第四节 气相色谱仪进样系统的选择与使用

一、进样系统的选择：

气相色谱仪分析中，人们总希望有一种进样系统既能适应填充柱和毛细管柱，又能满足不同进样量和进样技术的需要，实践证明这是不现实的，因此，对于一项新的分析任务，面临选择进样系统的问题。进样系统主要是根据样品性质、分析目的和色谱柱类型等来选择，一般原则是在满足分析要求的前提下，尽量选用结构简单、操作和维修方便的进样系统。如填充柱和毛细管柱进样系统前者，毛细管柱常规分析时分流进样系统为等。

1、填充柱进样系统的原因：

（1）结构简单，操作和维修方便。

（2）无隔垫吹扫功能对分析结果影响不大。

（3）填充柱容量大，进样量高达10μL且样品全部进入色谱柱，分析重复性和定量准确度高，有利于微量和痕量分析。

（4）对于极性和易吸附分解的样品，很容易用玻璃衬管或玻璃柱解决。

（5）只要分离度允许，填充柱进样适用于各种挥发性样品的分析，而毛细管柱分析时必须仔细选择进样系统。

（6）对于液体样品，由于柱效有限，进样速度对分析结果影响不大，手动进样和自动进样区别不大。为提高定量精度，只要注意进样量和进样速度尽量重现即可。

2、毛细管柱进样系统：

无论采用什么色谱分析方法，毛细管柱容量和载气流量与填充柱相比都较低，虽然根据毛细管柱分析特点，设计了多种进样系统，改进了进样技术，但进样引起的定量误差总体来说比填充柱进样大。因此，毛细管柱进样系统的选择比填充柱考虑的因素多。从理论上讲某一个样品可能有多种进样系统可供选择，但实际上在性价比、操作简便性和维修保养要求等方面可能存在很大不同。选择进样系统时，应首先列出不同进样系统的优缺点，经比较后再最终确定。如：

（1）对于热稳定样品，分流－不分流进样是。

（2）对于热不稳定或易分解的样品，应选用惰性小的进样系统。

（3）在某一样品操作参数的选择中，采用大分流比和低气化温度，样品仍可能分解，应选用冷柱上进样等。

实际工作中，无论哪种进样系统，完全避免样品歧视是不可能的。色谱分析是相对定量，只要操作参数和条件能稳定重现，即使有一定程度的样品歧视，分析结果也会重复，可通过标准样品的校准来消除样品歧视对定量准确度的影响。

二、进样量：

进样量主要由样品性质、色谱柱容量、检测灵敏度和进样系统等决定。进样量过大，保留时间会变化，峰展宽或畸变，分离度变差；若组分含量低，溶剂拖尾峰可能掩盖组分峰或难以定量。进样量小，可以克服上述问题，使峰分离良好，分析准确度提高，但保留时间会拖后；若样品组分含量相差较大，微量组分可能难以检出。

进样量还和检测器的响应线性范围和动态范围有关。若进样量响应在线性范围内，定量简单，精度高。若进样量响应在动态范围内（非线性段），虽然可以定量，但定量麻烦，误差明显增大。若进样量响应超出动态范围，无法定量。对于非线性响应的FPD分析硫化物时，为了提高信噪比，适当增加进样量有利于提高灵敏度。

色谱分析中，为了减少样品的预处理，实现直接进样，提高工作效率，设计了多种大体积进样系统。

三、气化温度：

气化温度对组分分离和峰形影响很大。温度过低，会产生前延峰。温度过高，会出现分解产物或峰前沿直立。气化温度一般根据样品组成、样品量、色谱柱类型和柱温选择。如冷柱上进样，由于色谱柱插入气化室，温度过高会使柱前沿部分固定相剥落或分解，造成基线不稳和引起鬼峰。

四、隔垫：

隔垫的作用是保证进样口处于密封状态，防止漏气，避免外部气体渗入。

1、隔垫选择：

隔垫的主要性能指标是耐温和耐穿刺次数。优良的隔垫zui高使用温度可达400℃，耐穿刺次数近400次。质劣的隔垫耐温不到100℃，耐穿刺次数仅几次。实际工作中，应根据分析要求选用能满足要求的隔垫，没有必要非选用隔垫，关键是了解隔垫是否会对分析产生不利影响和正确使用。

2、使用注意事项：

（1）气化温度应尽可能低，温度越高隔垫寿命越短。当气化温度过高，可能由于隔垫降解而流失，产生等距鬼峰。此时气化温度可每次降低25℃直到无峰出现来判断和解决。

（2）为了减小痕量分析时隔垫中挥发物对分析的干扰，常在高温下对隔垫进行老化。

（3）隔垫螺母不要拧得太紧。优良注样器的隔垫螺母不用拧得很紧，好穿刺并延长了隔垫寿命。实验表明，隔垫螺母拧得太紧更易漏气。

（4）注射针尖要锋利，无倒刺。针尖质量对隔垫的穿刺次数影响zui大，质量不高的注射针每次进样可能割下一个约100μg硅橡胶微粒，而积存在衬管内或柱内，每个微粒能吸收高达10ˉ⁹g溶剂或样品，一旦被脱吸，在痕量分析中会引起鬼峰。

（5）尽量使用隔垫吹扫功能。

（6）应及时定期更换。

（7）自动进样有利于延长隔垫寿命，可大大减少隔垫的不利影响。

3、隔垫引起的故障：

（1）漏气：

样品经过隔垫流失，载气和分流流量下降，分析重复性变差。

检漏，必要时更换新隔垫。

（2）大峰后基线上移或下移：

注射进样时隔垫可能有短时间的严重漏气。

更换新隔垫或选用较细的注射针。

（3）保留时间变化：

隔垫密封不良，有间断漏气。

检漏，必要时更换新隔垫。

（4）引起鬼峰：

隔垫表面吸附样品，当程序升温时脱附而产生鬼峰。样品注射过程中把隔垫碎片带入气化室，当温度高于250℃时发生分解而产生鬼峰。

选用耐高温隔垫或适当降低进样口温度。

五、衬管：

1、衬管作用：

（1）防止隔垫碎片和不挥发性样品组分进入色谱柱，保护色谱柱不被污染。

（2）玻璃衬管比不锈钢衬管活性小，可减少对样品的催化分解，基本消除活性对定性和定量分析的影响。

（3）不同的进样方法选择不同结构、形状和规格的衬管，可提高气化效率，大大减小样品气化过程中的样品歧视。

2、衬管设计要求：

（1）尽量减小进样时样品与金属表面的接触。

（2）有不同结构和容积的衬管供选用，以适应不同进样技术的要求。

（3）衬管内壁要进行去活处理。

（4）不会对载气流动造成不良影响。

（5）更换清洗方便。

3、衬管材质：

目前有石英玻璃和硬质（高温）玻璃两种。