氣相色譜儀進樣口及選擇進樣方式（一）

  色譜進樣原理是將待測樣品置入一密閉的容器中，通過加熱升溫使揮發性組分從樣品基體中揮發出來，在氣液或氣固兩相中達到平衡，直接抽取頂部氣體進行色譜分析，從而檢驗樣品中揮發性組分的成分和含量。目前，樣品設備有十多種，主要有：自動進樣器、頂空進樣器、六通閥進樣器、手動進樣器、液體進樣器、色譜進樣器、氣體進樣器、固體進樣器等。

　　概述

　　氣相色譜是液相色譜之外，應用較為廣泛的另一種色譜，理論上講可以分析任何可揮發性樣品，如在食品，水體，土壤等樣品中農藥殘留檢測，大氣有機污染物檢測，以及醫藥研發過程中所使用到的溶劑殘留檢測等。但在實際的應用過程中由于色譜柱耐受溫度的限制，其可分析的樣品的氣化溫度范圍受到了一定的限制。此外，與配備通用型DAD或PDA檢測器的HPLC相比，氣相色譜的檢測器一般配置通用型的氫火焰離子檢測器(FID)，該檢測器對于絕大多數有機化合物均具有響應，而不受化合物本身結構特性的限制(DAD或PDA檢測器受限與化合物本身具有紫外吸收特性)，且其響應的大小與分子結構中碳元素的相對豐度有關。

　　※一般來講，氣相色譜儀一般由載氣以及載氣控制系統，進樣系統，色譜柱以及柱溫箱，檢測器以及數據采集與記錄系統組成。以下內容針對氣相色譜儀的進樣系統組成，進樣方式以及一些常見的問題，做簡單介紹。

　　氣相色譜儀進樣系統

　　氣相色譜進樣系統一般由自動進樣器(當然也可手動進樣，但是，對進樣技術要求比較高)，進樣口以及相關氣路三部分組成。不同廠家的自動進樣器具有各自的操作模式以及特點，但是，進樣口的設計除外觀存在較大差異之外，其內部構成以及流路設計卻存在相通之處，如下圖1所示，分別是Shimadzu以及Agilent氣相色譜儀進樣口的外觀設計。

　　從外觀上看，Shimadzu與Agilent的GC進樣口存在較大的差異，這種差異也僅在外觀上，如下圖2所示為進樣口的簡明示意圖，其基本的內部構造是一致的。

　　1.GC進樣口組成

　　氣相色譜儀的進樣口一般由固定部分以及可拆解清洗維護部分組成，前者主要包括各氣體的入口以及出口，加熱塊等組成;后者主要有導針器，進樣隔墊，襯管，O形環密封，分流平板以及石墨或聚合物套管等。如下圖3所示為Agilent的一個進樣口。

　　其中比較容易出現問題的地方，分別是進樣隔墊，O形環密封，襯管，分流平板以及與色譜柱連接口處。進樣隔墊主要起到對進樣口進行密封的作用，當需要進樣的時候，自動進樣器的針通過進樣隔墊而扎入襯管中間，待將樣品釋放再從進樣隔墊退出，保障進樣針在進出進樣口的過程中，進樣口保持一個相對密閉的狀態，實現壓力相對穩定。在使用的過程中，進樣隔墊發生磨損(如下圖4所示)或者連續進樣比較臟，沸程較寬的樣品，使得部分樣品殘留在進樣隔墊中，對之后的樣品分析產生干擾甚至出現鬼峰。

　　Shimadzu與Agilent進樣隔墊形狀以及材質均有不同，如下圖5A與5B所示。

　　不同的進樣隔墊具有不同的耐受性以及不同的流失性，此外，其耐受能力也與進樣針的形狀有關。因此，在選擇不同的進樣隔墊的時候需要考慮以下因素如：進樣口溫度設置，樣品本身特點，進樣針的形狀。無論選擇那種類型的進樣隔墊，均需要定期檢查并擇需更換。

　　O形環密封的作用主要是將整個進樣腔體隔開，在安裝O形環的時候，使其距離襯管上端3～5mm左右，距離下端底座1～2 mm左右。進樣口溫度不超300℃的時候，可以使用橡膠材質，超過300℃的時候，需要使用石墨材質。此外，O形環亦是易耗品，需要定期檢查并根據需要進行更換。

　　進樣口的高溫是通過偶聯在其上的金屬加熱塊實現的，從而使得整個進樣腔體實現設定的高溫度，且其溫度分布為中間溫度最高，往兩側方向溫度遞減，如下圖6所示。

　　而高溫下，裸露的金屬部分在接觸到樣品的時候，樣品極大可能被金屬催化發生降解、聚合以及重排等反應而影響到方法的線性以及方法的回收率。而內置襯管一般則是化學惰性的硅酸鹽類或石英材質，其化學反應性很低，可以提供一個供樣品氣化的惰性環境。

　　一般地，分流進樣可使用直通襯管，鵝頸襯管(如下圖7A)，鵝頸且底部楔形結構的襯管;不分流進樣可使用底部楔形襯管(如下圖7B)，兩端均楔形襯管，此外還有一些專用襯管如聚焦襯管等。

　　此外，襯管在使用的時候，一般在其內部填充一段5～10mm長的去活石英棉(分流進樣時8～10mm左右，不分流進樣時5mm左右為宜)，起到加速樣品氣化并消除針尖歧視的作用。襯管的鵝頸結構起到一定的樣品聚焦作用，而其兩端的楔形結構則可在不分流進樣的時候起到防止樣品反沖出襯管以及將樣品全部引入色譜柱的作用;當樣品中含有寬沸程組分的時候，底部的楔形結構對于分流進樣來說，具有減小甚至消除襯管內壁歧視的作用(如下圖8所示)。

　　選擇襯管的時候，除了需要考慮其本身是否去活以及其構造特點之外，還需要考慮另外兩個特性，外徑以及內部體積。分流襯管的外徑相對不分流襯管要稍微小一些，使得其與進樣口的腔體之間留出一定的空隙，便于分流;而不分流襯管則不需要預留空隙。襯管內部體積的大小與進樣量的多少，分流比的設置以及色譜柱的內徑有關，一般地，色譜柱的內徑越大，進樣量越大，襯管的體積也越大，如在使用窄內徑色譜柱進行快速分析的時候，需要使用小體積的襯管且將分流比盡可能的設置大一些。

　　Agilent氣相色譜儀的分流平板的作用主要是支撐襯管并引導載氣分流。其表面平滑且經過鍍金處理，將化學反應性降到最低，其類型有三種：表面平滑型，其上一字凹槽型，其上十字凹槽型。分別如下圖9所示：

　　一般地分流平板是不需要更換的，但是，在分析的樣品比較臟的情況下，色譜圖中有鬼峰出現的時候，可檢查分流平板是否老化或者被污染，選擇清洗或更換操作。