解說頂空進樣器-----原理與應用

頂空進樣是對液體樣品或固體試樣中的可揮發(fā)性成分進行分析的有效方法。如塑料包裝食品包裝袋中揮發(fā)性VOC成分的分析，人在有毒環(huán)境中工作后，體液中有毒組分含量的分析等。

1．過程與理論依據

    頂空進樣器的分析通常是將樣品置于密閉的頂空瓶中在恒溫系統(tǒng)中保持一定的時間，當氣—液（氣—固）兩相達到熱力學平衡后，取上部氣體樣，用氣相色譜分析測定氣相組成。測定可通過兩種方式進行：

    （1）靜態(tài)法。在恒溫密閉系統(tǒng)中達到氣液兩相平衡后，取樣測定氣相組成。該方式適用

于試樣較多揮發(fā)性成分濃度相對較高的場合。

    （2）動態(tài)法。也稱吹掃—捕集法，利用吸附劑吸附揮發(fā)性成分，再將吸附管連接到色譜儀的六通閥上（取代定量管），加熱解析，組分被載氣吹進色譜柱中進行分析。該方法適用于試樣量少或特殊的場合。

頂空氣相色譜分析法的理論依據是當頂空瓶中樣品上面的蒸氣壓相當低時，峰面積Ai的大小與樣品上面的氣相中揮發(fā)性組分i的蒸氣壓Pi成正比:

       Ai=fiPi

fi為校正因子，在真實體系中，蒸氣分壓通常用下式表示：

                          Pi=POiγiχi

Pi為氣相中組分i的摩爾分數; χi為樣品中組分i的摩爾分數; γi為組分i的活度系數。

                       Ai=fiPi= fiPOiγiχi

當系統(tǒng)平衡時：

                       Ai=fiPi= kiχi

通過頂空分析，可確定試樣中的含量

2．實際應用

應用1：在職業(yè)病和法庭分析中，經常要測定體液中的苯、甲苯、二甲苯等有毒成分，采用頂空分析是一種有效、方便、快速的方法。司法部司法鑒定科學技術學院制定了分析水、尿、血中苯類化合物的靜態(tài)頂空分析方法。

       取1mL試樣（水、尿、血）放入5mL青霉素小瓶中，加入0.4g內標物和約1g硫酸銨

至飽和，加蓋密封，置于80℃的恒溫器中30 min，取0.6mL頂空的氣樣進行色譜分析。色譜分析條件為色譜柱；2m×2mm；80—100目；固定液PEG—20M。柱溫以10℃／min升溫到110℃。

應用2：分析血樣中的酒精是頂空氣相色譜應用zen廣泛的方法，可檢查汽車司機是否酒

后駕車。將樣品在濕度為50℃的恒溫器中，平衡30 min后，取一定量頂空的氣體進行色譜分析。色譜柱為30 m×0.53mm石英毛細管柱（固定液為聚二甲苯硅氧烷）。

應用3：固體樣品（塑料、食品等）的頂空分析，塑料食品包裝袋中的甲苯殘留量的測定。

將塑料食品包裝袋剪成30 mm×10 mm碎片，裝入100 mL玻璃注射器，在80℃預熱20min，用空氣稀釋為l00 mL，恒溫10 min后進樣分析。填充色譜柱0.5mm×3mm，固定液為20％的PEG—20 M，柱溫為80℃。zen小檢測濃度為0.031mg/m3。