顶空进样器的原理、特点和清洗

王中泰

顶空进样器的原理、特点和清洗

顶空进样器是什么气相色谱非常重要的一种进样方式，许多挥发性有机物的进样都要依靠顶空进样器完成，那么，了解顶空进样器的工作原理，做好其清洁、维护保养工作就是每一个色谱人都应该掌握的技能。

顶空进样器是气相色谱法中一种方便快捷的样品前处理方法，其原理是将待测样品置入一密闭的容器中，通过加热升温使挥发性组分从样品基体中挥发出来，在气液（或气固）两相中达到平衡，直接抽取顶部气体进行色谱分析，从而检验样品中挥发性组分的成分和含量。
使用顶空进样技术可以免除冗长繁琐的样品前处理过程，避免有机溶剂对分析造成的干扰、减少对色谱柱及进样口的污染。

一、基本原理

顶空进样分为溶液顶空和固体顶空。前者是将样品溶解于适当溶剂中，置顶空瓶中保温一定时间，使残留溶剂在两相中达到气液平衡 , 定量取气体进样测定。固体顶空就是直接将固体样品置顶空瓶中，置一定温度下保温一定时间，使残留溶剂在两相中达到气固平衡，定量取气体进样测定。

二、顶空进样器特点

目前，顶空分析方法有手工方式、气密针进样方式、平衡式加压系统、定量环加压系统、静态-动态补偿式这五种进样方式。下面就是这几种进样方式各自的特点。
手工方式（烘箱或水浴法）Manual Injection

1.样品加热后达到热平衡状态

2.用注射器将样品抽出

3.迅速拿到气相上进样分析

气密针进样方式Gas-Tight Syringe Injection

1.样品加热后达到热平衡状态

2.通过可加热气密针将样品抽出

3.移动到气相进样分析

平衡式加压系统Balanced-Pressure System

1.样品加热后达到热平衡状态

2.用导管通入载气加压

3.样品随载气一起进样

定量环加压系统Pressure-Loop System

1.样品加热后达到热平衡状态

2.加压将样品引入定量环

3.阀将样品打入传输通道进样

三、如何正确操作顶空进样器

操作步骤：

1、设置参数并放置样品。设置“样品”、“阀箱”、“ 管路”温度。样品为50度，阀箱130度，管路140度。温度稳定后放入样品，平衡30分钟后进行下面的操作。

2、进样前吹洗。设置吹洗压力为0.2-0.3Mpa。按吹洗键，约30s后关闭。

3、准备进样。先将取样管扎入相应的瓶内，再将进样管扎至色谱进样口。观察顶空进样器压力示数，由小变大。待稳定时，调节“载气调节”旋钮使压力示数增加一个格（0.02Mpa）。

4、进样、开始采样。按“进样”同时操作色谱仪开始采样。听到“咔”然后“砰”的声音。2s-3s后取出取样管。5、拔出进样管。听到“砰”的一声此时进样灯灭，拔出进样管。将“载气调节”归零。6、吹洗30s后完成本次进样。

操作使用注意事项

1、由于进入顶空的载气同时进入GC，所以用于顶空的气体也应净化。

2、顶空瓶加热温度，定量管温度，传输线温度应由小到大，传输线小于等于进样口的温度。

3、应用顶空时，GC气体总流量应是顶空的气流加上GC气流量，计算分流比时应注意。可以用流量计测量后计算。

4、时间设置中，样品充满定量管的时间应充分，定量管的平衡时间不应太长，进样的时间应足够长。

5、顶空进样器的压力调节如果是手动的话，建完方法后应记录样品加压和载气压力值，以免由于阀状态的变化引起压力变化。

四、怎么清洗顶空进样器

无特殊情况下，清洗顶空进样器主要用纯水、甲醇或无水乙醇等冲洗或超声清洗，污染严重可用棉签轻轻擦拭，不可用力过度，避免破坏内表面产生活性点，然后放置到烘箱70度烘干后干燥冷却密封存放即可。

清洗步骤如下：

1、设置传送带温度为60℃，设置样品定量管和传送管温度为Off。

2、一旦样品定量管和传送管温度冷却到低于60℃,关闭通往顶空进样器的气体，拆下出口端的放空管线。

3、在传送带中插入u一个空的样品瓶。

4、用手提起样品瓶。

5、用一次性注射器抽取约6ml的纯净水注射进HSS放空管。

6、降低样品瓶然后取出来。重复步骤3到5(注射两到三次将清洗彻底)。

7、再设置一个空样品瓶并提起，然后使用一次性注射器注射足够的空气将水吹扫出来。

8、讲传送管一端插入一个烧杯或类似容器中，并使用一次性注射器从HSS气体管出口注入约10ml水，然后注入约10ml甲醇。

9、使用一次性注射器注射足够的空气以吹扫出水。

10、重新安装好管线并打开气流。然后，切换样品瓶到Load-INJ反复几十次以将水和甲醇全部吹出样品阀和管线。

快乐宝贝_mLJ

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