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嘉峪检测网 2022-01-05 16:46
在气相色谱分析中,进样时候常见的样品形态为液体或者气体。实际样品经过溶剂提取、过滤、萃取、浓缩和定容等前处理步骤之后变为溶液中的组份成为液体样品;水质中的易挥发组份(经处理后)、大气和工厂废气、天然气等化工气体等则作为气体样品。样品形态和性质的不同会使得其引入进样口的方式不同,催生出多种多样的样品引入装置。
常见的样品引入装置包括微量进样器和气密型进样针、多通阀、顶空进样器、吹扫捕集装置、热解吸装置、固相微萃取等。
1 微量进样器和气密型进样针
对于液体样品而言,最常用的样品引入装置是微量进样器,俗称进样针。微量进样器的种类多种多样,仅依体积而言,常用的微量进样器为1μL或者10μL,可以根据实际的分析条件和样品量选择合适的的微量进样器。微量进样器能够精确进样的体积为其最大刻度的10%。
使用注意事项:(1)为了减少进样针针头弯折的可能性,应当根据实际需要尽可能选择外径大的进样针;对于自动进样器来说,应选择23或者23s的针头;(2)针头的死体积可能影响重复性和响应值,如果条件允许可以选择较小内径的进样针头;(3)在分析高粘度的样品时候应当考虑适当稀释样品或者选择较大内径的进样针头,避免因为样品粘度问题造成堵塞。
当样品量较大时候,可以使用液体自动进样器,其中安装有微量进样器,可以实现自动化和高通量的样品进样过程。
有一些微量进样器也会做成气密型的,但一般而言谈到气密型进样针更多指的是用以气体进样的气密针。
2 多通阀
对于气体样品而言,最常用的样品引入装置是多通阀,其中以六通阀和十通阀最多。在气相色谱分析中,一些液体样品也使用多通阀进样;当然,液体多通阀进样在液相色谱和离子色谱中使用的更多。
在气相色谱中气体样品使用六通阀或十通阀进样,通过安装在阀上的定量环定量,可以较好地解决样品吸附、气密针进样反冲压力大、重复性差等问题,还可以在线取样分析,是气体分析最理想的进样方式。
3 顶空进样器
顶空分析的原理是将待测样品置入一密闭的容器中,通过加热升温使挥发性的组分从样品中挥发出来,达到气液平衡,然后直接抽取顶部气体进行色谱分析,从而测定样品中挥发性组分的组成和含量。顶空进样器是用以实现顶空进样的装置。
由于在取样分析时,样品瓶顶空中的挥发物处于与液体或固体中的相同化合物平衡的状态,顶空进样又称之为“静态顶空”。该方法可以不经过其它前处理技术直接测定水样、固态基质中的挥发性物质,免除了萃取等前处理过程对操作者带来的有机物污染,同时消除了基体干扰。
3 吹扫捕集装置
吹扫捕集分析的原理是将待测样品置入一可密闭的容器(吹扫管)中,使用惰性气体以一定的温度、流量通入液体样品(或固体表面)一定时间,将需要分析的组分吹扫出来,并使之通过装有吸附材料的吸附管(捕集阱)中进行富集;吹扫和捕集之后,快速加热吸附管(捕集阱)使被吸附的组分脱附,用载气带入气相色谱中进行分析。吹扫捕集装置是用以实现吹扫捕集进样的装置。
由于在取样分析时气体连续通过样品进行吹扫,是一种非平衡态的连续萃取,吹扫捕集又称之为“动态顶空”。吹扫捕集将样品中的挥发组分萃取后在装有吸附材料的吸附管(捕集阱)中进行富集浓缩,与静态顶空相比,动态顶空的分析灵敏度大大提高。
4 热解吸/热脱附装置
热解吸/热脱附的原理是将待测样品(挥发性和半挥发性组分)吸附于装有吸附材料的采样管中进行富集,之后对采样管进行加热使挥发性和半挥发性组分从吸附材料中解吸,并通过载气将解吸出的组分带入气相色谱中进行分析。热解吸/热脱附装置是用以实现热解吸/热脱附进样的装置。
根据挥发性和半挥发性组分从采样管中解吸之后是否再进行冷聚焦浓缩,将热脱附装置分为一次热解吸装置和二次热解吸装置。二次热解吸装置中对采样管中解吸出的样品组分进行了浓缩富集,并以较小的载气量将浓缩之后样品组分导入气相色谱,提高了进样效率,并且可以得峰形更佳的谱图。
5 固相微萃取
固相微萃取 是在固相萃取基础上发展起来的一种萃取分离技术。SPME是以涂渍在石英玻璃纤维上的固定相(高分子涂层或吸附剂)作为吸附介质,将其浸入样品溶液或者顶空气体中对待测样品进行萃取和浓缩,待吸附平衡后将涂有固定相的石英玻璃纤维置于气相色谱仪进样口中直接热解吸,用载气带入气相色谱中进行分析。
为了保护涂有固定相的石英玻璃纤维不被折断,且便于插入气相色谱仪进样口中,固相微萃取装置会在石英玻璃纤维之外套上不锈钢管,且石英玻璃纤维可在不锈钢管内通过一定的装置自由伸缩。
固相萃取与固相微萃取的区别:
固相萃取(SPE)有三个重要的过程:首先,样品通过吸附床,样品中的分析物被固体吸附剂完全萃取出来;其次,使用一种溶剂将干扰组分从吸附剂中洗脱下来;最后,使用另一种溶剂将分析物从吸附剂上洗脱下来,得到的溶液再进行蒸发、浓缩等。固相微萃取(SPME)是利用平衡萃取和选择性吸附的原理将分析物从样品体系中转移到萃取涂层上。第一步是将萃取涂层置于样品中,由于选择性涂层对分析物有极强的亲和性,因而分析物被有选择性的萃取;第二步将纤维涂层上萃取的物质直接在分析仪器中解吸。这中间不需要清洗的步骤。
两者的区别首先体现在吸附剂/萃取涂层的选择性上,固相萃取着重于吸附剂的高容量以避免样品穿透,固相微萃取着重于涂层的选择性;其次,固相萃取吸附剂的量较大,会吸附大量非目标分析物且洗脱时候分析物会难以避免损失,固相微萃取由于是萃取涂层,非目标化合物通常不会被大量富集;再者,固相萃取的吸附剂需要将待测物洗脱、浓缩之后进行分析,固相微萃取则可以直接对萃取涂层上的待测物进行分析。
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