用于氣相色譜分析的樣品導入技術及其應用

  近幾年氣相色譜的樣品導入技術發(fā)展迅猛，具有綠色環(huán)保等優(yōu)勢，如靜態(tài)頂空、熱脫附、固相微萃取等技術，逐漸取代了原有的傳統(tǒng)進樣方法，在化妝品、食品、包裝和制藥業(yè)中的揮發(fā)性成分測定中得到了廣泛應用，具有較好的前景。因此由武漢泰特沃斯科技有限公司色譜技術人員就幾種環(huán)保的樣品導入方法進行分析。

有機化合物的主要分析方法就是氣相色譜法，在其預處理樣品的步驟中，如液-液萃取，需要耗費大量有機溶劑，而這種有機溶劑的廢液是一種環(huán)境污染源。當前對于分析化學技術的要求除了、靈敏和便捷之外，還要求其低污染，減少有害試劑的使用。

1 靜態(tài)頂空

1.1 原理

靜態(tài)頂空法是一種間接性的測定方法，主要是對固液體蒸汽中揮發(fā)性成分進行氣相分析，其原理主要是依據(jù)拉烏爾定律，也就是當系統(tǒng)達到恒溫狀態(tài)下的動態(tài)熱平衡時，氣相中的組分濃度較為恒定。

頂空技術的優(yōu)點主要為：防止分析物在基體中被萃取，緩解溶劑對環(huán)境造成的污染；獲取組分較為干凈，基體造成的干擾較小；縮短預處理所耗費的時間，維護進樣系統(tǒng)。

1.2 應用

靜態(tài)頂空測量的主要為200℃以下的揮發(fā)性組分，及預處理較為困難的樣品，而高沸點的難揮發(fā)物先完成化學衍生化。頂空技術通常用于食品、香精、環(huán)境樣品和煙草產品中的易揮發(fā)物。

2 熱脫附

2.1 原理及吸附劑選擇

熱脫附是通過熱的流動氣體（惰性）解析或者提取溶液樣品中目標物的一種技術，其中包括樣品采集、樣品預處理濃縮、目標物提取和進樣等系列過程。相較于傳統(tǒng)溶劑的洗脫，熱脫附技術的操作更為便捷，具有較高的富集效率，且溶劑無毒性，是一種環(huán)保、綠色的預處理樣品技術。

一些專家對熱脫附裝置進行了完善，如通過氣路回路和吸附劑分離捕集，有效防止了記憶效應，而熱轉換線的縮短，有效降低了損失和分解的有機物量，大幅度改善了系統(tǒng)靈敏性，能夠在不同的基體中廣泛應用。安捷倫公司實現(xiàn)了同步切換電子控制閥和電子制冷，有效避免了結冰堵塞，100℃/s的加熱效率保證系統(tǒng)解吸效率較高，而雙重濃縮（冷阱、采樣管）使富集倍數(shù)能夠達到十萬以上。分流系統(tǒng)能夠重復多次樣品實驗，而泄露測試裝置能夠使數(shù)據(jù)和樣品更為完整。

熱脫附技術中應用的吸附劑與其他技術中所用吸附劑有一定程度的共通性，通常情況下，可以參照吹掃捕集技術來進行吸附劑的選擇。原有的熱脫附技術是一種單級過程，其將樣品中的分析物直接送至氣象色譜分析儀中，這個過程通常需要耗費幾分鐘的時間，而較長的進樣時間會展寬色譜峰。因為溶劑和水無法事先排除，在制冷過程中易導致鬼峰、管路堵塞和高背景，單向流路會嚴重影響分析的重現(xiàn)性。

2.2 應用

熱脫附技術具有較好的擴展性，能夠延續(xù)到GC/MC、GC使用的藥品，經常聯(lián)用其他樣品導入法如固相萃取。熱脫附技術主要被應用于環(huán)境樣品中，分析半揮發(fā)性和揮發(fā)性有機物，目前主要應用在藥物、食品和法醫(yī)分析等領域中。

3 固相微萃取（SPME）

3.1 定量依據(jù)及參數(shù)選擇

SPME是在原有的固相萃取技術的前提下，新興的一種萃取分離技術，其采用的萃取頭是熔融石英纖維，萃取頭上涂有色譜固定液，在選擇固定液時，可以遵循相似溶液的原理。相關專家通過數(shù)學模型推導在一定條件下的分析物萃取量與初始濃度的關系，通過推導發(fā)現(xiàn)無論萃取是否平衡，萃取物在萃取涂層中的質量，都與初始濃度為正比關系。

3.2 應用

近十年來，SPME技術愈發(fā)成熟，得到了較快的發(fā)展和廣泛應用。在SPME的相關文獻報道中發(fā)現(xiàn)，SPME法主要在食品檢驗、生物化學、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)藥衛(wèi)生和法醫(yī)分析等領域中，特別是在分析環(huán)境有機污染物中應用更為廣泛，如工業(yè)廢水、地表水、工業(yè)廢氣和土壤沉積物中的胺類化合物、多環(huán)芳烴檢測。部分待測物的回收率和萃取率都較低，SPME法可以對樣品進行衍生化處理。

綜上，靜態(tài)頂空法比較適用于易揮發(fā)的微量化合物測定，而分析難揮發(fā)的小痕量化合物時可借助吸附劑。熱脫附技術沸點適用性較好，能夠在多種樣品類型中應用。SPME法能夠直接連接氣象色譜分析儀，具有較好的快捷性和簡便性。