氣相色譜儀
吹掃捕集儀進(jìn)樣是將惰性氣體或氮?dú)膺B續(xù)不斷地通入液體或固體樣品中,將揮發(fā)性組分從樣品基質(zhì)中吹掃出來(lái),隨氣流進(jìn)入捕集阱,捕集阱采用吸附劑或低溫冷阱對(duì)吹掃出來(lái)的揮發(fā)性組分進(jìn)行捕集,再經(jīng)熱解吸將組分送入氣相色譜儀進(jìn)行分析。這種技術(shù)又稱(chēng)動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣。
一、工作原理:
絕大部分吹掃捕集進(jìn)樣分析采用氦氣作為吹掃氣,將其通入樣品溶液中鼓泡。在持續(xù)的氣流吹掃下,樣品中的揮發(fā)性組分隨氦氣逸出,并通過(guò)捕集阱進(jìn)行捕集。吹掃一定時(shí)間,待測(cè)組分全部或定量地進(jìn)入捕集阱后,關(guān)閉吹掃氣,由切換閥將捕集阱接入氣相色譜儀的載氣氣路,同時(shí),快速加熱捕集阱,使組分熱解吸后隨載氣進(jìn)入氣相色譜儀進(jìn)行分析。通常使用的檢測(cè)器是ECD和MSD等。
二、結(jié)構(gòu):
吹掃捕集儀進(jìn)樣系統(tǒng)由樣品瓶、捕集阱、連接管路、閥、捕集阱與色譜柱連接的接口等組成。
1、捕集阱:
捕集阱由吸附管和吸附劑等組成。
(1)吸附管:
在吸附管內(nèi)樣品流經(jīng)的路徑上,若待測(cè)組分活性大或在吸附管內(nèi)壁易冷凝,會(huì)使樣品有損失或轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)。
1)在80℃時(shí),不銹鋼材料對(duì)鹵代烴具有反應(yīng)活性。
2)聚四氟乙烯材料的溫度特性很好,惰性非常好,但小分子鹵代烴(如二氯甲烷)對(duì)聚四氟乙烯具有滲透性。
3)高純鎳材料的惰性好,但若鎳材料表面有水,經(jīng)高溫產(chǎn)生活化點(diǎn),對(duì)溴化物會(huì)產(chǎn)生明顯影響,不能在高于100℃時(shí)和水共存的情況下使用。
4)彈性硅材料的去活性很好,但脆性較大。如果將它內(nèi)襯在不銹鋼管中使用就成為吹掃捕集技術(shù)中的材料,具有很好的去活性、耐用性和熱穩(wěn)定性等,樣品不會(huì)在吸附管內(nèi)壁產(chǎn)生殘存。
(2)吸附劑:
早期的吸附管內(nèi)填充的吸附劑是Tenax、硅球和活性炭等,它們的捕集效率很好。Tenax可吸附捕集在常溫下是液體的化合物,硅球可吸附捕集在常溫下是氣體的化合物,活性炭可吸附捕集鹵代烴(如二氯二氯乙烷)。
樣品中的水蒸氣對(duì)硅球和活性炭產(chǎn)生的干擾非常明顯,特別是使用選擇性檢測(cè)器時(shí)。吹掃捕集進(jìn)樣分析中,樣品中的水與揮發(fā)性組分一起被捕集并熱解吸進(jìn)入氣相色譜儀,水會(huì)影響色譜柱性能,使分辨率變差,基線漂移,噪聲增大。
2、捕集阱與色譜柱連接的接口:
早期的捕集阱與色譜柱連接的接口是一段很短的填充柱,與色譜柱入口垂直連接,吸附管直徑與接口一致。此接口與填充色譜柱連接具有安裝簡(jiǎn)單、操作靈活和可使用注射器進(jìn)行非吹掃捕集直接進(jìn)樣等特點(diǎn),但毛細(xì)管柱不適合使用此接口。因?yàn)槊?xì)管柱使用的載氣流量較低(1——10mL/min),熱解吸出來(lái)的待測(cè)組分在接口和傳輸管路中的停留時(shí)間較長(zhǎng),并暴露在進(jìn)口熱金屬表面的不利環(huán)境中。
吹掃捕集儀捕集阱與毛細(xì)管柱連接的接口有分流接口和冷聚焦接口等。
(1)分流接口:
增加的載氣流量有利于待測(cè)組分在捕集阱中熱解吸。在毛細(xì)管柱入口分流,使毛細(xì)管柱和檢測(cè)器的載氣流量達(dá)到匹配。
(2)冷聚焦接口:
若毛細(xì)管柱的載氣流量小于5mL/min,可采用低溫冷阱對(duì)熱解吸組分進(jìn)行二次冷聚焦。冷聚焦接口是目前分析低濃度揮發(fā)性有機(jī)物zui有效的技術(shù)之一。
冷聚焦接口通常是一根去活性的石英玻璃毛細(xì)管空心柱即聚焦毛細(xì)管柱,直接與毛細(xì)管色譜柱連接。通常使用壓縮泵將液氮輸送到聚焦毛細(xì)管柱外壁上的區(qū)域,溫度可降至——160℃。當(dāng)熱解吸組分流經(jīng)冷聚焦接口時(shí),待測(cè)組分被二次濃縮而載氣直接通過(guò)接口,濃縮完成后停止輸送液氮并快速升高接口溫度(1000℃/min),將濃縮的組分熱解吸出來(lái),全部集中注入毛細(xì)管柱中,在柱內(nèi)形成一段緊湊的樣品塞。
適用于復(fù)雜基質(zhì)中難揮發(fā)組分的分析。
適用于低濃度揮發(fā)性組分的痕量分析。
水中主要污染物分析zui為常用。