主题:【第6期有奖征集】日常气相分析中的进样系统和进样方式的选择经验和选择技巧

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气相色谱的进样系统的作用是将样品直接或经过特殊处理后引入气相色谱仪的气化室或色谱柱进行分析,根据不同功能可划分为1、手动进样系统微量注射器 2、液体自动进样器 3、阀进样系统、气体进样阀 4、吹扫捕集系统  5、热解吸系统 6、顶空进样系统  7、热裂解器进样系统
气相色谱分析中,要求进样液体样品的进样量较少,而且进样需要准确、快速,并有较高的重现性。进样方式有填充柱进柱,分流/不分流进样,冷柱上进样,程序升温汽化进样,大体积进样,阀进样,顶空进样,裂解进样等.
你在日常分析中都使用什么样的进样系统和进样方式.详细阐述你选择的原因和分析的最佳参数.期待与你一起分享.

顶空进样参数优化
http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20060728/496668/
希望大家能有原创的经验,因为进样系统和进样方式很多,如果发言的人多,而且精彩,斑竹将申请超过10人获奖
推荐答案:GC回复于2006/10/16
填充柱进样的优点:样品负载能力强,固定相选择比较灵活;缺点:柱效较低,分离时间长。
毛细柱进样的优点:柱效高、灵敏度高、定量更准确、分析时间短、色谱柱惰性好;缺点:柱对样品负载能力低,相对来讲柱子选择灵活性差些。
柱上进样的优点:进样时气化过程带来的歧视现象得以消除,可避免气化时的热分解现象,适用于痕量和气化过程易分解的样品的分析,定量准确精度提高,隔垫引起的各种问题得以消除;缺点:样品必须干净以免污染柱子,要求在柱头对样品再浓缩,进样速度成为重要的参数。

分流进样一般是用于常量分析,微量分析很少用分流进样。填充柱进样是不用分流的,毛细柱进样有分流和不分流。
液体样品一般是用注射器进样。气体样品一般通过六通阀或十通阀进样,也有用注射器进样,但如果是外表法定量时用注射器进样结果不够准确。另外,六通阀和十通阀还可以直接用于高压气体进样。
用六通阀和十通阀进样后最好接上氮气进行吹扫,特别是一台仪器兼测微量和常量时更要将定量管吹扫干净,以免测完常量样品后对测微量样品时造成污染。
六通阀和十通阀使用一段时间后进样时可能会感觉到不顺畅,阻力增大了,这很大可能是由于定量管堵了,要拆开来清洁。

进样技术与技巧
补充答案:

zfxly回复于2006/10/18

关于GC和GC-MS大体积进样装置(自己总结,不全)
1.大体积进样优点
PTV技术是在衬管中加入一定量的填充剂,以便保存大量的溶剂。它的缺点一是有些不稳定的化合物可能会在填充剂的催化作用下分解,二是高沸点的化合物容易吸附在填充剂上无法解析,而使进样器受到污染。COC技术是用一根长的预色谱处理柱将溶剂和被分析物分离,它的缺点是长的预处理柱可能造成峰形的拓宽,同时冷柱头进样对进样速度要求较严,不容易控制。At Column进样器把衬管改为空心衬管,用玻璃珠使进样口和色谱柱分开,而玻璃珠很容易由于气流的不稳造成跳动,使部分溶剂和被分析物不规则的进入色谱柱,且这种大体积进样器与色谱柱连接比较困难。
提升性能和生产效率

将大体积样品进样到气相色谱仪时,您可检测 ppb 级,甚至 ppt 级分析物,同时避免耗时的样品浓缩过程。然而,大量的溶剂可能引起严重的带展宽、峰变形、色谱柱或检测器损坏。 消除这些问题是个难点。如果,在被测定化合物进柱之前,大多数溶剂被蒸发,可以一定程度上缓解这种矛盾。对于复杂的样品基质,样品蒸发发生在程序控温汽化进样口;或对于相对干净基质,样品蒸发发生在带有溶剂排除出口的冷柱头进样口的保留间隙中。


2.存在的PTV仪器
a Agilent所谓的PTV技术,是把内称管体积增大,
单次进样时,样品体积高达 50μL
使用为大体积进样配置的系统,多次进样时的样品体积可高达 500μL
具有分流/不分流进样口的压力脉冲功能。这提供了易于大体积进样的替换方法。
带隔板的或填充的程序升温汽化进样口衬管,以便适应大体积进样和促使溶剂蒸发
可选的 SVE 工具包使方法开发既快速,又简单。此工具包包含执行大体积进样所需的一切功能,包括计算最佳溶剂排出时间的软件。您只需将计算的排出时间输入到您的方法,以便在合适的时间关闭阀门,就能保留所有的分析物,得到尽可能好的分析结果。

个人使用结论:使用不是很好,每次进样量基本上是10ul或者20ul,对于C20以下的低沸点化合物没有多大作用;对于高沸点化合物效果还不错。
2.OPTIC大体积进样器
他们自己说:
突破现有GC分析系统的检测限(FID:0.1ppm-100ppt) 大大降低了GC分析对样品体积和浓度的要求,简化GC和样品前处理工作,减少有毒溶剂使用量,节省大量时间,提高工作效率。 是实现各种联用技术,如LC-GC,SPME-GC/GC—MS的 核心接口技术。
OPTIC程序升温进样器:
● 采用大体积进样技术可以提高检测限,从而减少样品预处理工作。
● 独特的柱端浓缩(at-column)大体积进样专门针对活泼、热不稳定和易吸附物质,可以获得和冷柱头进样同样的分析结果。
● 可直接进样分析固体样品中的挥发性成分,无需样品前处理工作。
● 可直接进样分析“脏”液体样品,实现在线微型顶空进样。
● 顶空进样和气体样品分析时,有独特优势。
Optic at-column
● 经独特设计的衬管,无需填料
● 样品在低温下转移到色谱柱
● 无需优化
● 分析结果与冷柱头进样相同
食品、药物、生物样品的GC分析,样品预处理工作繁琐耗时,而且往往需要进一步溶剂挥发来浓缩痕量样品,以达到检测限的要求。采用先进的进样技术,如大体积进样,固体样品或复杂液体样品直接进样,可以大大提高分析质量,减少样品预处理工作,并且实现全自动化操作。

设计原理:
在称管下部装了一个玻璃珠,来控制进样,和我们用的滴定管上面的玻璃珠差不多。
3.日本杂贺-检科院合作研发的大体积进样器
  将原来色谱分析中进样口的“直形管”改进为“胃形管”,从而将色谱分析的灵敏度提高了50倍,采用一种新型大体积进样器胃袋式衬管。既克服了PTV进样器的催化和吸附问题,也克服了COC进样器预处理柱过长的问题,同时还利用气/质联用仪原有的进样口的分流、不分流模式,吸收了三种进样器的优点,避免了它们的缺点。
产品分别与安捷伦公司程序升温大体积进样器、常规进样进行了比较。通过C10-C40标准品实验表明,次产品在传输效率和色谱峰峰形方面均优于Agilent程序升温大体积进样器,尤其是对低沸点化合物更为明显。有些低沸点化合物用Agilent大体积进样器根本检测不到,使用胃袋形LVI则可以进行检测。对高沸点化合物(C20以上)的检测,胃袋形LVI也要略优于Agilent。与常规进样相比,使用本产品得到的回收率更高。
比较了使用此产品的大体积进样法与使用常规进样的最新日本通知法,选取了菠菜和大豆两种基质对前处理方法和检测结果进行了细致的比对,测定了2005年日本通关检测项目要求的205种农药,考察了前处理流程、净化效果、灵敏度、回收率、RSD等主要指标。
在添加水平为100μg/kg时,两种方法的平均回收率基本均在80%-120%之间,CV值绝大部分小于10,两种方法均满足残留分析方法的基本要求。

美食城回复于2006/10/19

我们实验室做TVOC使用的是上分的气相色谱仪和它配套的HD-D直接进样热解吸仪,这种热解吸的一个大缺点就是,解吸气出来后要经过很长的冷气路管之后,才能进入色谱仪,这样沸点高的组分在进入色谱仪以前就冷凝在气路管中,因此造成高沸点组分不能检出。这个教训希望大家记住。

yaya91回复于2006/10/19

我用的进样系统: 2、液体自动进样器  6、顶空进样系统

进样方式:分流/不分流直接进样,顶空进样. 毛细管柱。

检测器FID.

参数一般为:进样口:250度,检测口:280度
柱温根据实际情况,一般采用程序升温法,3个梯度。

空气:350ml/min,氢气:35ml/min,补充气:25ml/min.

载气流量:2-5ml/min,根据毛细管口径来设。0.32mm的设为3,0.53mm的设为4。

注意气体的纯度质量。及时更换衬管和隔垫。

sgsc68回复于2006/10/19

气体微量组分分析要保证气密性,注意充分的吹扫、置换。象进行氮气中微量氧几个ppm的分析,要对减压阀、气路、定量管、压力表进行多次吹扫,象压力表等存在死体积的气路附件,一定要采用加压、排放;在加压、排放进行吹扫,类似于玻璃仪器的少量多次的原则,每次排放要放净,而用连续吹扫的方法很难奏效。

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填充柱进样的优点:样品负载能力强,固定相选择比较灵活;缺点:柱效较低,分离时间长。
毛细柱进样的优点:柱效高、灵敏度高、定量更准确、分析时间短、色谱柱惰性好;缺点:柱对样品负载能力低,相对来讲柱子选择灵活性差些。
柱上进样的优点:进样时气化过程带来的歧视现象得以消除,可避免气化时的热分解现象,适用于痕量和气化过程易分解的样品的分析,定量准确精度提高,隔垫引起的各种问题得以消除;缺点:样品必须干净以免污染柱子,要求在柱头对样品再浓缩,进样速度成为重要的参数。

分流进样一般是用于常量分析,微量分析很少用分流进样。填充柱进样是不用分流的,毛细柱进样有分流和不分流。
液体样品一般是用注射器进样。气体样品一般通过六通阀或十通阀进样,也有用注射器进样,但如果是外表法定量时用注射器进样结果不够准确。另外,六通阀和十通阀还可以直接用于高压气体进样。
用六通阀和十通阀进样后最好接上氮气进行吹扫,特别是一台仪器兼测微量和常量时更要将定量管吹扫干净,以免测完常量样品后对测微量样品时造成污染。
六通阀和十通阀使用一段时间后进样时可能会感觉到不顺畅,阻力增大了,这很大可能是由于定量管堵了,要拆开来清洁。

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关于GC和GC-MS大体积进样装置(自己总结,不全)
1.大体积进样优点
PTV技术是在衬管中加入一定量的填充剂,以便保存大量的溶剂。它的缺点一是有些不稳定的化合物可能会在填充剂的催化作用下分解,二是高沸点的化合物容易吸附在填充剂上无法解析,而使进样器受到污染。COC技术是用一根长的预色谱处理柱将溶剂和被分析物分离,它的缺点是长的预处理柱可能造成峰形的拓宽,同时冷柱头进样对进样速度要求较严,不容易控制。At Column进样器把衬管改为空心衬管,用玻璃珠使进样口和色谱柱分开,而玻璃珠很容易由于气流的不稳造成跳动,使部分溶剂和被分析物不规则的进入色谱柱,且这种大体积进样器与色谱柱连接比较困难。
提升性能和生产效率

将大体积样品进样到气相色谱仪时,您可检测 ppb 级,甚至 ppt 级分析物,同时避免耗时的样品浓缩过程。然而,大量的溶剂可能引起严重的带展宽、峰变形、色谱柱或检测器损坏。 消除这些问题是个难点。如果,在被测定化合物进柱之前,大多数溶剂被蒸发,可以一定程度上缓解这种矛盾。对于复杂的样品基质,样品蒸发发生在程序控温汽化进样口;或对于相对干净基质,样品蒸发发生在带有溶剂排除出口的冷柱头进样口的保留间隙中。


2.存在的PTV仪器
a Agilent所谓的PTV技术,是把内称管体积增大,
单次进样时,样品体积高达 50μL
使用为大体积进样配置的系统,多次进样时的样品体积可高达 500μL
具有分流/不分流进样口的压力脉冲功能。这提供了易于大体积进样的替换方法。
带隔板的或填充的程序升温汽化进样口衬管,以便适应大体积进样和促使溶剂蒸发
可选的 SVE 工具包使方法开发既快速,又简单。此工具包包含执行大体积进样所需的一切功能,包括计算最佳溶剂排出时间的软件。您只需将计算的排出时间输入到您的方法,以便在合适的时间关闭阀门,就能保留所有的分析物,得到尽可能好的分析结果。

个人使用结论:使用不是很好,每次进样量基本上是10ul或者20ul,对于C20以下的低沸点化合物没有多大作用;对于高沸点化合物效果还不错。
2.OPTIC大体积进样器
他们自己说:
突破现有GC分析系统的检测限(FID:0.1ppm-100ppt) 大大降低了GC分析对样品体积和浓度的要求,简化GC和样品前处理工作,减少有毒溶剂使用量,节省大量时间,提高工作效率。 是实现各种联用技术,如LC-GC,SPME-GC/GC—MS的 核心接口技术。
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● 采用大体积进样技术可以提高检测限,从而减少样品预处理工作。
● 独特的柱端浓缩(at-column)大体积进样专门针对活泼、热不稳定和易吸附物质,可以获得和冷柱头进样同样的分析结果。
● 可直接进样分析固体样品中的挥发性成分,无需样品前处理工作。
● 可直接进样分析“脏”液体样品,实现在线微型顶空进样。
● 顶空进样和气体样品分析时,有独特优势。
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● 样品在低温下转移到色谱柱
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● 分析结果与冷柱头进样相同
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在称管下部装了一个玻璃珠,来控制进样,和我们用的滴定管上面的玻璃珠差不多。
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  将原来色谱分析中进样口的“直形管”改进为“胃形管”,从而将色谱分析的灵敏度提高了50倍,采用一种新型大体积进样器胃袋式衬管。既克服了PTV进样器的催化和吸附问题,也克服了COC进样器预处理柱过长的问题,同时还利用气/质联用仪原有的进样口的分流、不分流模式,吸收了三种进样器的优点,避免了它们的缺点。
产品分别与安捷伦公司程序升温大体积进样器、常规进样进行了比较。通过C10-C40标准品实验表明,次产品在传输效率和色谱峰峰形方面均优于Agilent程序升温大体积进样器,尤其是对低沸点化合物更为明显。有些低沸点化合物用Agilent大体积进样器根本检测不到,使用胃袋形LVI则可以进行检测。对高沸点化合物(C20以上)的检测,胃袋形LVI也要略优于Agilent。与常规进样相比,使用本产品得到的回收率更高。
比较了使用此产品的大体积进样法与使用常规进样的最新日本通知法,选取了菠菜和大豆两种基质对前处理方法和检测结果进行了细致的比对,测定了2005年日本通关检测项目要求的205种农药,考察了前处理流程、净化效果、灵敏度、回收率、RSD等主要指标。
在添加水平为100μg/kg时,两种方法的平均回收率基本均在80%-120%之间,CV值绝大部分小于10,两种方法均满足残留分析方法的基本要求。

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看了大家发的贴,感觉长了很多见识,谢谢大家!继续努力!
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我们实验室做TVOC使用的是上分的气相色谱仪和它配套的HD-D直接进样热解吸仪,这种热解吸的一个大缺点就是,解吸气出来后要经过很长的冷气路管之后,才能进入色谱仪,这样沸点高的组分在进入色谱仪以前就冷凝在气路管中,因此造成高沸点组分不能检出。这个教训希望大家记住。
yaya91
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我用的进样系统: 2、液体自动进样器  6、顶空进样系统

进样方式:分流/不分流直接进样,顶空进样. 毛细管柱。

检测器FID.

参数一般为:进样口:250度,检测口:280度
柱温根据实际情况,一般采用程序升温法,3个梯度。

空气:350ml/min,氢气:35ml/min,补充气:25ml/min.

载气流量:2-5ml/min,根据毛细管口径来设。0.32mm的设为3,0.53mm的设为4。

注意气体的纯度质量。及时更换衬管和隔垫。
sgsc68
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我是做气体分析的,我们单位的气相色谱仪主要用于永久性气体的分析,主要的进样方式主要有注射器进样,一般只能用于常量分析(测定空气中存在的组分),应该说进样重复性不理想,气密性不好,我们用于测定在空气中含量低的组分,如碳氢化物的分析,这种方法在气体分析进样中越来越少了。
六通阀进样,有手动和自动方式,如果阀的质量较好,可保证进样的气密性,进样时,根据柱前压、样品等要求选择进样压力和流速,否则影响进样的重复性。保证进样压力稳定较理想的方式是背压稳压进样,即稳定进样出口压力,可保证进样压力等于柱前压。
其他如八通阀、十通阀、十二通阀等主要用于自动进样,方便气路的前、后切割及中心切割,要根据气路、色谱柱、分析样品性质进行气路设计、时间程序设定,主要应注意保证进样时间、稳定进样压力(气动阀控制要保证驱动气压力要高于样品气压力),进样是要确定阀门动作是否正常,防止发生阀门串气、切换不到位等现象。
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气体微量组分分析要保证气密性,注意充分的吹扫、置换。象进行氮气中微量氧几个ppm的分析,要对减压阀、气路、定量管、压力表进行多次吹扫,象压力表等存在死体积的气路附件,一定要采用加压、排放;在加压、排放进行吹扫,类似于玻璃仪器的少量多次的原则,每次排放要放净,而用连续吹扫的方法很难奏效。
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毛细管的分流进样还有一缺点是会出现样品歧化,使样品进入柱子组分与原样品发生变化。
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冷柱头进样对样品需要考虑:1、容易发生柱超载和柱污染.2、某些溶剂与固定相不兼容.3、初始柱温取决于溶剂的沸点.通过分析柱前采用保留间隙管可以解决与这些参数有关的许多问题.
    故障排除:如果进样后样品在柱头的区域太长(进样量大,湿润性不好)色谱峰将变宽或分裂.保留间隙一般能解决这一问题.采用冷柱头进样时,柱效的降低常常是柱头固定相被污染或降解引起的.冷柱头进样应当只采用固定相固定化的色谱柱,以防止溶剂顶替固定相.可用溶剂冲洗固定化的固定相,以出去污染物,恢复色谱柱性能.如果冲洗后柱性能仍然不能改善,就从色谱柱的入口端截取半米.如果仍然不能恢复色谱柱性能,就必须更换色谱柱.并且对所有脏的样品进一步分析应当使用保留间隙管.
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