頂空分析法是將待測樣品置入密閉的容器中,通過(guò)加熱升溫使揮發(fā)性組分從樣品基體中揮發(fā)出來(lái),在氣液或氣固兩相中達到平衡,直接抽取頂部氣體進(jìn)行色譜、質(zhì)譜分析,從而檢驗樣品中揮發(fā)性組分的成分和含量。頂空進(jìn)樣可以免除冗長(cháng)繁瑣的樣品前處理過(guò)程,避免有機溶劑對分析造成的干擾、減少對色譜柱及進(jìn)樣口的污染,是目前使用廣泛的前處理方法。
一、頂空分析法的分類(lèi) 依據取樣方式的不同,頂空分析方法主要有進(jìn)樣針式和管線(xiàn)式二大類(lèi),結合進(jìn)樣過(guò)程,又可分為手動(dòng)進(jìn)樣,自動(dòng)氣密針進(jìn)樣,平衡式加壓進(jìn)樣,定量環(huán)加壓進(jìn)樣,靜態(tài)-動(dòng)態(tài)補償式等五種進(jìn)樣方式。
二、頂空分析法的特點(diǎn)
1、手動(dòng)進(jìn)樣 在樣品加熱一定時(shí)間達到熱平衡狀態(tài)后,用注射器將樣品取出,迅速拿到色譜或質(zhì)譜上進(jìn)樣分析,這種方法使操作繁瑣,對操作人員技術(shù)要求高,由于取樣準確性,取樣到進(jìn)樣過(guò)程溫度變化的不可控,造成樣品損失,因此準確性和重現性較差,一般適用于對樣品結果的準確性要求不高的定性或定量檢測。
2、自動(dòng)氣密針進(jìn)樣 樣品加熱一定時(shí)間達到熱平衡狀態(tài)后,通過(guò)可加熱恒溫的氣密針將樣品抽取,迅速轉移到氣相色譜或質(zhì)譜儀器上進(jìn)樣分析,自動(dòng)氣密針進(jìn)樣采用可加熱恒溫的裝針模塊,使樣品從恒溫箱取出移動(dòng)到進(jìn)樣口的過(guò)程中溫度不發(fā)生改變,去除了樣品在針筒內再凝結造成的損失,氣密針取樣時(shí),不需向樣品瓶?jì)燃訅?,減少了外來(lái)氣體的污染引入和樣品混勻帶來(lái)的誤差,反應了頂空瓶?jì)葮悠返恼鎸?shí)情況,而且靈敏度度很高,氣密針進(jìn)樣時(shí)沒(méi)有公用管線(xiàn),并可根據要求隨時(shí)改變進(jìn)樣量,在2次進(jìn)樣之間持續通入惰性氣體吹洗,可最大限度減少樣品之間的交叉污染,避免了“鬼峰"的出現,但儀器需與色譜或質(zhì)譜儀穩定連接,否則進(jìn)樣針與進(jìn)樣口位置對不準會(huì )造成氣密針彎針現象。
3、平衡加壓進(jìn)樣 樣品加熱一定時(shí)間達到熱平衡狀態(tài)后,用導管通入載氣加壓,樣品用外接載氣一起進(jìn)入色譜或質(zhì)譜的進(jìn)樣口。該種進(jìn)樣方式操作繁瑣,對實(shí)驗人員技術(shù)要求和外接載氣的壓力穩定性都較高,否則造成進(jìn)樣量重現性差,進(jìn)樣后管線(xiàn)清洗麻煩,容易造成交叉污染。
4、定量環(huán)加壓進(jìn)樣 樣品加熱一定時(shí)間達到熱平衡狀態(tài)后,在樣品瓶?jì)燃訅?,加壓平衡后將樣品引入定量環(huán),然后六通閥轉動(dòng)將樣品送入傳輸通道,經(jīng)氣相色譜或質(zhì)譜儀器的載氣帶入進(jìn)樣口進(jìn)樣。這種進(jìn)樣方式進(jìn)樣量準確,對操作人員的技術(shù)水平要求低,樣品檢測的重現性和準確性較好,但進(jìn)樣量無(wú)法根據樣品濃度進(jìn)行調整,樣品是由載氣帶入,在定量環(huán)內存在低倍稀釋的問(wèn)題,會(huì )導致靈敏度稍微下降,而且由于共用管線(xiàn)和閥殘留影響,樣品存在交叉污染的風(fēng)險。
5、靜態(tài)-動(dòng)態(tài)補償進(jìn)樣 采用吹掃模式將樣品瓶?jì)葰怏w置換,在樣品加熱一定時(shí)間達到熱平衡狀態(tài)后,用載氣加壓動(dòng)態(tài)補償進(jìn)樣,被分析樣品在色譜載氣推動(dòng)下進(jìn)入色譜或質(zhì)譜儀進(jìn)樣口內,這種進(jìn)樣方式能自動(dòng)使樣品與氧氣隔離,在加熱條件下不被氧化,在后續的頂空提取過(guò)程中取樣時(shí)間較短,由于樣品瓶?jì)葰怏w分析組分進(jìn)樣量較大,靈敏度較高,但存在管線(xiàn)殘留引起的交叉污染和色譜峰形展寬等風(fēng)險。
三、頂空進(jìn)樣器的選擇
目前,氣密針式,定量環(huán)式,平衡加壓式和靜態(tài)-動(dòng)態(tài)補償四種進(jìn)樣方式均有對應的商品化頂空進(jìn)樣器,因此頂空進(jìn)樣器的采購選擇性較多,用戶(hù)應首先了解自已的工作需要,如樣品的性質(zhì),檢測項目的含量和復雜性,對精密度的要求等技術(shù)指標,再結合樣本量的多少,產(chǎn)品的價(jià)格等選擇一款自己適用的產(chǎn)品。