽度。因此,快速自动进样往往比手动进样的效果好。
上一篇:节后实验室需要做哪些开工准备?