簡述頂空進樣器的原理與應用

簡述頂空進樣器的原理與應用

        頂空氣相色譜分析是對液體或固體試樣中的揮發性成分進行分析的最有效方法，如塑料食品包裝袋中揮發性成分的分析，人在有毒環境中工作后，體液中有毒組分含量的分析等。
1．過程與理論依據
        頂空氣相色譜分析通常是將試樣置于密閉的恒溫系統中，當氣—液（氣—固）兩相達到熱力學平衡后，取樣，用氣相色譜分析測定氣相組成。測定可通過兩種方式進行：
（1）靜態法。在恒溫密閉系統中達到氣液兩相平衡后，取樣測定氣相組成。該方式適用于試樣且較大的場合。
（2）動態法。也稱吹掃—捕集法，利用吸附劑吸附揮發性成分，再將吸附管連接到色譜儀的六通閥上（取代定量管），加熱解吸，組分被載氣攜帶進入色譜柱。該方法適用于試樣量少或特殊的場合。
        頂空氣相色譜分析法的理論依據是當頂空瓶中樣品上面的蒸氣壓相當低時，峰面積Ai的大小與樣品上面的氣相中揮發性組分i的蒸氣壓Pi成正比:
         Ai=fiPi
fi為校正因子，在真實體系中，蒸氣分壓通常用下式表示：
       Pi=POiγiχi
Pi為氣相中組分i的摩爾分數; χi為樣品中組分i的摩爾分數; γi為組分i的活度系數。
     Ai=fiPi= fiPOiγiχi
當系統平衡時：
     Ai=fiPi= kiχi
通過頂空分析，可確定試樣中的含量

2．實際應用
應用1：在職業病和法庭分析中，經常要測定體液中的苯、甲苯、二甲苯等有毒成分，采用頂空分析是一種有效、方便、快速的方法。司法部司法鑒定科學技術學院制定了分析水、尿、血中苯類化合物的靜態頂空分析方法。
       取1mL試樣（水、尿、血）放入5mL青霉素小瓶中，加入0.4g內標物和約1g硫酸銨至飽和，加蓋密封，置于80℃的恒溫器中30 min，取0.6mL頂空的氣樣進行色譜分析。色譜分析條件為色譜柱；2m×2mm；80—100目；固定液PEG—20M。柱溫以10℃／min升溫到110℃。

應用2：分析血樣中的酒精是頂空氣相色譜應用最廣泛的方法，可檢查汽車司機是否酒后駕車。將樣品在濕度為50℃的恒溫器中，平衡30 min后，取一定量頂空的氣體進行色譜分析。色譜柱為30 m×0.53mm石英毛細管柱（固定液為聚二甲苯硅氧烷）。

應用3：固體樣品（塑料、食品等）的頂空分析，塑料食品包裝袋中的甲苯殘留量的測定。
     將塑料食品包裝袋剪成30 mm×10 mm碎片，裝入100 mL玻璃注射器，在80℃預熱20min，用空氣稀釋為l00 mL，恒溫10 min后進樣分析。填充色譜柱0.5mm×3mm，固定液為20％的PEG—20 M，柱溫為80℃。zui小檢測濃度為0.031mg/m3。