頂空進(jìn)樣器是氣相色譜法中一種方便快捷的樣品前處理方法，其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(fā)性組分從樣品基體中揮發(fā)出來，在氣液(或氣固)兩相中達(dá)到平衡，直接抽取頂部氣體進(jìn)行色譜分析，從而檢驗(yàn)樣品中揮發(fā)性組分的成分和含量。使用頂空進(jìn)樣技術(shù)可以免除冗長繁瑣的樣品前處理過程，避免有機(jī)溶劑對分析造成的干擾、減少對色譜柱及進(jìn)樣口的污染。

基本原理

頂空進(jìn)樣分為溶液頂空和固體頂空。前者是將樣品溶解于適當(dāng)溶劑中，置頂空瓶中保溫一定時間，使殘留溶劑在兩相中達(dá)到氣液平衡，定量取氣體進(jìn)樣測定。固體頂空就是直接將固體樣品置頂空瓶中，置于一定溫度下保溫一定時間，使殘留溶劑在兩相中達(dá)到氣固平衡，定量取氣體進(jìn)樣測定。

平衡頂空分析

目前，頂空分析方法有手工方式、氣密針進(jìn)樣方式、平衡式加壓系統(tǒng)、定量環(huán)加壓系統(tǒng)、靜態(tài)-動態(tài)補(bǔ)償式這五種進(jìn)樣方式。下面就是這幾種進(jìn)樣方式各自的特點(diǎn)。

01 手工方式(烘箱或水浴法)Manual Injection

(1)樣品加熱后達(dá)到熱平衡狀態(tài)

(2)用注射器將樣品抽出

(3)迅速拿到氣相上進(jìn)樣分析

02 氣密針進(jìn)樣方式Gas-Tight Syringe Injection

(1)樣品加熱后達(dá)到熱平衡狀態(tài)

(2)通過可加熱氣密針將樣品抽出

(3)移動到氣相進(jìn)樣分析

03 平衡式加壓系統(tǒng)Balanced-Pressure System

(1)樣品加熱后達(dá)到熱平衡狀態(tài)

(2)用導(dǎo)管通入載氣加壓

(3)樣品隨載氣一起進(jìn)樣

04 定量環(huán)加壓系統(tǒng)Pressure-Loop 

System

(1)樣品加熱后達(dá)到熱平衡狀態(tài)

(2)加壓將樣品引入定量環(huán)

(3)閥將樣品打入傳輸通道進(jìn)樣

頂空優(yōu)勢

(1)方便快捷的樣品前處理:頂空進(jìn)樣器將待測樣品置入一密閉的容器中，通過加熱升溫使揮發(fā)性組分從樣品基體中揮發(fā)出來，在氣液(或氣固)兩相中達(dá)到平衡，直接抽取頂部氣體進(jìn)行色譜分析，從而檢驗(yàn)樣品中揮發(fā)性組分的成分和含量。這種方法免除了冗長繁瑣的樣品前處理過程，避免有機(jī)溶劑對分析造成干擾，減少對色譜柱及進(jìn)樣口的污染。

(2)樣品中揮發(fā)性組分的成分和含量:頂空進(jìn)樣技術(shù)特別適用于對揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行定性和定量分析。它可以直接抽取并分析頂部氣體，提供一種方便、快速、無損的分析方法。

(3)連接各種型號的氣相色譜儀:頂空進(jìn)樣器系列可以與國內(nèi)外各種型號的氣相色譜儀相連接，使其應(yīng)用范圍更加廣泛。

頂空進(jìn)樣技術(shù)的局限性

(1)樣品前處理過程相對繁瑣，操作起來需要一定技巧，對于新手來說可能會有一定的學(xué)習(xí)難度。

(2)頂空進(jìn)樣器的使用需要熟練的技術(shù)人員，對于一些小型實(shí)驗(yàn)室來說，可能需要額外的人員培訓(xùn)和操作技

能的提升。

(3) 頂空進(jìn)樣技術(shù)的價格相對較高，對于一些需要大量使用的實(shí)驗(yàn)室來說，成本可能會較高。

(4)頂空進(jìn)樣技術(shù)的靈敏度相對較低，對于一些低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物的分析可能存在一定的難度。

(5) 頂空進(jìn)樣技術(shù)對于樣品中不同組分的吸附和解吸動力學(xué)研究不夠準(zhǔn)確，這可能會對分析結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。因此，在使用頂空進(jìn)樣技術(shù)時需要根據(jù)實(shí)際需要和實(shí)驗(yàn)室條件來選擇是否使用該技術(shù)。

(6)降低樣品瓶然后取出來。重復(fù)步驟3到5(注射兩到三次將清洗)。

(7)再設(shè)置一個空樣品瓶并提起，然后使用一次性注射器注射足夠的空氣將水吹掃出來。

(8)將傳送管一端插入一個燒杯或類似容器中，并使用一次性注射器從HSS氣體管出口注入約10ml水，然后注入約10ml甲醇。

(9)使用一次性注射器注射足夠的空氣以吹掃出水。

(10)重新安裝好管線并打開氣流。然后，切換樣品瓶到Load-INJ反復(fù)幾十次以將水和甲醇全部吹出樣品閥和管線。

頂空進(jìn)樣器操作過程中的注意事項(xiàng)

(1)樣品制備:在進(jìn)行頂空進(jìn)樣之前，必須對樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹苽洹Ｈ绻麡悠愤^于粘稠或含有雜質(zhì)，可能會影響儀器性能甚至導(dǎo)致故障。因此，在使用進(jìn)樣器之前，應(yīng)該確保樣品已經(jīng)被預(yù)處理和凈化。

(2)壓力控制:在進(jìn)行頂空進(jìn)樣時，需要適當(dāng)?shù)乜刂葡到y(tǒng)內(nèi)的壓力。過高或者過低的壓力都會對樣品的分析結(jié)果產(chǎn)生不利的影響。因此，應(yīng)該嚴(yán)格按照儀器說明書上的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(3)選擇適當(dāng)?shù)尼橆^:頂空進(jìn)樣器通常需要使用特殊的針頭進(jìn)行操作。在選擇針頭時，需要根據(jù)樣品的性質(zhì)和容器大小來確定。如果針頭太大或太小，可能會影響樣品的輸送速度和分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(4)操作溫度:頂空進(jìn)樣器通常需要在合適的溫度下進(jìn)行操作。溫度過高或過低都會對樣品產(chǎn)生影響。因此，在使用進(jìn)樣器之前，應(yīng)該確保儀器的溫度已經(jīng)達(dá)到所需的范圍。

(5)校準(zhǔn)系統(tǒng):在進(jìn)行頂空進(jìn)樣之前，需要對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。通過校準(zhǔn)，可以保證儀器輸出的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確可靠的。如果沒有進(jìn)行校準(zhǔn)，可能會導(dǎo)致誤差甚至錯誤的結(jié)果。

(6)操作流程:操作頂空進(jìn)樣器時要按照正確的步驟進(jìn)行操作。在使用前必須了解并且掌握清潔方法、樣品處理方法、儀器操作方法等信息。簡單的操作失誤也會給實(shí)驗(yàn)帶來很多麻煩。

(7)維護(hù)保養(yǎng):頂空進(jìn)樣器是一種精密儀器，需要定期進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。這包括更換部件、清潔內(nèi)部組件以及定期進(jìn)行校準(zhǔn)和檢查。只有保持儀器的良好狀態(tài)，才能夠保證其正常工作和準(zhǔn)確性。

怎么清洗頂空進(jìn)樣器

無特殊情況下，清洗頂空進(jìn)樣器主要用純水、甲醇或無水乙醇等沖洗或超聲清洗，污染嚴(yán)重可用棉簽輕輕擦拭，不可用力過度，避免破壞內(nèi)表面產(chǎn)生活性點(diǎn)，然后放置到烘箱70℃烘干后干燥冷卻密封存放即可。清洗步驟如下:

(1)設(shè)置傳送帶溫度為60℃，設(shè)置樣品定量管和傳送管溫度為Off。

(2)一旦樣品定量管和傳送管溫度冷卻到低于60℃，關(guān)閉通往頂空進(jìn)樣器的氣體，拆下出口端的放空管線。

(3)在傳送帶中插入一個空的樣品瓶。

(4)用手提起樣品瓶。

(5)用一次性注射器抽取約6ml的純凈水注射進(jìn)HSS放空管。