頂空氣相色譜法的簡介及應用
瀏覽次數:2009 發布日期: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性成分進行氣相色譜分析的一種間接測定法,它是在熱力學平衡的蒸氣相與被分析樣品同時存在于一個密閉系統中進行的。這一方法從氣相色譜儀角度講,是一種進樣系統,即“頂空進樣系統”。
頂空氣相色譜法主要特點
以往頂空分析中,大都采用紅外光譜法、紫外光譜法、質譜法等測定在液體(或固體)樣品中的揮發性組分。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,當氣體中有幾個組分存在時,就難以得到理想的分析結果。
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、應用范圍廣等特點,使頂空分析展現出嶄新的前景。
頂空氣相色譜分析主要有如下的特點。
1.廣泛適用
頂空氣相色譜法既可分析液體樣品中的揮發性組分,也能分析固體樣品中的揮發性物質;既適用于單組分揮發性氣樣的分析,也能對組成復雜的揮發性組分混合物進行分離分析;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)的揮發性氣態樣品送進氣相色譜儀進行分離分析。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,這是因為避開了常規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樣分析的液體或固體樣品而言,則更有它的實用價值。
頂空氣相色譜法的基本類型
1.靜態頂空氣相色譜法
靜態頂空氣相色譜法系指在密閉的恒溫系統中,與液體(或固體)樣品相平衡的其揮發性氣態成分的氣相色譜分析。
靜態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行分離分析。所使用的分析儀器為一般實驗室用的氣相色譜儀,并配有氣體六通閥進樣裝置。
2.動態頂空氣相色譜法
動態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(常用氮氣)通入液體(或固體)樣品中,把其中的揮發性氣態成分吹掃出來,進行選擇性富集(可用吸附劑、冷阱等),然后經加熱(或其他方法)把所富集的氣態組分由載氣帶入氣相色譜柱中進行分離分析。

動態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驗室用的氣相色譜儀,并配有氣體六通閥進樣裝置。
頂空氣相色譜法的應用
由于頂空氣相色譜分析具有其獨特的優越性,因此,在食品科學、環境科學、材料科學、生化科學等的分析領域中,得到了廣泛的應用。
頂空氣相色譜法(HS-9)是在氣相色譜儀進樣口前面增加一個頂空進樣裝置的一種色譜技術,常解釋為將頂空進樣器與氣相色譜儀聯用的儀器。它利用被測樣品 (氣-液和氣-固)加熱平衡后,取其揮發氣體部分進入氣相色譜儀。它專用于分析易揮發的微量成分,如對甲醇、乙醇等許多易揮發的有機溶劑類;不同季節的花香氣、香水類,帶有易揮發成分的中草藥類;特殊氣味的蔬菜和調味品類等均可用它進行定量分析。頂空氣相色譜與質譜聯用法用于對未知的揮發成分進行定性分析的方法。
頂空氣相色譜法常用于酒后開車司機或行人發生交通事故后對其血液中酒精進行定性定量確證分析、中西醫藥投入市場前其殘留溶劑的標準分析、刑事案件中有毒氣體和揮發性毒物的認定分析等,另外許多行業需要控制產品質量或開發新產品等均會用到這種儀器。這種分析方法可避免水份、高沸點物或非揮發性物質對分析柱造成超載和污染問題。而且操作簡單、快速,分析結果與氣相色譜一樣靈敏、可靠、準確。
注意事項
1.由于進入頂空的載氣同時進入GC,所以用于頂空的氣體也應凈化。
2.頂空瓶加熱溫度,定量管溫度,傳輸線溫度應由小到大,傳輸線小于等于進樣口的溫度。
3.應用頂空時,GC氣體總流量應是頂空的氣流加上GC氣流量,計算分流比時應注意?梢杂昧髁坑嫓y量后計算。
4.時間設置中,樣品充滿定量管的時間應充分,定量管的平衡時間不應太長,進樣的時間應足夠長。
5.頂空進樣器的壓力調節如果是手動的話,建完方法后應記錄樣品加壓和載氣壓力值,以免由于閥狀態的變化引起壓力變化。