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摘要
氣相色譜在日常應(yīng)用中大家普遍將注意力集中在色譜柱、檢測(cè)器等關(guān)鍵部件上，而同等重要的進(jìn)樣口維護(hù)及相關(guān)參數(shù)設(shè)置等卻常常被大家忽略，本文從氣相色譜的相關(guān)概念出發(fā)，介紹其原理，以期為氣相相關(guān)問題的解決提供思路，不足和缺陷之處，望同行批評(píng)指正。
一
氣相色譜的幾個(gè)概念
隔墊：樣品導(dǎo)入色譜柱的關(guān)鍵元件之一，隔墊將樣品流路與外部隔開，起阻擋作用。
隔墊吹掃：隔墊吹掃就是有一股氣流在進(jìn)樣口隔墊下，橫向吹，其作用1、消除進(jìn)樣時(shí)可能帶入的雜質(zhì)。2、消除進(jìn)樣口密封墊在高溫時(shí)釋放出的雜質(zhì)。流量設(shè)置一般為1-3ml/min。
襯管：玻璃襯管是氣化室的一部分，進(jìn)樣的物質(zhì)要在這里加熱氣化。襯管的作用就是加速物質(zhì)氣化，防止未氣化的雜質(zhì)沾到加熱器上，防止雜質(zhì)進(jìn)入色譜柱。襯管的選擇應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面；
1、分流進(jìn)樣，需滿足分流后進(jìn)入色譜柱的這部分樣品能夠*代表所有的樣品，這就要確保樣品在襯管內(nèi)能夠*的汽化并且充分的混合均勻。選擇分流進(jìn)樣襯管時(shí)，需考慮：
1）與分流板結(jié)合處（即襯管的下端）應(yīng)該是開口。
2）樣品要能夠在襯管內(nèi)*的汽化并混合均勻，建議使用惰性石英棉，增大樣品面積，使樣品迅速汽化。
3）腔體要有相應(yīng)的設(shè)計(jì)及填充物，確保汽化之后的樣品混合均勻。
4）對(duì)于反應(yīng)性極性化合物、熱不穩(wěn)定化合物等不建議大面積使用石英棉。
2、不分流進(jìn)樣，即將所有的汽化的待測(cè)的組分都進(jìn)入到色譜柱內(nèi)，襯管建議選擇一端收口的鵝頸型襯管。
3、柱上進(jìn)樣，待分析的化合物的組分沸點(diǎn)范圍分布相當(dāng)廣泛，或者組分的沸點(diǎn)較高，要將所有的樣品組分都打到柱子里，然后在柱子內(nèi)程序升溫，實(shí)現(xiàn)化合物分離，此時(shí)襯管應(yīng)有一個(gè)極細(xì)的收口，使樣品能*的進(jìn)入到色譜柱內(nèi)。
4、其它，襯管如PTV襯管、填充柱襯管等。
分流歧視：指在一定分流比條件下，不同樣品組分的實(shí)際分流比與原來設(shè)定（或測(cè)定）的分流比是不同的，這就會(huì)造成進(jìn)入色譜柱的樣品組成與原來的樣品組成有差異，從而影響定量分析的準(zhǔn)確度。在分流進(jìn)樣中，常常存在分流歧視。影響分流歧視的主要原因：
1、樣品組分的不均勻氣化（如低沸點(diǎn)化合物的氣化過程比高沸點(diǎn)化合物快的多），以及氣化后的狀態(tài)差異。
2、不同樣品組分在載氣中的擴(kuò)散速度差異。
3、分流進(jìn)樣。
消減“分流歧視”的方法；
1、選擇適合分流的襯管
2、色譜柱選擇較高的氣化溫度
3、選擇較小的分流比。通常樣品組分含量低時(shí)，分流歧視對(duì)分離的出峰情況和定量結(jié)果影響較大（如重現(xiàn)性差）。
尾吹氣：又叫補(bǔ)充氣或輔助氣，通常毛細(xì)管柱采用尾吹氣，因?yàn)槊?xì)管柱內(nèi)載氣流量低，無法滿足檢測(cè)器操作條件，在色譜柱后增加一路載氣直接進(jìn)入檢測(cè)器，就可以保證檢測(cè)器在高靈敏度狀態(tài)工作。尾吹氣的另外一個(gè)作用是消除檢測(cè)器死體積的柱外效應(yīng)，因?yàn)榻?jīng)分離的化合物流出色譜柱后，可能由于管道體積增大而出現(xiàn)體積膨脹，導(dǎo)致流速減緩，譜帶展寬。通常尾吹氣的流量應(yīng)根據(jù)檢測(cè)器和色譜柱的尺寸而定。
二
頂空進(jìn)樣參數(shù)優(yōu)化及相關(guān)要求
1、平衡溫度
應(yīng)根據(jù)供試品中殘留溶劑的沸點(diǎn)選擇頂空平衡溫度，一般應(yīng)低于溶解供試品所用溶劑的沸點(diǎn)10℃以下，能滿足檢測(cè)靈敏度即可。對(duì)于沸點(diǎn)較高（如200℃以上），可以嘗試采用直接進(jìn)樣的方式。樣品的平衡溫度與蒸氣壓直接相關(guān)，它影響分配系數(shù)。
一般來說，溫度越高，蒸氣壓越高，頂空氣體的濃度越高，分析靈敏度就越高。但是實(shí)際工作中往往是在滿足靈敏度的條件下選擇較低的平衡溫度。因?yàn)檫^高的溫度可能導(dǎo)致某些組分的分解和氧化（樣品瓶中有空氣），還可以使頂空氣體的壓力過高（特別是使用有機(jī)溶劑時(shí)）。日常檢測(cè)中必須保證溫度的重現(xiàn)性，除了平衡溫度外，取樣管、定量管，以及與GC的連接管都要嚴(yán)格控制溫度。這些溫度往往要高于平衡溫度，以避免樣品的吸附和冷凝。
2、平衡時(shí)間
頂空平衡試驗(yàn)一般為30～45分鐘，以保證供試品溶液的氣-液兩相有足夠的時(shí)間達(dá)到平衡，通常不超過60分鐘，時(shí)間過長，可能引起頂空瓶的氣密性變差，導(dǎo)致定量準(zhǔn)確性的降低。平衡時(shí)間本質(zhì)上取決于被測(cè)組分分子從樣品基質(zhì)到氣相的擴(kuò)散速度。擴(kuò)散速度越快，即分子擴(kuò)散系數(shù)越大，所需平衡時(shí)間越短。另外，擴(kuò)散系數(shù)又與分子尺寸、介質(zhì)黏度及溫度有關(guān)。溫度越高，黏度越低，擴(kuò)散系數(shù)越大。所以，提高溫度可以縮短平衡時(shí)間。由于樣品的性質(zhì)千差萬別，所以平衡時(shí)間很難預(yù)測(cè)。一般要通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定。頂空進(jìn)樣，平衡時(shí)間往往要比分析時(shí)間長，換言之，頂空GC的分析周期往往是由平衡時(shí)間決定的。故縮短平衡時(shí)間是提高頂空GC分析速度的關(guān)鍵。
3、裝樣體積
市售樣品瓶的體積有5-22ml多種，具體選用哪種，一要根據(jù)儀器要求而定，二要看樣品情況而定。樣品量是指頂空樣品瓶中的樣品體積，有時(shí)也指進(jìn)入GC的樣品量。其實(shí)后者應(yīng)稱為進(jìn)樣量。
在頂空GC分析中，進(jìn)樣量是通過進(jìn)樣時(shí)間（壓力平衡系統(tǒng)）或定量管（壓力控制定量管系統(tǒng)）來控制的，它還受溫度和壓力等因素的影響。事實(shí)上，頂空GC分析中進(jìn)樣量沒有多大意義，重要的是進(jìn)樣量的重現(xiàn)性。頂空GC往往只從一個(gè)樣品瓶中取樣一次，要做平行實(shí)驗(yàn)時(shí)，則需要制備幾份樣品分別置于不同樣品瓶中。這時(shí)每份樣品的體積是否重現(xiàn)也影響分析結(jié)果。待測(cè)組分的分配系數(shù)越?。ㄔ谀巯嘀械娜芙舛仍酱螅?，樣品體積波動(dòng)所造成的結(jié)果誤差就越大；反之，分配系數(shù)越大，這種影響就越小。
然而，在實(shí)際工作中，樣品體系的分配系數(shù)往往是未知的，因此建議任何時(shí)候都要盡量使各份樣品的體積一致。具體分析時(shí)，樣品體積還與樣品瓶的容積有關(guān)。樣品體積的上限是充滿樣品瓶容積的80%，以便有足夠的頂空體積便于取樣。常采用樣品瓶容積的50%為樣品體積。
4、對(duì)照品要求
對(duì)照品溶液與供試品溶液需使用相同的頂空條件，因?yàn)闃悠菲恐杏袣?液或氣-固兩相，甚至氣-液-固三相共存。頂空氣體中各組分的含量既與其本身的揮發(fā)性有關(guān)，又與樣品基質(zhì)有關(guān)。特別是那些在樣品基質(zhì)中溶解度大（分配系數(shù)大）的組分，“基質(zhì)效應(yīng)”更為明顯。這是頂空進(jìn)樣的一大特點(diǎn)，即頂空氣體的組成與原樣品中的組成不同，這對(duì)定量分析的影響尤為嚴(yán)重。因此，對(duì)照品不能僅用待測(cè)物的標(biāo)準(zhǔn)品配制，還必須有與原樣品相同或相似的基質(zhì)，否則，定量誤差將會(huì)很大。
實(shí)際應(yīng)用中一些消除或減少基質(zhì)效應(yīng)的方法：
a、利用鹽析作用即在水溶液中加入無機(jī)鹽（如過飽和硫酸鈉溶液）來改變揮發(fā)性組分的分配系數(shù)；
b、在有機(jī)溶液中加入水相，這可以減小有機(jī)物在有機(jī)溶劑中的溶解度，增大其在頂空氣體中的含量；
c、調(diào)節(jié)溶液的pH對(duì)于堿和酸，通過控制pH可使其解離度改變，或使其中待測(cè)物的揮發(fā)性變得更大，從而有利于分析；
d、降低樣品濃度也是減小基質(zhì)效應(yīng)的常用方法，但其代價(jià)是減低了靈敏度；
e、固體樣品中揮發(fā)物的擴(kuò)散速度很慢，往往需要很長時(shí)間才能達(dá)到平衡。盡量采樣全溶的樣品溶液，有利于縮短平衡時(shí)間；
f、其他消除基質(zhì)效應(yīng)的技術(shù)，如全揮發(fā)技術(shù)等，本章節(jié)不再討論。
5、供試品要求
除另有規(guī)定外，精密稱取供試品0.1～1g/mL，以水為溶劑；對(duì)于非水溶性藥物，可采用DMF、DMSO或其它適宜的溶劑。
6、樣品瓶要求
頂空GC樣品瓶的要求是體積準(zhǔn)確、能承受一定的壓力、密封性能良好、對(duì)樣品無吸附作用。
7、密封蓋要求
密封蓋由塑料或金屬蓋加密封墊組成。有可多次使用的螺旋蓋和一次使用的壓蓋兩種?，F(xiàn)在自動(dòng)化儀器多采用一次性使用的鋁質(zhì)壓蓋，使用壓蓋器壓緊后可以保證密封性能。
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