主题：【分享】静态顶空进样分析影响分离度的因素有哪些？

原因
不同的样品量、平衡时间和加热温度对于顶空的提取效率有很大影响，样品量过少、平衡时间过短、加热温度过低会导致含量过低的成分就可能检测不到，而样品量大、平衡时间长和加热温度过高会导致样品中挥发性成分过饱和，而且影响分析结果的重现性，因此选择合适的顶空条件非常有必要。


解决方案

进样量、进样温度和平衡时间等因素会影响分离度，如果影响因素对分离度的影响是单一的，可以通过单因素考察来确定这些顶空参数，但是影响顶空提取效率的因素很多，这些因素之间常常相互干扰。因此，应综合考虑这些影响因素来选择最佳提取条件，往往采用正交设计的方法进行优选顶空条件。
下面分别介绍单因素方法和正交设计的方法优选顶空条件：
①单因素考察确定
a. 确定样品量的方法：以固体样品为例，平行制备一定数量的样品。假设一平衡时间（如20min），从0.1g到1g每增加0.1g进样一次，建立以进样量为横坐标、峰面积为纵坐标的趋势图，确定最高效应值，确定最佳样品量。
b.确定平衡时间的方法：以平行制备一定数量的目标峰浓度的标样。假设一平衡时间（如20min），从10℃-80℃每增加10℃进样一次，建立以平衡温度为横坐标、峰面积为纵坐标的趋势图，确定最高效应值。另再观察色谱图中除目标峰之外其他峰（如溶剂峰水）的大小变化对检验结果的影响。综合考虑（比如操作性），确定最佳平衡温度。
c.确定加热温度方法：平行制备一定数量样品，确定平衡时间和样品量，考察不同加热温度，如100℃、120℃、140℃的进样，建立以进样温度为横坐标，峰面积为纵坐标的趋势图，从而确定最佳加热温度。
②正交设计优选：分别以样品量、平衡时间、加热温度作为因素，根据单因素考察结果设置不同的水平，如下表所示，对考察指标的最终结果进行方差分析，从而确定影响顶空提取的主要因素。

表1  正交设计表

水平	因素
	A样品用量/g	B加热时间/min	C加热温度/℃
1	0.1	15	100
2	0.2	30	120
3	0.3	45	140

(4) 案例分析
以配备顶空进样的GC，测定干姜药材中的低挥发性成分，采用单因素方法，考察样品量对分离的影响。由文献检索结果和顶空瓶的容积综合考虑，确定样品加药量。取刚粉碎的干姜药材粉末（过40目筛），准确称取三份药材，质量分别为0.3g，0.5g，0.8g置于10 mL顶空瓶中密封，待用。
实验条件如下：
色谱条件：Agilent HP-5 MS色谱柱 (30m×250 μm×0.25 μm)；进样口温度为250℃；。柱温：初始温度40℃（保持3min），以2 ℃/min升温速率升温至150℃（保持2min），再以10℃/min升温速率升温至280℃（保持5 min）；载气（He）流量为1 mL/min，分流比：3.3︰1。
质谱条件：标准谱图调谐；电离方式为EI，电子能量为70eV；离子源温度为230℃；数据采集为全扫描模式。
静态顶空条件：加热温度为120℃；样品环温度为140℃；传输线温度为160℃；加热时间为30min；进样时间为1min。
在上述实验条件下考察加药量变化对总色谱峰数量和总色谱峰面积的影响，实验结果见表2和图1-3。

表2 加药量变化对总色谱峰数量和总色谱峰面积

加药量/g	总色谱峰数量/个	总色谱峰面积/×109
0.2	141	4.095
0.5	152	5.922
0.8	154	6.793

从表2中可以看出，加药量为0.2g时，检测到的总色谱峰数量和总色谱峰面积均少于加药量为0.5g时所检测到的；当加药量为0.8g时，虽然总色谱峰面积明显高于加药量为0.5g，而总色谱峰数量上变化不大。实验结果表明，0.2g加药量过少，少数药材里含量过低的成分未检测出；0.8g加药量与0.5g加药量相比，峰的数量虽然和0.5g差不多，加药量足够了，但是相应的峰面积比没有成比例增加，由此可见，0.8g加药量过多，造成了药材中挥发性成分过饱和，导致分析结果不好，因此本试验选用0.5g为最优的加药量。
  经气质联用分析，得到不同加药量的干姜药材总离子流图如图1、2、3。