高效氣相色譜儀靜態(tài)頂空進(jìn)樣分析常用技術(shù)有多次頂空萃取技術(shù)、反吹技術(shù)、冷凍富集技術(shù)、衍生化反應(yīng)技術(shù)和定量分析技術(shù)等。
一、多次頂空萃取技術(shù):
靜態(tài)頂空進(jìn)樣一般只對(duì)一個(gè)樣品取樣一次。如果在第一次取樣后,讓樣品在相同條件下再達(dá)到平衡,進(jìn)行第二次取樣,由于已取了一次樣,盡管分配系數(shù)保持不變,整個(gè)樣品的組成已發(fā)生了變化,第二次頂空氣體的組成與第一次不同,第二次分析所得相同組分的峰面積會(huì)比第一次小。因此,作重復(fù)進(jìn)樣分析時(shí),最好同時(shí)用幾個(gè)頂空樣品瓶,每個(gè)頂空樣品瓶進(jìn)樣一次。
若從另一個(gè)角度看問(wèn)題,從同一頂空樣品瓶重復(fù)取樣進(jìn)行分析,原樣品中待測(cè)組分的濃度會(huì)逐次減小,直到最后被完全萃取。這樣,每次分析所得峰面積之和就對(duì)應(yīng)原樣品中該組分的總濃度。由于待測(cè)組分最后被完全萃取,不會(huì)有樣品基質(zhì)效應(yīng)影響分析。這是多次頂空萃取技術(shù)的基本思路。
采用多次頂空萃取技術(shù)將樣品中的待測(cè)組分全部萃取完,時(shí)間會(huì)相當(dāng)長(zhǎng)。多次頂空萃取技術(shù)可用于定量分析,多用于理論研究。
二、反吹技術(shù):
反吹技術(shù)是改變氣相色譜柱中的載氣流動(dòng)方向,將柱頭滯留的高沸點(diǎn)和極性組分吹出色譜柱。反吹技術(shù)在靜態(tài)頂空進(jìn)樣分析中很重要,可縮短分析時(shí)間,保護(hù)色譜柱。
靜態(tài)頂空進(jìn)樣的分析對(duì)象多為易揮發(fā)組分,當(dāng)對(duì)高沸點(diǎn)組分不感興趣時(shí),可采取反吹技術(shù)將其放空。在固體樣品的分析中,所用溶劑或分散劑常比待測(cè)組分沸點(diǎn)高,采用反吹技術(shù)可消除這些溶劑峰。
三、冷凍富集技術(shù):
當(dāng)頂空氣體中待測(cè)組分的濃度太低(可能由于原樣品的濃度太低,也可能由于組分的蒸氣壓太低)或檢測(cè)器靈敏度不能滿足分析要求,需要加大進(jìn)樣體積時(shí),冷凍富集技術(shù)是靜態(tài)頂空進(jìn)樣分析常用的提高靈敏度的方法。
冷凍富集技術(shù)與冷柱上進(jìn)樣中的冷凍聚焦技術(shù)類似,不同之處是頂空樣品是氣體,冷阱的作用主要是使這些氣體冷凝而富集。冷凍富集主要用于毛細(xì)管柱靜態(tài)頂空進(jìn)樣分析,方法是用液氮或液態(tài)二氧化碳使柱箱、色譜柱或色譜柱入口端的一段處于低溫,當(dāng)大體積的頂空氣體進(jìn)入色譜柱時(shí)先冷凝下來(lái),然后升高柱溫使之氣化,使初始樣品譜帶變窄,從而消除大體積氣體很容易使色譜柱超載的問(wèn)題。通常毛細(xì)管柱頂空進(jìn)樣體積為0.25mL左右,采用冷凍富集技術(shù)后,進(jìn)樣體積可達(dá)1~2mL,使分析靈敏度提高。
四、衍生化反應(yīng)技術(shù):
靜態(tài)頂空進(jìn)樣分析可用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)生揮發(fā)性產(chǎn)物的反應(yīng)。通過(guò)某些化學(xué)反應(yīng)將極性、不揮發(fā)或難揮發(fā)的組分變成揮發(fā)性組分,然后用氣相色譜靜態(tài)頂空進(jìn)樣進(jìn)行分析。在靜態(tài)頂空進(jìn)樣分析中,頂空樣品瓶就是一個(gè)反應(yīng)器,只要將反應(yīng)試劑和必要的催化劑加入到頂空樣品瓶中,控制溫度和反應(yīng)時(shí)間,可實(shí)現(xiàn)在線反應(yīng)靜態(tài)頂空進(jìn)樣分析。
五、定量分析技術(shù):
原則上講,氣相色譜所用的定量方法包括歸一化法、內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法均可用于氣相色譜頂空進(jìn)樣分析。但由于氣相色譜頂空進(jìn)樣分析主要用于液體或固體樣品中揮發(fā)性組分的分析,故歸一化法極少使用,除非樣品為氣體或可全部氣化并用氣相色譜分析。外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法共同的問(wèn)題是基質(zhì)效應(yīng)。在外標(biāo)法中,用于測(cè)定校正因子的標(biāo)準(zhǔn)樣品必須與實(shí)際樣品的基質(zhì)相同,這可通過(guò)“空白”標(biāo)樣制備來(lái)實(shí)現(xiàn)。在內(nèi)標(biāo)法中,基質(zhì)效應(yīng)可通過(guò)樣品稀釋來(lái)消除,所選用內(nèi)標(biāo)物的理化性質(zhì)應(yīng)盡可能接近待測(cè)物而使基質(zhì)效應(yīng)保持一致。
為了保持標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)際樣品的基質(zhì)的一致性,氣相色譜頂空進(jìn)樣分析常采用標(biāo)準(zhǔn)加入法定量,即在待測(cè)樣品中加入已知量的待測(cè)物的標(biāo)準(zhǔn)樣品,通過(guò)比較標(biāo)準(zhǔn)加入前后峰面積的變化來(lái)計(jì)算實(shí)際樣品中待測(cè)物的濃度,這樣基質(zhì)就完全一致了。但要注意,在樣品中加入待測(cè)物的標(biāo)準(zhǔn)溶液后,樣品的體積會(huì)發(fā)生變化而影響相比。因此,在不加標(biāo)準(zhǔn)溶液的樣品中也應(yīng)加入相同體積的溶劑,以確保樣品體積的一致。
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