您好!欢迎访问上海泰特睿杰信息科技有限公司网站!
全国服务咨询热线:

15026928007

当前位置:首页 > 技术文章 > 影响色谱顶空进样的因素有哪些

影响色谱顶空进样的因素有哪些

发布时间:2022-09-13      点击次数:105
  顶空进样分为手工进样和机器进样。顶空进样器是专为色谱分析中需要样品制备而特制的一种高性能低成本的经济型进样器, 它利用顶空技术(气体萃取),免除了繁杂的样品前处理过程, 可用于气体、液体或者固体样品中挥发性组份的定性、定量分析。具有方便、花费少、易于自动化的特点。
  影响高效气相色谱仪静态顶空进样分析的因素有样品性质、样品量、平衡温度、平衡时间、顶空样品瓶和密封盖等。
  一、样品性质:
  静态顶空进样分析最大的优点是不需对样品作复杂的处理,而直接取其顶空气体进行分析,但样品性质仍然对分析结果有直接影响。样品是指置于顶空样品瓶中的原样品,而非进入气相色谱仪的挥发物,因此,要考虑整个顶空样品瓶中的样品性质。
  1、气体样品:
  对于气体样品,顶空样品瓶中只有气相,没有凝聚相(液相或固相),与普通气相色谱分析没有太大区别。气体样品的采样温度和样品保存温度可能不同,一般后者低于前者。在相对低温下保存样品时,有些组分可能会冷凝,分析时要在平衡温度下放置一定时间,使样品达到均匀的气相,以消除部分组分冷凝带来的误差。
  2、液体和固体样品:
  将液体样品转换为气体需要一定时间,气化不完全会使顶空样品与原样品的组成不同,从而影响分析结果的准确度,应在一定温度下平衡足够的时间。
  对于液体和固体样品,顶空样品瓶中有气液或气固两相,甚至气液固三相共存。顶空气体中各组分的含量既与其本身的挥发性有关,又与样品基质有关,特别是在样品基质中溶解度大的组分的基质效应更为明显。顶空气体的组成与原样品的组成不同,对定量分析的影响尤为严重,标准样品不能仅用待测物的标准品配制,还必须有与原样品相同或相似的基质。
  二、样品量:
  样品量是指顶空样品瓶中的样品体积。样品量直接决定相比,对分析结果影响很大。
  样品性质、分析目的和方法是决定样品量的主要因素。
  进样量是通过进样时间(压力平衡系统)或定量管(压力控制定量管系统)来控制的,它受温度和压力等因素的影响。事实上,绝对进样量没有多大意义,重要的是进样量的重现性,只要保证进样条件重现,就能保证重现的进样量。即使在定量分析中,一般也不需要知道绝对进样量。
  静态顶空进样分析一般只从一个顶空样品瓶中取样一次。做平行实验时,要制备几份样品分别置于不同的顶空样品瓶中,每份样品的体积是否重现会影响分析结果。待测组分的分配系数越小,样品体积波动所造成的结果误差越大。反之,分配系数越大,影响越小。实际工作中,样品的分配系数往往是未知的,任何时候都应尽量使各份样品的体积一致。
  样品体积还与顶空样品瓶的容积有关。样品体积的上限是顶空样品瓶容积的80%,以使有足够的顶空体积便于取样。常以顶空样品瓶容积的50%为样品体积。
  三、平衡温度:
  样品的平衡温度与蒸气压有关,影响分配系数。一般来说,平衡温度越高,蒸气压越高,顶空气体的浓度越高,分析灵敏度越高。待测组分的沸点越低,对温度越敏感。然而,在静态顶空进样分析中,温度改变只影响分配系数,并不影响相比。对于给定的样品体系,相比是常数。当分配系数>>相比时,温度影响非常明显。当分配系数<<相比时,温度升高使分配系数减小,但分配系数和相比的变化很小,顶空气体的浓度变化很小。
  平衡温度应根据分析对象选择。实际工作中,一般在满足分析灵敏度的条件下选择较低的平衡温度。温度过高可能导致某些组分分解和氧化,使顶空气体的压力太高。顶空气体压力过高会对下一步加压提出更高要求,可能引起系统漏气。
  静态顶空进样分析中必须保证温度重现。除了平衡温度,取样管、定量环以及与气相色谱仪的连接管路都要严格控制温度,这些温度一般要高于平衡温度,以避免样品的吸附和冷凝。
  四、平衡时间:
  平衡时间一般比分析时间长,分析周期主要由平衡时间决定,缩短平衡时间是提高静态顶空气相色谱分析速度的关键。平衡时间本质上取决于待测组分分子从样品基质到气相的扩散速度。扩散速度越快,扩散系数越大,所需平衡时间越短。
  1、平衡时间的确定:
  由于样品性质千差万别,平衡时间很难预测,一般通过实验来测定。在5~10个顶空样品瓶中装上同一样品,每个顶空样品瓶采用不同的平衡时间,然后进行气相色谱分析,用待测物的峰面积对平衡时间作图,可确定所需平衡时间。
  平衡时间一般不小于30min,以保证样品溶液的气液或气固两相有足够的时间达到平衡。平衡时间也不宜过长,一般不超过60min,否则可能使顶空样品瓶的气密性变差,导致定量准确性降低。
  2、缩短平衡时间的方法:
  (1)提高温度:
  分子扩散系数与分子尺寸、介质粘度和温度有关。温度越高,粘度越低,扩散系数越大,提高温度可缩短平衡时间。
  (2)减少样品体积:
  气体样品或可全部转化为气体的液体样品所需平衡时间短些。液体样品的平衡时间除了与样品性质和温度有关,还与样品体积有关。样品体积越大,所需平衡时间越长。而样品体积又与分析灵敏度要求有关。对于分配系数小的组分,加大样品体积可大大提高分析灵敏度,但所需平衡时间增加。对于分配系数大的组分,加大样品体积对提高分析灵敏度甚微,可用小的样品体积来达到缩短平衡时间的目的。
  (3)采用重叠平衡:
  自动顶空进样器具有此功能,可预设时间程序进行自动分析。
  (4)搅拌:
  实验表明,对于分配系数小的样品,搅拌可使平衡时间缩短一半以上。但对于分配系数大的样品,影响小的多。
  固体样品所需平衡时间长,除了提高温度可缩短平衡时间,减小固体颗粒尺寸和增大比表面可有效缩短平衡时间。将固体样品溶解在适当的溶剂中或用溶剂浸润固体样品,也可缩短平衡时间。
  五、顶空样品瓶:
  顶空样品瓶大多采用硼硅玻璃材质,其惰性能满足绝大部分样品的分析。
  1、顶空样品瓶的要求:
  (1)体积准确。
  (2)能承受一定压力。
  (3)密封性能良好。
  (4)对样品无吸附作用等。
  2、顶空样品瓶真实体积的确定:
  定量分析时要涉及到相比的准确值,这就要知道顶空样品瓶的准确体积。简单方法是先用天平称量空瓶重量,然后充满水再称量,根据水在称量温度下的密度,可计算出顶空样品瓶的准确体积。对同一批顶空样品瓶,可准确测定其中5个的真实体积,用其平均体积作为该批顶空样品瓶的真实体积。
  3、顶空样品瓶的选用:
  顶空样品瓶的体积有5~22mL多种。
  (1)根据气相色谱分析要求而定。
  (2)根据样品情况而定。液体样品多用10mL左右的顶空样品瓶,因为分析灵敏度取决于待测组分在顶空气体中的浓度,而不是样品量。固体样品因为样品本身的体积大,要用大些的顶空样品瓶。
  (3)根据色谱柱要求而定。填充柱或毛细管柱分流进样时,进样体积一般为0.5~2mL,要用大体积顶空样品瓶。毛细管柱不分流进样时,进样体积一般不超过0.25mL,小体积的顶空样品瓶足以满足要求。
  4、顶空样品瓶的清洗:
  顶空样品瓶最好只用一次。若反复使用,一定要清洁干净。清洗方法是先用洗涤剂清洗,然后用蒸馏水清洗,再用纯甲醇冲洗,最后置于烘箱中烘干。
  六、密封盖:
  顶空样品瓶的密封盖由金属盖和密封垫组成。
  1、金属盖:
  金属盖有可多次使用的螺旋盖和一次性使用的压盖。目前多采用一次性使用的铝质压盖。
  2、密封垫:
  密封垫主要采用硅橡胶、氟橡胶和丁基橡胶材质。
  (1)硅橡胶垫:耐高温性能好。
  (2)氟橡胶垫:惰性好。为防止密封垫对样品组分的吸附,目前多用聚四氟乙烯密封垫。
  (3)丁基橡胶垫:价格低。
  密封垫在刺穿一次后可能会漏气而失去保护作用。在制备样品时,要将样品全部加入顶空样品瓶后再密封。需要从一个顶空样品瓶多次进样时,最好连续进行,不要把扎穿过密封垫的顶空样品瓶放置一段时间后再用。
上海泰特睿杰信息科技有限公司
地址:上海市闵行区中春路7001号明谷科技园F栋602室
邮箱:656786802@qq.com
传真:
关注我们
欢迎您关注我们的微信公众号了解更多信息:
欢迎您关注我们的微信公众号
了解更多信息
扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站
访问手机站