頂空進(jìn)樣器的原理、特點(diǎn)與操作步驟

　　頂空進(jìn)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(guò)加熱升溫使揮發(fā)性組分從樣品基體中揮發(fā)出來(lái)，在氣液(或氣固)兩相中達到平衡，直接抽取頂部氣體進(jìn)行色譜分析，從而檢驗樣品中揮發(fā)性組分的成分和含量。
 

　　使用頂空進(jìn)樣技術(shù)可以免除冗長(cháng)繁瑣的樣品前處理過(guò)程，避免有機溶劑對分析造成的干擾、減少對色譜柱及進(jìn)樣口的污染。
 

　　一、基本原理
 

　　頂空進(jìn)樣分為溶液頂空和固體頂空。前者是將樣品溶解于適當溶劑中，置頂空瓶中保溫一定時(shí)間，使殘留溶劑在兩相中達到氣液平衡,定量取氣體進(jìn)樣測定。固體頂空就是直接將固體樣品置頂空瓶中，置一定溫度下保溫一定時(shí)間，使殘留溶劑在兩相中達到氣固平衡，定量取氣體進(jìn)樣測定。
 

　　二、頂空進(jìn)樣器特點(diǎn)
 

　　目前，頂空分析方法有手工方式、氣密針進(jìn)樣方式、平衡式加壓系統、定量環(huán)加壓系統、靜態(tài)-動(dòng)態(tài)補償式這五種進(jìn)樣方式。下面就是這幾種進(jìn)樣方式各自的特點(diǎn)。
 

　　(一)手工方式(烘箱或水浴法)ManualInjection
 

　　1、樣品加熱后達到熱平衡狀態(tài)
 

　　2、用注射器將樣品抽出
 

　　3、迅速拿到氣相上進(jìn)樣分析
 

　　(二)氣密針進(jìn)樣方式Gas-TightSyringeInjection
 

　　1、樣品加熱后達到熱平衡狀態(tài)
 

　　2、通過(guò)可加熱氣密針將樣品抽出
 

　　3、移動(dòng)到氣相進(jìn)樣分析
 

　　(三)平衡式加壓系統Balanced-PressureSystem
 

　　1、樣品加熱后達到熱平衡狀態(tài)
 

　　2、用導管通入載氣加壓
 

　　3、樣品隨載氣一起進(jìn)樣
 

　　(四)定量環(huán)加壓系統Pressure-LoopSystem
 

　　1、樣品加熱后達到熱平衡狀態(tài)
 

　　2、加壓將樣品引入定量環(huán)
 

　　3、閥將樣品打入傳輸通道進(jìn)樣
 

　　(五)靜態(tài)-動(dòng)態(tài)補償式——AutoHS頂空進(jìn)樣器
 

　　1、采用的技術(shù)為樣品提取提供了更多的手段
 

　　2、吹掃模式
 

　　3、恒定模式
 

　　4、多次頂空模式
 

　　5、溫度漸進(jìn)模式
 

　　三、如何正確操作頂空進(jìn)樣器
 

　　(一)操作步驟
 

　　1、設置參數并放置樣品。設置“樣品”、“閥箱”、“管路”溫度。樣品為50度，閥箱130度，管路140度。溫度穩定后放入樣品，平衡30分鐘后進(jìn)行下面的操作。
 

　　2、進(jìn)樣前吹洗。設置吹洗壓力為0.2-0.3Mpa。按吹洗鍵，約30s后關(guān)閉。
 

　　3、準備進(jìn)樣。先將取樣管扎入相應的瓶?jì)?，再將進(jìn)樣管扎至色譜進(jìn)樣口。觀(guān)察頂空進(jìn)樣器壓力示數，由小變大。待穩定時(shí)，調節“載氣調節”旋鈕使壓力示數增加一個(gè)格(0.02Mpa)。
 

　　4、進(jìn)樣、開(kāi)始采樣。按“進(jìn)樣”同時(shí)操作色譜儀開(kāi)始采樣。聽(tīng)到“咔”然后“砰”的聲音。2s-3s后取出取樣管。
 

　　5、拔出進(jìn)樣管。聽(tīng)到“砰”的一聲此時(shí)進(jìn)樣燈滅，拔出進(jìn)樣管。將“載氣調節”歸零。
 

　　6、吹洗30s后完成本次進(jìn)樣。
 

　　(二)操作使用注意事項
 

　　1、由于進(jìn)入頂空的載氣同時(shí)進(jìn)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(xiàn)溫度應由小到大，傳輸線(xiàn)小于等于進(jìn)樣口的溫度。
 

　　3、應用頂空時(shí)，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(shí)應注意?？梢杂昧髁坑嫓y量后計算。
 

　　4、時(shí)間設置中，樣品充滿(mǎn)定量管的時(shí)間應充分，定量管的平衡時(shí)間不應太長(cháng)，進(jìn)樣的時(shí)間應足夠長(cháng)。
 

　　5、頂空進(jìn)樣器的壓力調節如果是手動(dòng)的話(huà)，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(tài)的變化引起壓力變化。
 

　　四、怎么清洗頂空進(jìn)樣器
 

　　無(wú)特殊情況下，清洗頂空進(jìn)樣器主要用純水、甲醇或無(wú)水乙醇等沖洗或超聲清洗，污染嚴重可用棉簽輕輕擦拭，不可用力過(guò)度，避免破壞內表面產(chǎn)生活性點(diǎn)，然后放置到烘箱70度烘干后干燥冷卻密封存放即可。
 

　　清洗步驟如下
 

　　1、設置傳送帶溫度為60℃，設置樣品定量管和傳送管溫度為Off。
 

　　2、一旦樣品定量管和傳送管溫度冷卻到低于60℃,關(guān)閉通往頂空進(jìn)樣器的氣體，拆下出口端的放空管線(xiàn)。
 

　　3、在傳送帶中插入一個(gè)空的樣品瓶。
 

　　4、用手提起樣品瓶。
 

　　5、用一次性注射器抽取約6ml的純凈水注射進(jìn)HSS放空管。
 

　　6、降低樣品瓶然后取出來(lái)。重復步驟3到5(注射兩到三次將清洗*)。
 

　　7、再設置一個(gè)空樣品瓶并提起，然后使用一次性注射器注射足夠的空氣將水吹掃出來(lái)。
 

　　8、講傳送管一端插入一個(gè)燒杯或類(lèi)似容器中，并使用一次性注射器從HSS氣體管出口注入約10ml水，然后注入約10ml甲醇。
 

　　9、使用一次性注射器注射足夠的空氣以吹掃出水。
 

　　10、重新安裝好管線(xiàn)并打開(kāi)氣流。然后，切換樣品瓶到Load-INJ反復幾十次以將水和甲醇全部吹出樣品閥和管線(xiàn)。
 

　　五、頂空分析儀的功能與特性
 

　　頂空分析，由于操縱氣體，取樣技術(shù)也有所不同。如果不定量或者僅僅以限定樣品作為對象，用通常的液體進(jìn)樣注射器就行了，氣密性注射器也可以，但是可以想像要*除掉濃縮成分或注射器氣密面出來(lái)的殘余成分并非很容易。由于此緣故，進(jìn)行了代替注射器的方法開(kāi)發(fā)。
 

　　(一)樣品小玻璃瓶
 

　　在實(shí)驗室常用的東西有三角燒瓶?，F今，在頂空分析中可使用的器皿不少。特別要注意有關(guān)耐壓性方面的安全問(wèn)題?？扇夹杂袡C溶劑基體比較危險。作為替代物，可以使用結核菌素用的帶橡皮蓋的瓶子，但是在頂空分析中通常被考慮的小玻璃如圖所示(有保護的部分，不能制造、買(mǎi)賣(mài)同一或類(lèi)似產(chǎn)品)。
 

　　用這種構造的小玻璃瓶，由基體產(chǎn)生的蒸氣壓不會(huì )使小玻璃瓶封口鼓起，可以進(jìn)行高精度的分析，另外，隔墊按氣密性、耐熱性和表面編碼的分類(lèi)，有多種可以向用戶(hù)提供，而且，為了保證樣品的溫度控制和自動(dòng)分析的可靠性，小玻璃瓶的外徑、高度、內部容積應按固定標準進(jìn)行生產(chǎn)。
 

　　(二)取樣方法
 

　　如上所述，作為替代利用注射器的方法，采用了在取樣時(shí)對小玻璃瓶加壓，利用其壓力將氣相部份(頂空相)導出小玻璃瓶的方法稱(chēng)為平衡壓力進(jìn)樣法。作為的裝置在與分離系統的壓力達到平衡時(shí)，把頂空相直接導入柱子。
 

　　作為其它方法，也有加壓后，通過(guò)保溫的氣體取樣閥的回路把頂空從大氣中分離出來(lái)后，及從前的閥同樣地變換回路導入柱子的方法，后一種方式因為反一個(gè)大氣壓的氣體樣品再次返回分離系統的柱頭壓中而導致峰的展寬。對于毛細管柱分析是不適合的。其優(yōu)點(diǎn)是僅知道回路體積。頂空相因為不是原來(lái)大氣壓(首先決定于體積和溫度)，正確地使用何種方法必須由采樣的體積判斷。我們認為由于可動(dòng)面的拼合和作為回路開(kāi)始部分的金屬與分析成分接觸時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題，會(huì )對分析結果產(chǎn)生干擾。
 

　　頂空進(jìn)樣技術(shù)在藥品領(lǐng)域已成為必要的分析手法之一，從分析的精密度、重現性、操作文獻來(lái)看，近年來(lái)，頂空分析的必要性日益增加。同時(shí)，食品和環(huán)境分析領(lǐng)域也將是頂空技術(shù)的重要應用領(lǐng)域。