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气相毛细管色谱柱的五大进样方式
  • 发布日期:2018-07-17      信息来源:本站      浏览次数:2259
    • 气相毛细管色谱柱有直接进样、分流进样、不分流进样、冷柱头进样和程序升温气化进样五种不同操作方式,各操作方式的原理和影响因素各不相同。

      一、大口径毛细管柱的直接进样
      内径≥0.53mm的毛细管柱称为大口径毛细管柱,由于其内径比一般毛细管粗,柱的样品容量为填充柱的1/10~1/20,介于填充柱和常规毛细管柱之间,柱内载气流速可高达10~20mL/min,因此只需将气化室的内衬管和柱接头稍加改进,就可采用填充柱的进样口直接进样。
       
      二、分流进样
      它是毛细管气相色谱优先选择的进样方式,注入样品后大部分样品被放空,仅有约1/100的样品进入毛细管柱,分流比可在1/20~1/200的范围调节。适用于大部分气体或液体样品的分析,尤其对未知样品使用分流进样,可保护毛细管柱不被沾污,防止柱效降低。
       
      分流进样方式,由总流量阀控制载气的总流量,载气进入气化室分成两路,一路作为隔垫吹扫气,流量仅为1~3mL/min。另一路进入气化室与气化的样品蒸气混合后再分为两部分,其中大部分经分流口放空,仅小部分进入毛细管柱。若载气总流量为104mL/min,隔垫吹扫气设置为3mL/min,则101mL/min进入气化室,当分流流量为100mL/min时,柱内流量仅为1 mL/min,此时分流比为1/100。应看到此气路设计将柱前压调节阀安装在分流气路上,在载气总流量不变的情况下,提高柱前压,使柱流速增大,可加快分析速度;若保持柱前压不变,通过调节总流量阀可改变分流比,即总流量愈大,分流比也愈大。
       
      分流进样时,气化室的内衬管大部分都不是直通式,管内有缩径处或装有烧结板,在缩口处放置有玻璃珠或硅烷化玻璃毛,以增大与样品接触的面积,保证样品*气化。填充物应位于衬管的中间温度高处,也是注射器针尖所达到处,可减少分流歧视。
       
      分流歧视是指在一定分流比的条件下,由于样品中不同组分的沸点差异,而造成它们的实际分流比是不同的,因而会造成进入毛细管柱的样品组成不同于原始样品的组成,从而影响定量分析的准确度。消除分流歧视的方法是在柱容量允许的条件下,依据样品浓度尽量采用小的分流比,并尽量使样品快速气化。
       
      三、不分流进样
      当分流进样不能满足对分析灵敏度的要求,或分析含有大量溶剂的样品中痕量组分时,才使用不分流进样技术。
       
      为消除溶剂效应可采用瞬间不分流技术,即当进样开始时关闭分流电磁阀,使系统处于不分流状态,此时进入系统的载气,仅为进入毛细管柱和隔垫清扫所需的载气量(3~5mL/min),然后向气化室注入2~3uL样品,经30~80s,待大部分气化样品开始进入毛细管柱,立即开启分流电磁阀,使系统处于分流状态。此时存留在气化室的大部分溶剂气体(显然也包括约5%的样品组分)很快从分流口放空,从而明显地消除了溶剂拖尾,使分流状态一直保持到分析结束,就可将原来被掩盖在溶剂拖尾峰中的组分分离出来。
       
      由上述可知不分流进样不是不分流,而是一种将瞬间不分流与大部分时间分流相组合的进样方式。为获得准确的分析结果,如何确定瞬间不分流的时间间隔,就成为操作的关键。使用不分流进样时,样品进入毛细管柱的量比分流进样多,并利用了溶剂效应(又称溶剂聚焦),使与溶剂挥发性相接近的微量组分被浓缩在尚未挥发的溶剂中,从而获得微量组分的狭窄谱带并提高了分离度,还可提高检测的灵敏度和定量测定结果的准确度。
       
      当采用不分流进样方式时,气化室温度设置可比分流进样时稍低一些,以使样品在气化室滞留时间长一些,气化速度稍慢一些。但此温度下限应能保证待测组分在瞬间不分流时间间隔内能*气化。进样后应尽量采用程序升温方式操作,以保证溶剂聚焦的良好结果。进样量不宜超过2~3uL,应采用容积大的内衬管,否则会产生样品倒灌;进样速度应快些,进样速度的重现性会影响分析结果的重复性。
       
      四、冷柱头进样
      对受热不稳定的样品,可将其直接注入处于室温或更低温度下的毛细管柱柱头。此时气化室的结构特点:无加热装置,但有冷空气或制冷剂(液态N2或CO2)的入口和出口;注射针入口处无进样隔垫,但有一停止阀可阻止或允许注射针将样品注入冷柱头。进样时,先把注射针头插入进样通道,停在停止阀上部,再开启停止阀,将针头插到毛细管柱头上,快速注射(约0.5uL)样品,然后将注射针头提回到停止阀上部,关上阀门,拔出注射针,立即开始程序升温分析。
       
      冷柱头进样的优点是消除了宽沸程样品组成的失真和受热不稳定样品的吸附与分解;分离的柱效高,灵敏度、准确度和精密度都比较高。缺点是仅适于分析浓度簇0.1%的样品,对高浓度样品需稀释后再进样,否则引起柱超载;的细长注射针头操作不当易损坏;长期使用柱头易被污染;各组分的保留值重复性较差。
       
      冷柱头进样远不及分流进样、不分流进样使用得那么普遍,冷柱头进样器不是气相色谱仪的标准配置,是需另购的选件,会增加分析成本。
       
      五、程序升温气化进样(PTV)
      将气体或液体样品注入气化室处于低温的内衬管后,立即按设定的程序升温步骤,迅速提高气化室的温度,再实现样品的快速气化。它的结构特点是:
      ①气化室既有实现快速升温的程序升温电热装置,又有可使之快速降温的半导体制冷装置或可通入制冷剂(液态N2或CO2)的进、出口通道;
      ②配有分流阀,可实现分流进样和不分流进样;
      ③进样口可采用无隔垫进样头,配有的停止阀,也可配备有隔垫的进样头。

    北京迪科马科技有限公司(迪马科技)

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