頂空進樣器的參數優化“大講堂”
頂空進樣器是氣相色譜法中一種方便快捷的樣品前處理方法,其原理是將待測樣品置入一密閉的容器中,通過加熱升溫使揮發性組分從樣品基體中揮發出來,在氣液(或氣固)兩相中達到平衡,直接抽取頂部氣體進行色譜分析,從而檢驗樣品中揮發性組分的成分和含量。使用頂空進樣技術可以免除冗長繁瑣的樣品前處理過程,避免有機溶劑對分析造成的干擾、減少對色譜柱及進樣口的污染。
頂空進樣器的參數:
1.樣品性質
頂空氣體中各組分的含量不僅與其本身的揮發性有關,還與基質有關系,特別是那些在樣品基質中溶解度大(分配系數大)的組分,基質效應更為顯著。這是頂空進樣的一大特點,即頂空氣體的組成與原樣的組成不同,這對定量分析的影響非常嚴重,因此標準品必須與樣品相同或者相似的基質,否則定量分析較大。減少基質效應:鹽析、加水、調pH、固體粉碎、稀釋等。
2.樣品量
在頂空氣相色譜中,進樣量是通過進樣時間或者定量管來控制的,還受溫度和壓力的影響。頂空分析進樣量是無重要意義的,重要的是進樣量的重現性,即要保證進樣條件的*重現頂空瓶中的樣品體積對分析結果的影響很大,樣品量需依據樣品體系的性質來確定。
樣品量的重現性:待測組分的分配系數越?。ㄔ谀巯嘀械娜芙舛仍酱螅?,樣品量波動對結果的影響越大,實際分析,分配系數一般未知,故需保證樣品量的一致性。
樣品瓶的容積:樣品體積的上限是樣品瓶的80%,以便有足夠的頂空體積,常采用小于50%樣品瓶體積。
總之,樣品性質、分析目的和方法決定樣品體積的主要因素。
3.平衡溫度
樣品的平衡溫度與蒸汽壓直接相關,影響分配系數。一般來說,溫度也高、蒸汽壓越高、頂空氣體的濃度越高,分析靈敏度就越高。待測組分沸點越低,對溫度越敏感,從這一角度,平衡溫度高些,有利于縮短平衡時間。
實際分析中往往是在滿足靈敏度的條件下,選擇較低的平衡溫度。過高的溫度會導致某些組分的分解、氧化(樣品瓶中有空氣),還可能使頂空氣體的壓力過高,特別是有機溶劑(故要選擇高沸點的有機溶劑),過高的頂空氣體壓力會導致系統漏氣。
4.平衡時間
平衡時間本質上取決于被測組分分子從樣品基質到氣相相色譜儀的擴散速度。擴散速度越快,所需平衡時間越短。另外,擴散系數又與分子尺寸、介質黏度和溫度有關。溫度越高、黏度越低,擴散系數越大。所以提高溫度可以縮短平衡時間。縮短平衡時間可以采用攪拌的方法,機械振動攪拌或者電磁攪拌。分析系數大的樣品,采用攪拌影響較小。
頂空進樣器的氣路系統:
頂空進樣器的主氣路部件共包括以下各部件:4個閥、3個加熱區、壓力調節器、樣品定量環、取樣探針、管路與接頭;頂空分析流程:頂空進樣器的分析過程可分為四個步驟:加熱平衡;負壓取樣填充樣品定量環;定量環平衡;進樣。