襯管中的玻璃毛通過增強(qiáng)高分子量化合物的汽化、促進(jìn)樣品混合、減少反沖和捕獲非揮發(fā)性基質(zhì)來提高色譜性能。我們收到的報告說，襯管中使用玻璃毛會導(dǎo)致半揮發(fā)性化合物的再現(xiàn)性差和響應(yīng)低。本研究將復(fù)制這些條件，并使用不同的分流比和不分流條件評估玻璃毛在襯管中不同位置的影響。

有大量研究工作詳細(xì)介紹了使用含或不含玻璃毛的各種構(gòu)型的襯管，用不分流和分流模式優(yōu)化 GC 進(jìn)樣。 Linx Waclaski 進(jìn)行了一項研究，評估了使用四種不分流襯管時的 C8 到 C40 烴的回收率。與單錐帶玻璃毛襯管和雙錐螺旋襯管相比，單錐和直管型襯管表現(xiàn)出 >C24 的烴的回收率的降低。發(fā)現(xiàn)單錐帶玻璃毛襯管是好的襯管之一，因為玻璃毛增強(qiáng)了較重分析物的汽化。在另一項分流襯管的比較研究中，使用 50 : 1 分流比，含玻璃毛的襯管有最大的峰面積和低的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 （RSD）。

使用不分流進(jìn)樣技術(shù)的研究表明，玻璃毛的量不會改變峰響應(yīng)，也不會導(dǎo)致大多數(shù)活性化合物（如pentachlorophenol和聯(lián)苯胺）的活性增加。只有當(dāng)填裝了常規(guī)玻璃毛量的三倍時，觀察到 2, 4- 二硝基苯酚的響應(yīng)降低，但其他測試的活性分析物則沒有此現(xiàn)象。 Restek 的 Topaz 襯管，會將玻璃毛放入襯管后再進(jìn)行去活，防止玻璃毛纖維斷裂。未去活的玻璃毛纖維會暴露活性硅烷醇。

多年來，我們接到了不少客戶的反饋，當(dāng)他們使用 4 mm 的直管襯管時，無論是分流的還是不分流的，在標(biāo)準(zhǔn)品的校準(zhǔn)曲線的線性和再現(xiàn)性方面會遇到困難。一般來說，玻璃毛置于襯管中約 25 mm 處，剛好在典型的自動進(jìn)樣器進(jìn)樣針的注射位置處。雖然玻璃毛在運(yùn)輸過程中不會移動，但一普遍的假設(shè)是，襯管安裝在進(jìn)樣口后，襯管中的玻璃毛可能移動，從而改變汽化速率。在進(jìn)樣口有壓力的情況下，更換隔墊可能會導(dǎo)致玻璃毛被推到襯管頂部，如果針刺穿玻璃毛，樣品會被注射到玻璃毛的下方。在這種情況下，玻璃毛將無法有效汽化樣品

圖 1：使用具有以下配置（從左到右）的  4 mm  內(nèi)徑直襯管測試分流和不分流條件：玻璃毛在中間，無玻璃毛，玻璃毛在底部，玻璃毛在頂部被自動進(jìn)樣針刺穿。

在此研究中，我們將分別使用 50:1、5:1 的分流比和不分流條件來評估玻璃毛位于不同位置的襯管。如圖 1 所示，將比較玻璃毛在中心、底部、頂部和無玻璃毛的響應(yīng)和再現(xiàn)性。

此項研究選擇的色譜柱是 Restek 的 100% 聚二甲基硅氧烷（PDMS），“ -1 型固定相"， 30 m*0.25 mm*0.25μm ，儀器為 GC-MS ，流速為 1 mL/min 。 5:1 和 50:1 分流比時，溫度程序為 80°C （保持 1 分鐘），以 20°C/min 的升溫速率升至 300°C  （無保持），再以 15°C/min 的升溫速率升至 350°C （保持 10 分鐘）。不分流進(jìn)樣時，溫度程序為 50°C （保持 1.7 分鐘），以 20°C/min 的升溫速率升至 300°C （無保持），再以 15°C/min 的升溫速率升至 350°C （保持 8 分鐘）。不分流保持時間設(shè)置為 1.7 分鐘。 MS 掃描速率為每秒 5.6 次掃描，掃描范圍從 m/z 45 至 550 ，溶劑延遲為 2.6 分鐘。選擇的化合物是從 C8 （正辛烷）到 C40 （正四十烷）的偶數(shù)烷烴的己烷溶液。調(diào)節(jié)濃度以保持兩種分流比的柱上樣品量均為 10ng ，而不分流進(jìn)樣的柱上樣品量為 50ng 。在襯管的玻璃毛在中心、在底部、無玻璃毛，和玻璃毛在頂部被自動進(jìn)樣針刺穿的情況下測試了分流和不分流條件（圖 1 ）。進(jìn)行了五次測試，并在更換襯管時檢查了玻璃毛的位置。如果發(fā)現(xiàn)玻璃毛已經(jīng)移動，則重置玻璃毛并重新測試。

不分流進(jìn)樣提供了好的靈敏度，因為通過關(guān)閉分流口，大部分樣品（和溶劑）被直接輸送到柱上。不分流進(jìn)樣技術(shù)需要仔細(xì)優(yōu)化保持時間、起始溫度、固定相選擇和溶劑。襯管中的緩慢流速會導(dǎo)致溶劑效應(yīng)和活性分析物的降解。由于我們的溶劑是正己烷，它的汽化體積為 223μL ，而襯管的有效容量為 493μL ，這意味著我們的大部分樣品在進(jìn)樣口的保持時間內(nèi)被有效轉(zhuǎn)移到柱中。 Konrad Grob 設(shè)計并制造了一個浸沒在熱油中的玻璃進(jìn)樣口，在那里他注射了苝，并能夠用紫外線觀察到這種化合物。他的研究結(jié)果證明了Leidenfrost effect，即溶劑被蒸汽云保持在分流表面稍上方。這證明了歧視的根源，因為色譜柱位于分流平板上方，低揮發(fā)的樣品會有損失。圖 2 是襯管玻璃毛位于中心與頂部的比較，峰面積響應(yīng)相似。圖上沒有顯示的，襯管無玻璃毛的，它與玻璃毛在頂部的幾乎相同，而玻璃毛在底部的，它幾乎與玻璃毛在中間的相同。這些結(jié)果與其他已發(fā)表的研究結(jié)果相似。

圖二：不分流進(jìn)樣在寬分子量范圍內(nèi)的峰面積響應(yīng)比較，比較了玻璃毛在襯管中間與玻璃毛在襯管頂部被進(jìn)樣針刺穿的。分析了  5  個重復(fù)樣，玻璃毛在中間的  RsD  為  2.4% ，玻璃毛在頂部的  RsD  為  3.7% 。

分流進(jìn)樣使用高流速，減少了樣品在進(jìn)樣口停留的時間。需要玻璃毛或其他機(jī)制來全汽化樣品，然后將其傳輸?shù)街挟a(chǎn)生窄峰。因為傳輸?shù)街系娜軇┮俚枚?，可以使用較高的初始柱溫。圖 3 是使用 5:1 和 50:1 的分流比，比較了玻璃毛位于不同位置的 4 mm 內(nèi)徑的直管襯管。不出所料，玻璃毛在中心的襯管提供了最佳的整體再現(xiàn)性，因為加熱塊和熱傳感器位于進(jìn)樣口的中間。我們的設(shè)定值為 250°C ，進(jìn)樣口的頂部和底部可能會低 100°C 。

這解釋了對于無玻璃毛、玻璃毛在底部和頂部的襯管，高分子量分析物，其 RSD 更高、響應(yīng)更低、歧視更大。在五次重復(fù)分析中，玻璃毛移動到襯管頂部并被針刺穿的差異性最大（圖 3 ）。較高的分流比減少了分析物在進(jìn)樣口停留的時間，導(dǎo)致不能全汽化。

圖三：用 5：1 和 50：1 的分流比，比較了玻璃毛在不同位置的 4mm 內(nèi)徑的直管襯管。玻璃毛在中間的有好的整體重現(xiàn)性，玻璃毛移動到頂部被針刺穿的，在 5 次重復(fù)性測試有最大的偏差。

只要滿足下面這兩個條件，就可以在分流模式下重現(xiàn)客戶的問題：玻璃毛位于襯管的頂部，自動進(jìn)樣針穿透玻璃毛。在超過一半的情況下，使用錐形頂端的自動進(jìn)樣針會將襯管頂部的玻璃毛推回到原位，分析結(jié)果與玻璃毛在中間相似。對于不分流分析，差異更為微妙，可能與其他變量有關(guān)。

對于分流分析，玻璃毛位于襯管中心可提供較重分析物的最佳汽化，從而產(chǎn)生最高的峰面積和最小的標(biāo)準(zhǔn)偏差。分流分析，我們更推薦使用玻璃毛被固定在適當(dāng)?shù)奈恢玫木珳?zhǔn)型襯管。如果使用含玻璃毛的直管襯管，在維護(hù)之前，一定要對入口進(jìn)行卸壓，并確認(rèn)玻璃毛沒有移動。對于不分流分析，玻璃毛在底部和中間具有相似的回收率。玻璃毛在底部的單錐襯管已被證明可以提供樣品的良好汽化，同時減少分析物的分解。

我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)儀器未進(jìn)行卸壓，在更換進(jìn)樣隔墊后，直管襯管中的玻璃毛會移動到襯管頂部。如果針刺穿玻璃毛，則會將樣品注入玻璃毛下方，導(dǎo)致出現(xiàn)本研究測量中的最高 RSD 。