氣相色譜分流不分流的區(qū)別
分流/不分流（split/splitless）進(jìn)樣口是毛細(xì)管氣相色譜最常用的進(jìn)樣口，它既可用作分流進(jìn)樣，也可用作不分流進(jìn)樣口。分流進(jìn)樣和不分流進(jìn)樣在操作參數(shù)的設(shè)置，對樣品的要求以及襯管結(jié)構(gòu)方面也有很大區(qū)別，詳述如下：
分流進(jìn)樣技術(shù)
載氣流路和襯管選擇
分流進(jìn)樣時進(jìn)入進(jìn)樣口的載氣總流量由一個總流量閥控制，而后載氣分成兩部分：一是隔墊吹掃氣(1～3mL/min)，二是進(jìn)入汽化室的載氣。進(jìn)樣時分流閥會打開，當(dāng)樣品進(jìn)入襯管氣化后，進(jìn)入汽化室的載氣與樣品氣體混合后又分為兩部分：大部分經(jīng)分流出口放空，小部分進(jìn)樣色譜柱。此儀器設(shè)計將柱前壓調(diào)節(jié)閥置于分流氣路上，這就可在總流量不變的情況下，改變柱前壓。柱前壓越高，柱流速越大，分析速度越快。而要在柱前壓不變(柱流速不變)的條件下改變分流比，則必須調(diào)節(jié)總流量。總流量越大，分流比越大。為了盡量維持進(jìn)入色譜柱中的那部分樣品組成能與原來樣品的組成相符，分流進(jìn)樣的關(guān)鍵就在于樣品氣化的速度與程度。
分流襯管的設(shè)計特點是一個混合腔和彎曲的流路，以保證到達(dá)分流點之前能夠全部蒸發(fā)并均勻化樣品蒸汽。分流進(jìn)樣口可采用多種襯管，用于分流進(jìn)樣的襯管大都不是直通的，管內(nèi)有縮徑處或者燒結(jié)板，或者有玻璃珠，或者填充有玻璃毛。這主要是為了增大與樣品接觸的比表面，保證樣品完全汽化，減小分流歧視，同時也是為了防止固體顆粒和不揮發(fā)的樣品組分進(jìn)入色譜柱。常用的如島津GC-2010配置的玻璃毛分流襯管，其優(yōu)點是玻璃毛提供較大的表面積使樣品快速蒸發(fā)，并形成均勻的蒸汽到分流點。少量的玻璃毛就能促進(jìn)蒸發(fā)完全，經(jīng)濟(jì)且重現(xiàn)性好，容易更換，還可以隨意調(diào)整高低。注意，填充物應(yīng)位于襯管的中間，即溫度最高的地方，也是注射器針尖所到達(dá)的地方，這樣對提高汽化效率，減少注射器針尖對樣品的歧視更為有效。另外，玻璃毛活性較大，不適合于分析極性化合物。此時可用經(jīng)硅烷化處理的石英玻璃毛。
樣品的適用性
分流進(jìn)樣應(yīng)用于濃度較高的分析樣品，適合于大部分可揮發(fā)樣品，包括液體和氣體樣品，特別是對一些化學(xué)試劑的分析。因為其中一些組分會在主峰前流出，而且樣品不能稀釋，故分流進(jìn)樣住往是理想的選擇（比如白酒中甲醇及香味成分分析）。此外，在毛細(xì)管氣相色譜的方法開發(fā)過程中，如果對樣品的組成不很清楚，也應(yīng)首先采用分流進(jìn)樣。對于一些相對“臟”的樣品，更應(yīng)采用分流進(jìn)樣，因為分流進(jìn)樣時大部分樣品被放空，只有一小部分樣品進(jìn)入色譜柱，這在很大程度上防止了柱污染。只是在分流進(jìn)樣不能滿足分析要求時（靈敏度太低），才考慮其他進(jìn)樣方式，如不分流進(jìn)樣和柱上進(jìn)樣等。
操作參數(shù)設(shè)置
溫度
進(jìn)樣口溫度應(yīng)接近于或等于樣品中最重組分的沸點，以保證樣品快速汽化，減小初始譜帶寬度，但溢度太高有使樣品組分分解的可能性。對于個別未知的新樣品，可將進(jìn)樣口溫度設(shè)置為300℃進(jìn)行試驗。
分流比
分流比小時，分流歧視效應(yīng)可能小一些，但初始譜帶(主要是溶劑譜帶)寬度要大一些，必要時可采用聚焦技術(shù)。而分流比大時，初始譜帶寬度小，但分流歧視效應(yīng)可能會增大。所以，在實際工作中應(yīng)據(jù)樣品情況和分析要求選擇一個合適的折衷點。
進(jìn)樣量和進(jìn)樣速度
分流進(jìn)樣的進(jìn)樣量一般不超過2μL，最好控制在1.0μL以下，因為襯管的容積有限，液體汽化時體積要膨脹數(shù)百倍。進(jìn)樣量還和分流比是相關(guān)的，分流比大時，進(jìn)樣量可大一些。至于進(jìn)樣速度應(yīng)當(dāng)越快越好，一是防止不均勻汽化，二是保持窄的初始譜帶寬度。因此，快速自動進(jìn)樣往往比手動進(jìn)樣的效果好。
分流歧視問題
所謂分流歧視是指在一定分流比條件下，不同樣品組分的實際分流比是不同的，這就會造成進(jìn)入色譜柱的樣品組成不同于原來的樣品組成，從而影響定量分析的準(zhǔn)確度。因此，采用分流進(jìn)樣時必須注意這個問題。
不均勻汽化是分流歧視的主要原因之一，即由于樣品中各組分的極性不同，沸點各異，因而汽化速度各不相同。造成分流歧視的另外一個原因是不同樣品組分在載氣中的擴(kuò)散速度不同，而擴(kuò)散速度與溫度是成正比的。所以盡量使樣品快速汽化是消除分流歧視的重要措施，包括采用較高的汽化溫度，也包括使用合適的襯管。分流比的大小也會影響分流歧視。一般地講，分流比越大，越有可能造成分流歧視。所以，在樣品濃度和柱容量允許的條件下，分流比小一些有利。具體分析中要消除分流歧視，還應(yīng)注意色譜柱的初始溫度盡可能高一些。這樣，汽化溫度和柱箱溫度之差就會小一些，樣品在汽化室經(jīng)歷的溫度梯度就會小一些，可避免汽化后的樣品發(fā)生部分冷凝。最后一個問題是色譜柱的安裝，一是要保證柱入口端超過了分流點。二是保證柱入口端處于汽化室襯管的中央，即汽化室內(nèi)色譜柱與襯管是同軸的。
盡管分流進(jìn)樣有歧視問題，但它仍然是毛細(xì)管氣相色譜中最常用的進(jìn)樣方式。在實際工作中，分流歧視是很難完全消除的，但只要操作是重現(xiàn)的，一定程度的歧視是重現(xiàn)的，就可以通過標(biāo)準(zhǔn)樣品的校準(zhǔn)來消除歧視效應(yīng)對定量精度的影響。
分流進(jìn)樣規(guī)則
進(jìn)樣口溫度比樣品中最高沸點的溫度至少高20℃，以便高效且得到好的重現(xiàn)性；
針頭不用預(yù)熱，快速進(jìn)樣，并及時拔出針頭。自動進(jìn)樣器一般為1μL或更少。對高沸點的樣品應(yīng)在進(jìn)樣口停留1-2s；
果程序升溫，柱溫箱的初始溫度應(yīng)該高于溶劑的沸點，進(jìn)樣后應(yīng)快速升溫；
確保隔墊吹掃打開，設(shè)定為3-5 mL/min。
不分流進(jìn)樣技術(shù)
由于分流進(jìn)樣給檢測靈敏度提出了更高的要求，而當(dāng)樣品濃度太低時，分流進(jìn)樣并不總是合適的選擇。除了進(jìn)行樣品預(yù)處理(如濃縮)外，實驗者很容易想到不分流進(jìn)樣。既然分流進(jìn)樣是因為柱容量小、樣品濃度高而不得不采用的方法，那么低濃度樣品采用不分流進(jìn)樣，以提高檢測靈敏度就是理所當(dāng)然的選擇了。
載氣流路和襯管選擇。
不分流進(jìn)樣與分流進(jìn)樣采用同一個進(jìn)樣口。不分流進(jìn)樣就是將分流氣路的電磁閥關(guān)閉，讓樣品全部進(jìn)入色譜柱。這樣做的好處是顯而易見的，既可提高分析靈敏度，又能消除分流歧視的影響。然而，在實際工作中，不分流進(jìn)樣的應(yīng)用遠(yuǎn)沒有分流進(jìn)樣普遍，只是在分流進(jìn)樣不能滿足分析要求時(主要是靈敏度要求)，才考慮使用不分流進(jìn)樣。這是因為不分流進(jìn)樣的操作條件優(yōu)化較為復(fù)雜，對操作技術(shù)的要求高。其中一個最突出的問題是樣品初始譜帶較寬(樣品汽化后的體積相對于柱內(nèi)載氣流量太大)。汽化的樣品中溶劑是大量的，不可能瞬間進(jìn)入色譜柱，結(jié)果溶劑峰就會嚴(yán)重拖尾，使早流出組分的峰被掩蓋在溶劑拖尾峰中，從而使分析變得困難，甚至不可能。有人也將這一現(xiàn)象叫做溶劑效應(yīng)。
消除這種溶劑效應(yīng)可從幾個方面考慮，但就載氣的流路來說，主要是采用所謂瞬間不分流技術(shù)。即進(jìn)樣開始時關(guān)閉分流電磁閥，使系統(tǒng)處于不分流狀態(tài)，待大部分汽化的樣品進(jìn)入色譜柱后，開啟分流閥，使系統(tǒng)處于分流狀態(tài)。這樣，汽化室內(nèi)殘留的溶劑氣體(當(dāng)然包括一小部分樣品組分)就很快從分流出口放空，從而在很大程度上消除了溶劑拖尾。分流狀態(tài)一直持續(xù)到分析結(jié)束，注射下一個樣品時再關(guān)閉分流閥。所以我們說，不分流進(jìn)樣并不是絕對不分流，而是分流與不分流的結(jié)合。這里，確定一個瞬間不分流時間(從進(jìn)樣到開啟分流閥的時間，也稱為溶劑吹掃時間)往往是分析成敗的關(guān)鍵。原則上講，這一時間應(yīng)足夠長，以保證絕大部分樣品進(jìn)人色譜柱，避免分流歧視的影響；同時又要盡可能短，以最大限度地消除溶劑拖尾，使早流出峰的分析更為準(zhǔn)確。這顯然是有矛盾的。在實際工作中，常常是根據(jù)樣品的具體情況(如溶劑沸點、待測組分沸點和濃度等)或操作條件來確定一個優(yōu)化的折衷點。研究結(jié)果表明，這一時間值一般在30s～80s之間。文獻(xiàn)報道多采用0.75min，即從進(jìn)樣到開啟分流閥的時間為0.75min，通常能保證95%以上的樣品進(jìn)入色譜柱。對于高沸點樣品，不分流時間長一些有利于提高分析靈敏度，而不影響測定準(zhǔn)確度；對于低沸點樣品，則要盡可能使不分流時間短一些，最大限度地消除溶劑拖尾，以保證分析準(zhǔn)確度。
瞬間不分流的時間的確定依賴于樣品和溶劑的性質(zhì)，襯管的容積、進(jìn)樣量，進(jìn)樣速度以及載氣流速。由于樣品在不分流襯管中的滯留時間取決于襯管的形狀、氣體速度、樣品汽化的時間，所以通常不分流襯管被設(shè)計成直管，另外還有錐型設(shè)計，把樣品聚集到色譜柱頭，限制樣品反沖，減少與樣品口金屬的接觸。襯管中添加玻璃棉可以促進(jìn)樣品汽化，以及阻止非揮發(fā)性殘留物，防止色譜柱污染。常用的不分流襯管如島津GC-2010配置的錐形襯管，其優(yōu)點是減少樣品與進(jìn)樣口金屬的接觸，把樣品聚集到色譜柱頭。
對于干凈樣品，襯管內(nèi)可不填充玻璃毛，對于相對臟的樣品，則需要填充玻璃毛或石英毛，以保證分析的重現(xiàn)性并保護(hù)色譜柱不被污染。但要注意，由于不分流進(jìn)樣時樣品在汽化室滯留的時間比分流進(jìn)樣時長，熱不穩(wěn)定化合物的分解可能性也大，故襯管和其中填充的石英毛都必須經(jīng)硅烷化處理，且要及時清洗、更換和重新硅烷化。
樣品的適用性
不分流進(jìn)樣具有明顯高于分流進(jìn)樣的靈敏度，它通常用于食品中的農(nóng)藥殘留監(jiān)測。這些樣品往往都比較臟，所以樣品的預(yù)處理是保護(hù)色譜柱所必須注意的問題。
不分流進(jìn)樣對樣品溶劑有較嚴(yán)格的要求。因為進(jìn)樣口溫度、色譜柱初始溫度、瞬間不分流的時間和進(jìn)樣體積都與溶劑沸點有關(guān)。一般地講，使用高沸點溶劑比低沸點溶劑有利，因為溶劑沸點高時，容易實現(xiàn)溶劑聚焦，且可使用較高的色譜柱初始溫度，還可降低進(jìn)樣針針尖歧視以及汽化室的壓力突變。另一方面，溶劑的極性一定要與樣品的極性相匹配，且要保證溶劑在所有被測樣品組分之前出峰，否則早流出的峰就會被溶劑的大峰掩蓋。同時，溶劑還要與固定相匹配，才能實現(xiàn)有效的溶劑聚焦。
對于高沸點痕量組分的分析，不分流進(jìn)樣就容易多了。此時可以不考慮溶劑的沸點，采用高的初始柱溫還可縮短分析時間。事實上，不分流進(jìn)樣應(yīng)是分析高沸點痕量組分的首選方法。
操作參數(shù)設(shè)置
進(jìn)樣口溫度
進(jìn)樣口溫度的設(shè)置可以比分流進(jìn)樣時稍低一些，因為不分流進(jìn)樣時樣品在汽化室滯留時間長，汽化速度稍慢一些不會影響分離結(jié)果，還可通過溶劑聚焦和/或固定相聚焦來補(bǔ)償汽化速度慢的問題。不過，進(jìn)樣口溫度的低限是能保證待測組分在瞬間不分流時完全汽化，否則，過低的進(jìn)樣口溫度會造成高沸點組分的損失，影響分析靈敏度和重現(xiàn)性。當(dāng)然，過高的溫度又會造成樣品的分解。因此，要根據(jù)樣品的具體情況優(yōu)化進(jìn)樣口溫度。而當(dāng)改變進(jìn)樣口溫度后，又必須重新優(yōu)化設(shè)置瞬間不分流時間。
載氣流速
從減小初始譜帶寬度的角度考慮，不分流進(jìn)樣的載氣流速應(yīng)當(dāng)高一些，其上限應(yīng)以保證分離度為準(zhǔn)。分流出口的流量(開啟分流閥后)一般為30～60mL/min。只要開啟分流閥的時間設(shè)置正確，分流出口流量在此范圍內(nèi)變化對分析結(jié)果的影響很小。
進(jìn)樣量和進(jìn)樣速度
進(jìn)樣量一般不超過2μL。進(jìn)樣量大時應(yīng)選用容積大的襯管，否則會發(fā)生樣品倒灌。進(jìn)樣速度則應(yīng)快一些，最好用自動進(jìn)樣器。若采用手動進(jìn)樣，進(jìn)樣速度的重現(xiàn)性會影響分析結(jié)果。
不分流進(jìn)樣的規(guī)則
設(shè)定進(jìn)樣口溫度比樣品組分中最高沸點的溫度高20℃以上；
建議可以使用“三明治”技術(shù)（即注射針先吸一段溶劑，再往上拉一段空氣，然后才是將樣品吸入注射針）進(jìn)樣，快速注入樣品，讓注射器停在進(jìn)樣口幾秒鐘以確保樣品完全氣汽化；
一般地，開始時柱溫箱溫度設(shè)定為比溶劑的沸點低20oC，保持1分鐘，然后再根據(jù)樣品需要程序升溫；
進(jìn)樣時間為0.5-1.0 min后，進(jìn)樣口切換到分流模式，載氣流量至少應(yīng)設(shè)為50 mL/min；
確保隔墊吹掃打開，并設(shè)為3-5 mL/ min。
