CN103091430A - 一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法 - Google Patents

一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法 Download PDF

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Abstract

一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,为在液相色谱仪的预柱和气相色谱柱之间连接一溶剂排空装置;所述溶剂排空装置,包括两个三通接头,和连接于所述两个三通接头之间的两位切换阀;所述溶剂排空装置连接于液相色谱仪的保留预柱和气相色谱分离柱之间,通过保留预柱和气相色谱分离柱的隔离,几乎没有溶剂进入气相色谱分离柱和检测器,避免了大量液相色谱流动相对气相色谱检测器(尤其是MS真空系统)造成的影响,对转入液相色谱流动相的体积没有限制,而且可以避免高沸点成分进入分析柱,降低柱上进样方式对色谱柱系统的污染,并加快保留预柱的净化过程。

Description

一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法
技术领域
本发明涉及一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,属于色谱检测技术领域。
背景技术
液相色谱-气相色谱联用技术是一项新型的多维色谱技术,它兼具有液相色谱(LG)的高选择性和气相色谱(GC)的高效率及高灵敏度,对复杂的有机试样有较强的处理、富集、分离和检测能力,对环境监测、农药检测、食品检测、天然产物、石油化工和生物医学等复杂的有机混合物以及具有复杂背景的样品的分析具有重要的意义。
在复杂体系研究中,常用LC把混合物预分离成多个馏分,对于有兴趣的目标馏分,采用GC/MS或选择性检测器进一步分析。这种传统的离线方式,不但繁冗复杂,并容易造成样品的污染和损失,主要用于分离鉴定研究,很少用于常规定量分析,尤其是痕量成分分析。LC-GC在线联用灵敏度高,重复性好,污染少,自动化,效率及效果显著优于传统离线模式。因此,LC-GC联用技术对复杂体系的分析研究具有重要作用。但是,在LC-GC联用中,通常转入GC的溶剂量为200-1000微升,远远超过GC可以承受的进样体积,一般采用溶剂放空方法将多余的溶剂排空。常用的溶剂排空方式为通过三通接头将溶剂排到大气中,但这种技术仍会有少量溶剂进入分析柱及检测器,特别是对于质谱检测器,因为其真空作用,会有大量溶剂被吸入分析柱和质谱系统,从而污染离子源并引起质谱真空度下降,严重时会引起质谱仪报警甚至关机。因此,如何完全除去溶剂,并将待测组分引入GC,目前还没有完善的溶剂排空技术。
发明内容
本发明的目的在于一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,以达到将LC流动相溶剂全部排空,几乎没有溶剂进入GC检测器,有效保护气相色谱检测器免受溶剂的影响的目的,该技术方法尤其适用于LC和GC/MS在线联用中的溶剂蒸发。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,为在气相色谱仪的保留预柱和气相色谱分离柱之间连接一溶剂排空装置。
所述溶剂排空装置,包括两个三通接头和连接于所述两个三通接头之间的两位切换阀。
所述三通接头,其中一个三通接头直通的两端分别连接于气相色谱的保留预柱和所述两位切换阀的接头Ⅰ,侧端内设一阻尼管;另一个三通接头直通的两端分别连接于气相色谱分离柱和所述两位切换阀上与前述接头Ⅰ相邻的另一接头Ⅱ,侧端内设一阻尼管;三通接头的作用是,提供低流量的分流以减小毛细柱与切换阀连接的死体积,并且使毛细柱与切换阀相连更为简便。
所述两位切换阀上与接头Ⅰ相邻的另一接头Ⅲ与气相色谱的蒸汽出口连接,用于排放载气和液相色谱流动相;所述两位切换阀上与接头Ⅱ相邻的另一接头Ⅳ与气相色谱辅助载气通道连接,用于给气相色谱分离柱提供辅助载气。
所述三通接头的材质为玻璃、石英或金属等。
所述两位切换阀为两位六通阀、两位八通阀或更多通道的两位切换阀。
所述一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,包括以下操作流程:
(1)当液相色谱馏分进入气相色谱的去活预柱时,两位切换阀打开,气相色谱保留预柱和气相色谱分离柱完全断开,气相色谱载气与液相色谱流动相全部经过切换阀从蒸汽出口蒸发排出,而液相色谱馏分中的待测组分因为溶剂效应被保留在保留预柱内;同时,辅助载气经过两位切换阀给气相色谱分离柱提供辅助载气;
(2)待保留预柱内的液相色谱流动相完全蒸发后,所述两位切换阀关闭,保留预柱和气相色谱分离柱连接,炉温箱开始程序升温,来自液相色谱馏分中的待测组分通过所述两位切换阀转入气相色谱分离柱进行分离;
(3)待所述待测组分完全转移到气相色谱分离柱之后,所述两位切换阀再次打开,保留预柱和气相色谱分离柱再次完全断开,避免了保留预柱内高沸点成分进入气相色谱分离柱,并加快保留预柱的净化过程。
本发明的技术效果及优点在于:
应用本发明的溶剂排空装置,通过气相色谱保留预柱和气相色谱分离柱的隔离,几乎没有液相色谱流动相进入气相色谱分离柱和检测器,避免了大量液相色谱流动相对气相色谱及检测器(尤其是质谱的真空系统)造成的影响,对转入气相色谱的液相色谱流动相的体积没有限制,而且可以避免高沸点成分进入气相色谱分离柱,降低柱上进样方式对色谱柱系统的污染,并加快保留预柱的净化过程。
附图说明
图1一种液相色谱-气相色谱在线联用的气相色谱仪的进样和检测系统示意图
图2一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空装置示意图
图3脂肪酸甲酯标样的LC-GC/MS色谱图
附图标记:
1柱上进样口;2载气;3去活预柱;4保留预柱;5三通接头;6阻尼管;7两位切换阀;8三通接头;9阻尼管;10气相色谱分离柱;11质谱检测器;12蒸汽出口;13辅助载气;14接头Ⅲ;15接头Ⅰ;16接头Ⅱ;17接头Ⅳ。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且,除非另有说明,本领域技术人员对其技术内容的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。
一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,为在气相色谱仪的保留预柱4和气相色谱分离柱10之间连接一溶剂排空装置;所述溶剂排空装置,如图2所示,包括两个三通接头5、8和连接于所述两个三通接头5、8之间的两位切换阀7。
其中一个三通接头5直通的两端分别连接于气相色谱的保留预柱4和所述两位切换阀7的接头Ⅰ15,侧端内设一阻尼管6;另一个三通接头8直通的两端分别连接于气相色谱分离柱10和所述两位切换阀7上与前述接头Ⅰ15相邻的另一接头Ⅱ16,侧端内设一阻尼管9。
所述两位切换阀7上与接头Ⅰ15相邻的另一接头Ⅲ14与气相色谱的蒸汽出口12连接;所述两位切换阀7上与接头Ⅱ16相邻的另一接头Ⅳ17与气相色谱辅助载气13通道连接。
所述两位切换阀7为两位六通阀,也可以为两位八通阀或更多通道的两位切换阀。
所述气相色谱仪的进样和检测系统,如图1所示,依次包括柱上进样口1、载气2、去活预柱3(去活石英毛细管,内径0.25-0.53mm,长度5-15m)、保留预柱4(为一段GC分析柱,长度3-5m)、溶剂排空装置(如图2所示)、气相色谱分离柱10(通用GC/MS色谱柱)和质谱检测器11,连接与溶剂排空装置的蒸汽出口12和辅助载气13。
将所述液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法运用于脂肪酸甲酯标样的LC-GC/MS在线分析,其具体操作流程如下:
(1)脂肪酸甲酯标样的配制:己酸甲酯到十四酸甲酯各取5mg置于50mL容量瓶中,十六酸甲酯5mg、十八酸甲酯4.5mg、二十酸甲酯5mg、二十二酸甲酯5.3mg也置于50mL容量瓶中,用正己烷定容摇匀配制成标样储备液(己酸甲酯到十四酸甲酯、十六酸甲酯、二十酸甲酯的浓度为0.1mg/mL,十八酸甲酯浓度为0.09mg/mL,二十二酸甲酯浓度为0.106mg/mL)。移液枪准确移取1mL标样储备液于试剂瓶中,加9mL正己烷,摇匀,配制成标样待用;
(2)液相色谱馏分采用自动进样方式,进样量为20μL,流动相为乙醚和戊烷,梯度洗脱,乙醚由初始的5%(体积百分比)经过5分钟线性升为95%,保持45分钟,紫外检测器检测到目标馏分后,LC馏分切割阀转动,馏分进入气相色谱的去活预柱3和保留预柱4;
(3)此时,GC的柱上进样口1和炉温箱温度分别为40℃和42℃,两位六通阀7打开,辅助载气13经过两位六通阀7给气相色谱分离柱10提供辅助载气13,载气2和液相色谱流动相全部经过所述两位六通阀从蒸汽出口12蒸发排出,两路载气均设为恒流模式,流量设为2mL/min,气相色谱分离柱10尺寸为60m×0.32mm.。通过以上设定,蒸汽出口12的载气流量可达15mL/min。经过上述过程,液相色谱流动相全部从蒸汽出口12排出,完全避免了液相色谱流动相进入质谱检测器11,而液相色谱中的待测组分因为溶剂效应被保留在保留预柱4内;
(4)待液相色谱流动相完全蒸发后,两位六通阀7转动关闭,保留预柱4和气相色谱分离柱10相连,炉温箱程序升温,载气2把来自液相色谱馏分中的待测组分通过所述两位六通阀7转入气相色谱分离柱10进行分离,然后经质谱检测器11检测;
(5)当所述待测组分完全转移到气相色谱分离柱10之后,两位六通阀7再次打开,保留预柱4和气相色谱分离柱10再次完全断开,避免了保留预柱4内高沸点成分进入气相色谱分离柱10,并大大加快保留预柱4的净化过程(载气流速大大加快)。
液相色谱条件:
液相色谱柱:硅胶柱(5μm粒径,2.1x150mm);液相色谱泵(Agilent1260)。紫外检测器波长210nm。流动相:乙醚和戊烷,梯度洗脱方案为乙醚由体积百分含量5%经过5分钟线性升为95%,流速0.15mL/min,柱温30℃,切割时间5.2min。自动进样器,进样量20μl。
气相色谱-质谱条件:
柱上进样方式,柱上进样口初始温度40℃,保持11min,两路载气均设定为恒流模式,流量为2mL/min;色谱柱:DB-5MS(60m×0.32mm I.D,膜厚0.25μm)。炉温箱:42℃保持11分钟,以5°C/min升温至280°C保持15min。质谱仪电离模式:EI,电子能量70eV,离子源温度180℃,扫描范围33-350amu。
两位六通阀7由PerkinElmer Clarus600T气相色谱上的Valve控制模块控制,仅有ON/OFF两个模式。所以,本发明的溶剂排空方法不但避免了大量液相色谱流动相对气相色谱检测器(尤其是MS真空系统)造成的影响,还可以灵活进行保留预柱和气相色谱分离柱的隔离及相连。
脂肪酸甲酯标样的LC-GC/MS检测结果如图3和表1所示:
表1脂肪酸甲酯标样LC-GC/MS检测结果
保留时间 名称 分子量
20.04 己酸甲酯 130
23.28 庚酸甲酯 144
26.39 辛酸甲酯 158
29.34 壬酸甲酯 172
32.12 癸酸甲酯 186
34.75 十一酸甲酯 200
37.20 十二酸甲酯 214
39.52 十三酸甲酯 228
41.73 十四酸甲酯 242
45.83 十六酸甲酯 270
49.55 十八酸甲酯 298
52.87 二十酸甲酯 326
55.96 二十二酸甲酯 354
从中可以看出,运用本发明设计的LC-GC/MS在线联用的柱上接口方法和溶剂排空方式,从己酸甲酯到二十二酸甲酯均可检测到,且峰形对称,分离度较高,说明本发明设计安装的LC-GC在线联用接口的溶剂排空方法没有引起低沸点成分的损失或峰展宽。基于本发明的溶剂排空方法的LC-GC/MS,适用于复杂体系中从低沸点到高沸点成分的测定,具有广泛的适用范围和良好的使用效果。

Claims (5)

1.一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,为在气相色谱仪的保留预柱(4)和气相色谱分离柱(10)之间连接一溶剂排空装置;所述溶剂排空装置包括两个三通接头(5、8)和连接于所述两个三通接头(5、8)之间的两位切换阀(7)。
2.如权利要求1所述一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,其特征在于,其中一个三通接头(5)直通的两端分别连接于气相色谱的保留预柱(4)和所述两位切换阀(7)的接头Ⅰ(15),侧端内设一阻尼管(6);另一个三通接头(8)直通的两端分别连接于气相色谱分离柱(10)和所述两位切换阀(7)上与前述接头Ⅰ(15)相邻的另一接头Ⅱ(16),侧端内设一阻尼管(9)。
3.如权利要求2所述一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,其特征在于,所述两位切换阀(7)上与接头Ⅰ(15)相邻的另一接头Ⅲ(14)与气相色谱的蒸汽出口(12)连接;所述两位切换阀(7)上与接头Ⅱ(16)相邻的另一接头Ⅳ(17)与气相色谱辅助载气(13)通道连接。
4.如权利要求1-3任一所述一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,其特征在于,所述两位切换阀(7)为两位六通阀、两位八通阀或更多通道的两位切换阀。
5.如权利要求1所述一种液相色谱-气相色谱在线联用接口的溶剂排空方法,其特征在于,包括以下操作流程:
(1)当液相色谱馏分进入气相色谱的去活预柱(3)时,两位切换阀(7)打开,气相色谱保留预柱(4)和气相色谱分离柱(10)完全断开,气相色谱载气(2)与液相色谱流动相全部经过所述两位切换阀(7)从蒸汽出口(12)蒸发排出,而液相色谱馏分中的待测组分因为溶剂效应被保留在保留预柱(4)内;同时,辅助载气(13)经过所述两位切换阀(7)给气相色谱分离柱(10)提供辅助载气(13);
(2)待保留预柱(4)内的液相色谱流动相完全蒸发后,所述两位切换阀(7)关闭,保留预柱(4)和气相色谱分离柱(10)连接,炉温箱开始程序升温,来自液相色谱馏分中的待测组分通过所述两位切换阀(7)转入气相色谱分离柱(10)进行分离;
(3)待所述待测组分完全转移到气相色谱分离柱(10)之后,所述两位切换阀(7)再次打开,保留预柱(4)和气相色谱分离柱(10)再次完全断开,避免了保留预柱(4)内高沸点成分进入气相色谱分离柱(10),并加快保留预柱(4)的净化过程。
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