解說頂空進樣器-----原理與應(yīng)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(jù)

    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(dāng)氣—液（氣—固）兩相達到熱力學(xué)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(jù)是當(dāng)頂空瓶中樣品上面的蒸氣壓相當(dāng)?shù)蜁r，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?jǐn)?shù); χi為樣品中組分i的摩爾分?jǐn)?shù); γi為組分i的活度系數(shù)。

                       Ai=fiPi= fiPOiγiχi

當(dāng)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(yīng)用

應(yīng)用1：在職業(yè)病和法庭分析中，經(jīng)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(xué)技術(shù)學(xué)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(nèi)標(biāo)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(yīng)用2：分析血樣中的酒精是頂空氣相色譜應(yīng)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(xì)管柱（固定液為聚二甲苯硅氧烷）。

應(yīng)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(yù)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。