如何提高氣相色譜儀靈敏度?
提高分析靈敏度幾乎是分析化學的一個永恒話題。就氣相色譜儀分析來說,儀器制造者和分析工作者總是設法制造高靈敏度的儀器和開發高靈敬度的方法。那么在氣相色譜分析中有哪典提高靈敏度的方法呢?
1. 樣品濃縮
樣品濃度低于儀器檢測限時,采用濃縮方法往往是提高分析靈敏度的有效途徑。比如分析水和食品中的殘留農藥時,其濃度常常是ppb(10-9g/ml)到ppt(10-12g/ml)級,即使采用不分流進樣注射5μL樣品。單一組分的絕對進樣量也難達到10-12g。一般氣相色譜儀檢測器是達不到這一檢測限的。所以必須對樣品進行濃縮.常用的濃縮方法有:(1)液-液萃取之后揮發溶劑,然后再定容;(2)用固相萃取(SPE)進行濃縮。這兩種方法均可使樣品濃縮幾個數量級,因而廣泛應用于實際分析中(參見《色譜分析樣品處理》分冊)。但這種濃縮方法的明顯缺點是費時、費溶劑、有可能損失樣品、以及污染環境。 近幾年迅速發展起來的超臨界流體苯取(SFE)和固相微萃取(SPME)技術越來越多地應用于色譜分析中。尤其后者被認為是無溶劑萃取方法,它可與GC直接聯用。實現自動分析。采用聚硅氧烷涂漬的萃取探頭,用于GC/MS分析。可檢側到水中1~20pg多環芳烴。這是一種很有用的樣品制備方法,目前已有幾種極性和非極性探頭涂層。
2. 使用選擇性高靈敏度檢測器
這也是色譜工作者提高分析靈敏度的常用方法。如分析含鹵素化合物時采用ECD,分析含氮和含磷化合物時采用NPD,分析含硫和含磷化合物時用FPD等。還可用AED、MSD等較高靈敏度的通用型檢測器(參見《氣相色譜檢側方法》分冊)。
3. 降低儀器系統噪聲
儀器系統噪聲通常來自兩個方面。一是儀器本身。如檢測器噪聲、電路噪聲、色譜住固定相流失等;二是樣品基質。如食品萃取物中含有很多雜質。前者可以通過采用選擇性檢淵器和低流失色譜柱來實現抑制。后者則需要對樣品進行純化。如采用SPE技術.但這同樣有費時和樣品損失的問題。另外。還可以采用頂空進樣來消除樣品基質的干擾,但這些方法只能很有限地提高靈敏度。
4. 改進進樣方式
不分流進樣、冷柱頭上進樣和程序升溫進樣技術,它們都可在一定程度上提高分析靈敏度,同時簡化樣品處理步驟,近年發展起來的大體積進樣(LVI)技術更是一種有效提高靈敏度的方法采用比常規GC大幾十到幾百倍的進樣量(5~500μL)就可提高靈敏度一到兩個數量級。目前,很多商品儀器提供這種功能。
5.實現大體積進樣的方式
涉及到毛細管GC時,人們都會強調柱容量問題。進樣量大時很容易造成超載,從而減低分離度、使峰形畸變,影響柱性能。但是對于濃度很低的樣品,超載問題只與溶劑有關。所以,只要有效地消除溶劑,不讓過多的樣品進入色譜柱,就可以加大進樣量,以提高靈敏度。這就是所謂LVI技術。有些儀器可配置專門設計的LVI進樣口,而另一些則是基于已有的進樣口設計,附加一些配件來實現LVI。無論何種配置,其原理都是相同的,一是基于冷柱上進樣,二是基于FTV技術。