CN205210031U - 一种能大幅度提高分析灵敏度的气相色谱分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种能大幅度提高分析灵敏度的气相色谱分析装置，其包括顺序连接的PTV进样装置(1)、用于储存待测样品的中空衬管(2)、预分离色谱柱(3)和分离色谱柱(4)，在所述预分离色谱柱(3)和所述分离色谱柱(4)之间设有溶剂排空管路，所述溶剂排空管路上具有溶剂排出阀(6)，所述溶剂排出阀(6)用于将所述预分离色谱柱(3)预分离出的待测样品中的溶剂排出，剩余待测组分随载气进入所述分离色谱柱(4)中分析检测。本实用新型的气相色谱分析装置可以大大增加待测样品的进样体积，分析灵敏度得到了大幅度的提高，尤其适用于待测样品中待测组分含量低的体系测定。
Description
技术领域
本实用新型属于化学分析仪器技术领域，具体涉及一种能大幅度提高分析灵敏度的气相色谱分析装置和分析方法。
背景技术
气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法。由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离分析方法。气相色谱主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。待分析样品在汽化室汽化后被惰性气体(即载气，也叫流动相)带入色谱柱，柱内含有液体或固体固定相，由于样品中各组分的沸点、极性或吸附性能不同，每种组分都倾向于在流动相和固定相之间形成分配或吸附平衡。但由于载气是流动的，这种平衡实际上很难建立起来。也正是由于载气的流动，使样品组分在运动中进行反复多次的分配或吸附/解吸附，结果是在载气中浓度大的组分先流出色谱柱，而在固定相中分配浓度大的组分后流出。当组分流出色谱柱后，立即进入检测器。检测器能够将样品组分转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成正比。当将这些信号放大并记录下来时，就是气相色谱图了。根据色谱流出曲线上得到的每个峰的保留时间，可以进行定性分析，根据峰面积或峰高的大小，可以进行定量分析。
目前商品化的气相色谱分析仪器在进样口后用于储存待测样品的通常是毛细管，其容量较小，从而限制了进入气相色谱中待测样品的体积。对于一些待测组分含量低的待测样品，往往需要经过浓缩、转移、定容等前处理步骤，样品处理人工操作环节繁琐且会导致测定结果的重现性较差。
因次，本领域迫切需要一种能够提高分析灵敏度的气相色谱分析装置。
在线液相-气相二维色谱是近几年来发展起来的新分析技术，在该技术中样品先经液相色谱分离净化，再将含待测组分的流出馏分在线切割进入气相色谱进行分析。液相色谱和气相色谱的在线联用能充分发挥两级色谱的互补性，一方面液相色谱的高柱效大大改善了样品的净化效果，能实现复杂基体中痕量待测成分与干扰物质的分离，另一方面二维色谱间在线切换还可减少样品前处理过程中的浓缩和转移，减少了人为分析误差，使分析结果的准确性、精密度大大提高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能大幅度提高分析灵敏度的气相色谱分析装置及分析方法，本实用新型的气相色谱分析装置可以大大增加待测样品的进样体积，分析灵敏度得到了大幅度的提高，尤其适用于待测样品中待测组分含量低的体系测定。
本实用新型第一方面涉及一种能大幅度提高分析灵敏度的气相色谱分析装置，其包括顺序连接的PTV进样装置1、用于储存待测样品的中空衬管2、预分离色谱柱3和分离色谱柱4，在所述预分离色谱柱3和所述分离色谱柱4之间设有溶剂排空管路，所述溶剂排空管路上具有溶剂排出阀6。所述溶剂排出阀6用于将所述预分离色谱柱3预分离出的待测样品中的溶剂排出，剩余待测组分随载气进入所述分离色谱柱4中分析检测。其中所述PTV进样装置1即程序升温汽化进样装置，其原理是通过进样口温度的程序升温使待测样品在进样口不断地汽化进样，因此适用于大体积待测样品的进样。
在本实用新型的分析装置中，载气的输送路径与待测组分相同，即依次经过所述中空衬管2、预分离色谱柱3和分离色谱柱4。
在本实用新型优选的实施方案中，所述中空衬管2为石英中空衬管，其容积为0.2-5mL。优选地，其容积为0.5-2mL；更优选地，其容积为0.7-1.5mL。
在本实用新型优选的实施方案中，所述气相色谱分析装置与其上游的液相色谱分析装置组成液相-气相二维色谱分析装置；其中所述PTV进样装置1与液相色谱分析装置在线切割后的含待测组分的流出馏分的出口连通。
本实用新型第二方面涉及一种能提高分析灵敏度的气相色谱分析方法，其使用根据本实用新型第一方面所述的气相色谱分析装置，其包括以下步骤：
a.将待测样品通过所述PTV进样装置1进入所述中空衬管2中储存；
b.所述待测样品经过所述预分离柱3，将所述待测样品中的溶剂和待测组分进行初步分离；
c.初步分离后的所述溶剂通过所述溶剂排出阀6排出，剩余待测样品随载气进入所述分离柱4中分析检测。
相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：
1、采用本实用新型改进的气相色谱分析装置后，由于中空衬管和溶剂排出阀的存在，每次分析进样可达200μL，与常规气相色谱最大进样量2.0μL相比，进样量扩大了100倍以上，分析灵敏度得到了大幅度的提高。并且由于进样量的大幅提高，可将经液相色谱净化后的大体积馏分切割后直接进入本实用新型的气相色谱分析装置。
2、本实用新型的气相色谱分析装置及分析方法避免了样品前处理过程中的浓缩、转移、定容等前处理步骤，减少了实验误差，由于样品处理人工操作环节大大减少，方法的重现性也得到明显提高。
附图说明
图1为本实用新型的能大幅度提高分析灵敏度的气相色谱分析装置结构示意图。其中各附图标记具有以下含义：
1-PTV进样装置；2-中空衬管；3-预分离柱；4-分离柱；5-柱连接件；6-溶剂排出阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换或替换，均属于本实用新型的保护范围。
实施例1
如图1所示的能大幅度提高分析灵敏度的气相色谱分析装置，其包括顺序连接的PTV进样装置1、用于储存待测样品的中空衬管2、预分离色谱柱3和分离色谱柱4，在所述预分离色谱柱3和所述分离色谱柱4之间设有溶剂排空管路，所述溶剂排空管路上具有溶剂排出阀6，所述溶剂排出阀6用于将所述预分离色谱柱3预分离出的待测样品中的溶剂排出，剩余待测组分随载气进入所述分离色谱柱4中分析检测。其中所述中空衬管2为石英中空衬管，其容积为1.2mL。
实施例2
如实施例1所述气相色谱分析装置，其与其上游的液相色谱分析装置组成液相-气相二维色谱分析装置；其中所述PTV进样装置1与液相色谱分析装置在线切割后的含待测组分的流出馏分的出口连通。
实施例3
一种能提高分析灵敏度的气相色谱分析方法，其采用如实施例2所述液相-气相二维色谱分析装置进行待测样品分析，其包括以下步骤：
a.将液相色谱分析装置在线切割后的含待测组分的流出馏分通过所述PTV进样装置1进入所述中空衬管2中储存；样品完全进入气相色谱后，关闭液相色谱通道；
b.所述待测样品经过所述预分离柱3，将所述待测样品中的溶剂和待测组分进行初步分离；
c.初步分离后的所述溶剂通过所述溶剂排出阀6排出，剩余待测样品随载气进入所述分离柱4中分析检测。待溶剂完全排除后关闭溶剂排出阀，启动气相色谱升温进行气相色谱分析。
其中预分离柱规格为5m×0.25mmi.d×0.25μmdf，DB-5ms(J&W)；分离柱规格为：AgilentDB-35MSUI毛细管色谱柱(30m×250μm×0.25μm)；载气为氦气，采用恒流模式；流速为1.2mL/min；进样口温度：290℃；色谱柱升温程序：初始温度50℃(保持1.0min)，以30℃/min速率升至170℃，然后以5℃/min速率升至230℃，再以30℃/min速率升至290℃。
实施例4-测定方法工作曲线、检出限和定量限
如实施例2所述液相-气相二维色谱分析装置，对N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(甲基亚硝胺基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、N-亚硝基新烟草碱(NAT)和N-亚硝基假木贼碱(NAB)进行分析，分别称取0.1g的NNN，NNK，NAT，NAB(精确至0.1mg)于100mL容量瓶中，用二氯甲烷溶解并定容，配制成各组分浓度为1.0mg/mL混合标准储备液，密封避光贮存于-20℃条件下。
标准工作溶液：用氯仿逐级稀释标准储备液得6级标准工作溶液，对应各待测组分的浓度分别为0.01ng/mL，0.05ng/mL，0.1ng/mL、0.5ng/mL、1.0ng/mL、5.0ng/mL。
配制一系列不同TSNAs(包括NNN、NNK、NAT和NAB)浓度的标准溶液按实施例3中选定仪器条件进行分析，以标样峰面积(A)和浓度(C)进行线性回归，得到线性回归方程；结果见表1。将最低浓度的标准溶液连续进样10次，测定其标准偏差，以3倍标准偏差作为检出限，以10倍标准偏差作为定量限；具体结果见表1。
表1：测定方法工作曲线、相关系数、检出限及定量限
测定仪器的灵敏度以其检测限(LOD)和定量限(LOQ)来衡量，其中所述检出限指的是能可靠地被检出的分析信号所需要的某元素的最少浓度或含量；其中所述定量限指的是样品中被测物能被定量测定的最低量。
已知检测限的值为3倍标准偏差，定量限的值为10倍标准偏差。
表1中的结果表明本实用新型的分析装置的灵敏度较高。
实施例5-方法回收率和重复性
日内精密度为：同一样品在相同条件下同一天内测定7次，并计算7次平行测定结果的相对标准偏差(RSD)，可得四种TSNAs的RSD在4.6％-5.2％范围内；说明方法精密度良好。
日间精密度为：将样品在相同条件下每天测定1次，共7天，并计算7次测定结果的相对标准偏差(RSD)，可得四种TSNAs的RSD在5.3％-5.8％范围内；说明在不同时间内测定，方法精密度仍然良好。
测定时每样TSNAs(包括NNN、NNK、NAT和NAB)各称取相同样品4份，其中1份不加标准品，另3份分别加入已知量的TSNAs，添加量分别为0.03、0.06、0.09ng；样品按实施例3中选定的仪器条件进样分析，通过加标样品测出量减去未加标样品测出量(本底),再除以标准加入量计算回收率。得TSNAs的回收率在76.3％～83.2％之间，说明方法回收率很高。
Claims (3)
1.一种能提高分析灵敏度的气相色谱分析装置，其特征在于，其包括顺序连接的PTV进样装置(1)、用于储存待测样品的中空衬管(2)、预分离色谱柱(3)和分离色谱柱(4)，在所述预分离色谱柱(3)和所述分离色谱柱(4)之间设有溶剂排空管路，所述溶剂排空管路上具有溶剂排出阀(6)。
2.根据权利要求1所述的气相色谱分析装置，其特征在于，所述中空衬管(2)为石英中空衬管，其容积为0.5-2mL。
3.根据权利要求1所述的气相色谱分析装置，其特征在于，其与其上游的液相色谱分析装置组成液相-气相二维色谱分析装置；其中所述PTV进样装置(1)与液相色谱分析装置在线切割后的含待测组分的流出馏分的出口连通。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN105510465A (zh) * | 2015-12-14 | 2016-04-20 | 云南中烟工业有限责任公司 | 一种能大幅度提高分析灵敏度的气相色谱分析装置和分析方法 |
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2015
- 2015-12-14 CN CN201521029156.9U patent/CN205210031U/zh active Active
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