毛细管气相色谱系列讲座（4）

                毛细管气相色谱仪（C）---分流/不分流进样

色谱柱一般认为是色谱仪的心脏，而毛细管气相色谱仪的进样系统有把它比喻为“阿基里德的脚后跟”(Achilles  heel)，即致命的弱点(据传说阿基里德除脚后跟外全身刀枪不入)，所以毛细管气相色谱的进展在很大的程度上决定于毛细管气相色谱柱(固定液和柱工艺)和进样系统的进展。毛细管气相色谱仪近年已经很成熟，正是因为在这两个关键问题上有了很大的发展。

为了满足定性和定量分析的要求，进样系统要没有或有很小的歧视(discrimination)，所谓歧视就是进入色谱柱的组成含量与实际组成含量没有变异(就像在填充柱色谱那样)，在分流进样中常常会产生歧视，也就是非线性分流，所以对进样系统的第一个要求就是要避免歧视。对进样系统的第二个要求是由进样系统带来的谱带加宽越小越好。

       目前使用的进样方式有: 分流进样，分流/不分流进样，柱头进样，直接进样，程序升温气化进样。

分流进样：一般气相色谱仪的气化室体积为 0.5 ～2.0mL ，常用毛细管色谱柱的载气流速为0.5～2.0 mL/min  如果载气以理想的层流方式流过气化室，并把样品冲洗到色谱柱中，那么需要0.25～4min，这样色谱峰会大大变宽，以至无法应用。此外现有的微量注射器也无法准确、重复地注入几个nL的样品。因此在毛细管色谱发展的初期就采用分流的办法解决上述问题。

分流进样器：典型的分流/不分流进样器如下图所示，经预热的载气进入进样系统, 载气分为两路，一路气向上冲洗注射隔垫，另一路气以较高的流速进入气化室，在气化室内装有一个玻璃和石英的衬管，在此处样品与载气混合，混合以后的气流在毛细管入口处以一定的“分流比”进行分流，所谓分流比是指进入毛细管柱的混合气体体积与放空载气体积之比。对常规毛细管柱(0.22～0.32 mm I.D.)，分流比一般为 1:50到 1:500，对大内径厚液膜毛细管柱，其分流比比较低，一般为 1:5到 1:50。对小内径毛细管柱，其分流比超过 1:1000。

                       分流/不分流进样器示意图

         rubber septum 硅橡胶隔垫；septum purge outlet 隔垫吹扫气出口；

         carrier gas inlet 载气入口；split outlet 分流气出口；

         heated metal block 加热块；glass liner 玻璃衬管

         vapourisation chamber 蒸发室；column色谱柱

不分流进样器：所谓不分流进样是在进样时，把分流进样系统的分流阀关闭一段时间，所有样品在气化室内蒸发为样品蒸汽，并被载气带入毛细管中，然后又把分流阀打开，把少量未进入柱中的混合气体吹走。由于这一转移过程需要几百毫秒，可能会造成谱带的加宽，但是通过优化的浓缩效应，可有效地抑制色谱峰的谱带加宽。

       不分流进样的主要优点是可以把全部样品注入色谱柱，比分流进样的灵敏度大大提高，所以它适合于痕量分析。

        上图也可以用作不分流进样器，在进样时分流电磁阀关闭，但注射隔垫处的吹洗气流(约 2 mL/min)一直保持，经过一段时间(30～90s)，大部分溶剂和溶质蒸汽进入色谱柱，电磁阀打开，在气化室中剩余的溶剂和溶质蒸汽通过分流阀吹走。