頂空氣相色譜法的簡介及應(yīng)用
瀏覽次數(shù):1909 發(fā)布日期:2014-5-8
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頂空氣相色譜的概念
頂空氣相色譜是指對液體或固體中的揮發(fā)性成分進(jìn)行氣相色譜分析的一種間接測定法,它是在熱力學(xué)平衡的蒸氣相與被分析樣品同時存在于一個密閉系統(tǒng)中進(jìn)行的。這一方法從氣相色譜儀角度講,是一種進(jìn)樣系統(tǒng),即“頂空進(jìn)樣系統(tǒng)”。
頂空氣相色譜法主要特點(diǎn)
以往頂空分析中,大都采用紅外光譜法、紫外光譜法、質(zhì)譜法等測定在液體(或固體)樣品中的揮發(fā)性組分。由于這些測試方法的靈敏度有限和缺乏分離混合物的能力,因此,當(dāng)氣體中有幾個組分存在時,就難以得到理想的分析結(jié)果。
自從氣相色譜法問世以來,許多色譜分析工作者把氣相色譜法應(yīng)用于頂空分析之中,由于氣相色譜法具有分離效能好、靈敏度高、樣品用量少、分析速度快、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn),使頂空分析展現(xiàn)出嶄新的前景。
頂空氣相色譜分析主要有如下的特點(diǎn)。
1.廣泛適用
頂空氣相色譜法既可分析液體樣品中的揮發(fā)性組分,也能分析固體樣品中的揮發(fā)性物質(zhì);既適用于單組分揮發(fā)性氣樣的分析,也能對組成復(fù)雜的揮發(fā)性組分混合物進(jìn)行分離分析;既能用于常量頂空氣樣分析,又能檢測低含量的揮發(fā)性組分。
2.快速簡便
頂空氣相色譜分析直接取液體樣品(或固體樣品)的揮發(fā)性氣態(tài)樣品送進(jìn)氣相色譜儀進(jìn)行分離分析。在很多情況下,可以省去樣品前處理操作,故此法要比普通的色譜分析更為快速簡便。
3.低檢測限
頂空氣相色譜分析有時還可獲得比普通氣相色譜分析更低的檢測限,這是因?yàn)楸荛_了常規(guī)樣品前處理過程中所帶來的溶劑干擾、以及頂空樣品的某些特殊性的緣故。對于容易分解和無法直接進(jìn)樣分析的液體或固體樣品而言,則更有它的實(shí)用價值。
頂空氣相色譜法的基本類型
1.靜態(tài)頂空氣相色譜法
靜態(tài)頂空氣相色譜法系指在密閉的恒溫系統(tǒng)中,與液體(或固體)樣品相平衡的其揮發(fā)性氣態(tài)成分的氣相色譜分析。
靜態(tài)頂空氣相色譜分析的取樣裝置,用注射器取氣體樣品,然后送入氣相色譜柱進(jìn)行分離分析。所使用的分析儀器為一般實(shí)驗(yàn)室用的氣相色譜儀,并配有氣體六通閥進(jìn)樣裝置。
2.動態(tài)頂空氣相色譜法
動態(tài)頂空氣相色譜法也稱吹掃-捕集氣相色譜分析法,此法使用惰性氣體(常用氮?dú)猓┩ㄈ胍后w(或固體)樣品中,把其中的揮發(fā)性氣態(tài)成分吹掃出來,進(jìn)行選擇性富集(可用吸附劑、冷阱等),然后經(jīng)加熱(或其他方法)把所富集的氣態(tài)組分由載氣帶入氣相色譜柱中進(jìn)行分離分析。
動態(tài)頂空色譜分析的取樣裝置如圖2-38所示,圖中1為捕集管,2為冷卻水,3為樣品管,4為水浴,5為洗氣瓶;所使用的分析儀器為一般實(shí)驗(yàn)室用的氣相色譜儀,并配有氣體六通閥進(jìn)樣裝置。
頂空氣相色譜法的應(yīng)用
由于頂空氣相色譜分析具有其獨(dú)特的優(yōu)越性,因此,在食品科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、生化科學(xué)等的分析領(lǐng)域中,得到了廣泛的應(yīng)用。
頂空氣相色譜法(HS-9)是在氣相色譜儀進(jìn)樣口前面增加一個頂空進(jìn)樣裝置的一種色譜技術(shù),常解釋為將頂空進(jìn)樣器與氣相色譜儀聯(lián)用的儀器。它利用被測樣品 (氣-液和氣-固)加熱平衡后,取其揮發(fā)氣體部分進(jìn)入氣相色譜儀。它專用于分析易揮發(fā)的微量成分,如對甲醇、乙醇等許多易揮發(fā)的有機(jī)溶劑類;不同季節(jié)的花香氣、香水類,帶有易揮發(fā)成分的中草藥類;特殊氣味的蔬菜和調(diào)味品類等均可用它進(jìn)行定量分析。頂空氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用法用于對未知的揮發(fā)成分進(jìn)行定性分析的方法。
頂空氣相色譜法常用于酒后開車司機(jī)或行人發(fā)生交通事故后對其血液中酒精進(jìn)行定性定量確證分析、中西醫(yī)藥投入市場前其殘留溶劑的標(biāo)準(zhǔn)分析、刑事案件中有毒氣體和揮發(fā)性毒物的認(rèn)定分析等,另外許多行業(yè)需要控制產(chǎn)品質(zhì)量或開發(fā)新產(chǎn)品等均會用到這種儀器。這種分析方法可避免水份、高沸點(diǎn)物或非揮發(fā)性物質(zhì)對分析柱造成超載和污染問題。而且操作簡單、快速,分析結(jié)果與氣相色譜一樣靈敏、可靠、準(zhǔn)確。
注意事項(xiàng)
1.由于進(jìn)入頂空的載氣同時進(jìn)入GC,所以用于頂空的氣體也應(yīng)凈化。
2.頂空瓶加熱溫度,定量管溫度,傳輸線溫度應(yīng)由小到大,傳輸線小于等于進(jìn)樣口的溫度。
3.應(yīng)用頂空時,GC氣體總流量應(yīng)是頂空的氣流加上GC氣流量,計(jì)算分流比時應(yīng)注意?梢杂昧髁坑(jì)測量后計(jì)算。
4.時間設(shè)置中,樣品充滿定量管的時間應(yīng)充分,定量管的平衡時間不應(yīng)太長,進(jìn)樣的時間應(yīng)足夠長。
5.頂空進(jìn)樣器的壓力調(diào)節(jié)如果是手動的話,建完方法后應(yīng)記錄樣品加壓和載氣壓力值,以免由于閥狀態(tài)的變化引起壓力變化。