程序升温气相色谱法

• 调节pH值
控制pH值，使酸或碱的离解度改变，或使 其中待测物的挥发性变得更大，有利于分 析。
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• 固体样品的粉碎： 固体样品的扩散系数小 平衡时间较长 小颗粒利于缩短平衡时间 粉碎方法：冷冻粉碎（因为研磨会发热， 挥发性组分会丢失）。 水或有机溶剂浸润样品 减少吸附
• 水分的影响： 水蒸气影响GC分离结果 除水装置：氯化钙、氯化锂的短预柱
Vl
平衡常数K ＝ Cl / Cg
容器密封，有下式成立：
C0Vl =ClVl +CgVg =KCgVl +CgVg
C0 =Cg(KVl +Vg)/Vl =Cg(K+β)
20平12-3-衡19 状态下，气相组成与样品的组成成正比86
仪器装置
简单进样装置 手动进样 恒温槽，气密注射剂
缺点： （1）压力控制难以实现（锁定压 力注射器） （2）温度控制（恒温炉中加热）
• 结果 全氟丙烷测定的线性范围为0.0168 –4.03 mg·L-1。 主要药代动力学参数平均滞留时间(MRT)为(63±5) s, T1 /2 为 ( 44 ± 4) s, Tmax 为 30 s, Cmax 为 ( 2.20 ± 0.20 ) mg·L - 1 ,AUC0-∞为(96 ±11) mg·s·L-1。
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一种克服温度不恒定的方法
取样
进样
手动进样适合作定性分析
精确定量分析：自动顶空进样装置
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自动进样装置 压力平衡顶空进样系统：
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• PE公司的HS－100采用上述装置 控制样品瓶中的压力低于GC柱前压， 否则分析结果将不够准确
• 控制压力的方法： （1）加压取样（另一路载气加压）； （2）提高柱压降；
• 以标准加入法来测定聚氯乙烯（PVC）和 高密度聚乙烯(HDPE)制成的医疗设备经消 毒后的残留EO。
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动态顶空色谱技术与应用
吹扫—捕集进样装置：
动态顶空是相对于静态顶空而言的。与静态顶空
不同，动态顶空不是分析处于平衡状态的顶空样 品，而是用流动的气体将样品中的挥发性成分“吹 扫”出来，再用一个捕集器将吹扫出来的物质吸附 下来，然后经热解吸将样品送入GC进行分析。因 此，通常称为“吹扫—捕集”(Purge & Trap) 进样技 术。
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影响静态顶空色谱分析的因素：
• 1. GC有关；2. 顶空进样有关
• 样品的性质：
气体样品或一定条件下转化为气体的样品(与 普通气相无两样)； 采样温度 < 保存温度
• 液体和固体样品：
“基质效应” 聚集状态对样品组分的影响
对那些溶解度（分配系数）大组分，基质效
应更大。
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消除和减少“基质效应”的方法：
指标数值 6（ 4.5） ml, 10 （ 8） ml, 20（ 17） ml
10～ 200℃ ; ±0.2℃ 50～ 200℃ 50～ 200℃
0 .2 5 m l,0 .5 m l,2 .0 m l,3 .0 m l 0～ 99min ， 步 长 0.01min
0～ 30psi 0～ 99min ， 步 长 0.01min 0～ 99min ， 步 长 0.01min
取气相 进GC分析 也叫“一次气相萃取” 动态顶空：
连续通入惰性气体（如氦气） 挥发性成分
萃取逸出 吸附装置（捕集器） 浓缩 解析
进入GC进行分析 － Purge & Trap（吹扫
－捕集）
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静态顶空色谱的理论依据
密封容器 体积V＝Vl＋Vg
相比：β＝Vg / Vl
Vg
浓度C0，Cl和Cg
• 吹扫－捕集进样器本身和GC条件
• 包括样品处理、吹扫时间、吹扫气流速和解吸温度 等。故这些条件都应严格控制其重现性，采用自动 吹扫—捕集进样器时，样品的处理往往是影响分析 精度的主要因素。
• 吹扫—捕集技术的分析重现性往往比静态顶空技术 低，故用内标法或标准加入法进行定量，以减小操 作条件波动对结果的影响。
• 结论 该法简便、快速、灵敏度好、精密度高。可用于 包裹氟碳类气体的微囊类超声造影剂的药代动力学研究。
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仪器：
• Tekmar 3000 吹扫－捕集浓缩仪(美国Tekmar公司, 中国代理：美国安普科技中心) ; HP 5972气相色谱 -质谱联用仪(美国惠普公司)
方法：一系列样品瓶 采用不同的平衡时间 进行GC分析。
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液体样品：
搅拌技术：机械搅拌 电磁搅拌 分配系数小，搅拌作用较大，有效缩短 平衡时间
固体样品：粉 碎（减少固体颗粒尺寸）
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静态顶空色谱的方法开发和常用技术
• 方法开发的一般步骤：
1 样品的处理：足够的挥发性？固体样品的 粉碎？液体样品的溶解（采用何种溶剂）？ 样品瓶的选择？
• 已有人用数学方法进行研究，并得到了实验证实： 只要作有限次(2～l0次)的重复进样，就可根据数 学公式外推计算出原样品中持测组分的总浓度。
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反吹技术：
• 改变气相色谱柱中的载气流动方向，将柱 头滞留的高沸点的组分吹出色谱柱。 一是为缩短分析时间，二是为保护色谱柱。
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2 确定GC的分析条件：色谱柱，检测器及操 作条件
3 确定平衡温度和平衡时间。
4 样品初步分析：灵敏度，确定优化条件
5 定性和定量分析：GC方法（标准加入法）
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多次顶空萃取技术
• 基本思想：同一样品瓶重复取样进行分析，原样 品中待测组分的浓度就会逐次减小，直到最后被 完全“萃取”。这样，每次分析所得峰面积之和就 对应于原样品中该组分的总浓度。
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吹扫—捕集进样技术的应用
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• 摘要: 目的 建立对一种新型的包裹全氟丙烷气体的白 蛋白微囊超声造影剂静脉给药后直接测定全氟丙烷血药 浓度的方法,研究全氟丙烷在试验犬体内的药代动力学 行为。
• 方法 试验犬麻醉后静脉给药,给药剂量016mL·kg-1 ,取 全血样品,直接进样。应用Tekmar 3000吹扫捕集-气相色 谱质谱组合分析仪对全氟丙烷血药浓度进行定量分析, 用非室模型计算药代动力学参数。
动态顶空萃取－吸附捕集－热解吸－ GC分折
灵敏度较高，可以分析沸点相对较高的组分，平 衡时间短
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吹扫—捕集操作条件选择
温度： 1 吹扫温度：
室温； 水溶液 升温可以增加水的挥发 非水溶液可以采用较高吹扫温度 2 捕集器温度： 吸附温度：室温; 低温冷冻捕集技术(不易 吸附的气体) 解析温度：组分和吸附剂的性质决定
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• 平衡温度： 影响分配系数
一般来说，温度越高，蒸气压越高，顶空 气体的浓度越高，分析灵敏度就越高。待 测组分的沸点越低，对温度越敏感。
K和β的关系
K >> β，影响大；K << β，影响小；
Cg = C0 /(K + β )
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β＝5:1
基本原理：峰面积和待测物的加入量成线性关系
A＝aW＋b
根据标准加入法，我们可以导出相应的关系式：
W0 A0
= W0 +Wa A0+a
⇒ A0+a
= A0 W0
Wa
+ A0
β和线性
a＝A0 / W0; b = A0; W0 = b/a ;
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例子：
• 环氧乙烷(EO)被用于医疗设备的消毒，但 它是一种已知的致癌物，所以有关法规要 求用顶空GC方法测定经消毒的医疗设备中 EO的含量。
度：60℃。二氧六环的K为642，环已烷为0.04。样品量
1mI变为5m1时，二氧六环的分析灵敏度(峰面积)只提高
了1.3%，而环己烷却提高了452％。
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实验的重现性： K越小，样品体积的影响就越大；反之，就 越小。
样品瓶的体积： 样品体积的上限：80％ 有足够的体积顶 空进样 通常采用样品瓶容积的50％为样品体积
• 盐析作用：加盐（如Na2SO4）以改变挥发 性成分的分配系数
盐的浓度：小于5％无作用 高浓度甚至饱 和浓度
对极性组分的影响较大
定量分析中应考虑溶液的体积变化，线性 范围的变化
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• 有机溶剂中加水： 减少有机组分在有机溶剂的溶解度
增大顶空气体的含量
比如，测定聚合物中的2－乙基己基丙烯酸 酯残留量时，样品溶于二甲基乙酰胺中， 然后加入水．分析灵敏度可提高数百倍。
高可达450℃ ，常用200℃
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3 连接管路温度： 足够高防止样品冷凝（80～150℃）
吹扫气流速与吹扫时间：
吹扫气流速取决于样品中待测物的浓度、挥发 性、与样品基质的相互作用(如溶解度)以及其 在捕集管中的吸附作用大小。
氦气：流速20~60ml/min；氮气可稍快一些。 吹扫流速太大会影响样品的捕集
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顶空进样器的技术指标：
平衡温度、平衡压力、加压时间、压力高低、 取样时间、载气流速影响 GC进样量，需严格控 制技术指标
技术指标名称 样品瓶容积