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如何将GC的灵敏度提高1-2个数量级2023-02-2118:08提高分析灵敏度几乎是分析化学的一个永恒话题就GC分析来说,仪器制造者和分析工作者总是设法制造高灵敏度的仪器和开发高灵敬度的方法那么在GC分析中有哪典提高灵敏度的方法呢?L仪器设置一般文献上的方法都只会提供主要参数,如升温程序,离子源的温度等,其实在GC/MS的仪器设置中还有一些是比较重要,而且这些参数的设置应该随测试的不同而不同本文以如何提高GC/MS的灵敏度来讨论仪器设置的重要性仪器以安捷伦GC/MS7890/5973为例如何新建仪器方法,许多仪器操作人员喜欢在已有方法的基础上手动选择需要修改的参数,这样做往往会遗漏一些重要的参数设置所以建议从仪器预设的缺省方法开始编辑完整方法,如Agilent菜单中就有Editentermethod的选项1首先的仪器参数为进样量,一般的GC/MS方法都会是lul如果方法要求检测线低,按照溶剂膨胀率也可以提高进样量,但需要注意膨胀体积应小于衬管体积2对于微量或痕量分析,我们会选择部分流进样,但脉冲部分流进样的方式可以提供更窄的峰宽,可以最大限度的提高灵敏度3升温程序我们需要注意的是溶剂聚焦的应用,设置低的柱箱初温可以很好的起到溶剂聚焦,以减少峰宽的作用4质谱参数的设定,EM电压一般设定为Autotune的电压,适当提高可以提高化合物的质谱响应如果进行的定量分析,单纯Scan的灵敏度较低,但是单纯的SIM可能丢失很多有用的信息,比如测试复杂基质可以通过Scan的数据了解基质的组成等现在大多仪器都可以进行Scan和SIM的同时分析,在Scan和SIM的同时分析中特别应注意的是检测器时间的分配,以Agilent的仪器举例,参数samplerate应设置为1单纯Scan设为2可以保证有比较好的时间分配,即能保证质谱数据的采集峰的点数,也能保证灵敏度SIM参数设置中,Dwelltime会是比较重要的,一般需要保证每秒的扫描数大于2峰宽为6秒,保证12个点5离子源的温度对物质的灵敏度也有较大的影响,一般离子源温度会设为23CTC但最新的离子源可以含殳到300℃对化合物的灵敏度是一个很大的十日目KE[rJo
2、样品浓缩样品浓度低于仪器检测限时,采用浓缩方法往往是提高分析灵敏度的有效途径比如分析水和食品中的残留农药时,其浓度常常是ppb10-9g/ml到ppt10-12g/ml级,即使采用不分流进样注射5jjL样品单一组分的绝对进样量也难达到10-12g一般GC检测器是达不到这一检测限的所以必须对样品进行浓缩.常用的方法有:
(1)液-液萃取之后挥发溶剂,然后再定容;
(2)用固相萃取(SPE)进行浓缩这两种方法均可使样品浓缩几个数量级,因而广泛应用于实际分析中(参见《色谱分析样品处理》分册)但这种浓缩方法的明显缺点是费时、费溶剂、有可能损失样品、以及污染环境近几年迅速发展起来的超临界流体苯取(SFE)和固相微萃取(SPME)技术越来越多地应用于色谱分析中尤其后者被认为是无溶剂萃取方法,它可与GC直接联用实现自动分析采用聚硅氧烷涂渍的萃取探头,用于GC/MS分析可检侧到水中1〜20Pg多环芳煌这是一种很有用的样品制备方法,目前已有几种极性和非极性探头涂层
3、使用选择性高灵敏度检侧器这也是色谱工作者提高分析灵敏度的常用方法如分析含卤素化合物时采用ECD分析含氮和含磷化合物时采用NPD分析含硫和含磷化合物时用FPD等还可用AED、MSD等较高灵敏度的通用型检侧器(参见《气相色谱检侧方法》分册)
4、降低仪器系统噪声仪器系统噪声通常来自两个方面一是仪器本身如检测器噪声、电路噪声、色谱住固定相流失等;二是样品基质如食品萃取物中含有很多杂质前者可以通过采用选择性检渊器和低流失色谱柱来实现抑制后者则需要对样品进行纯化如采用SPE技术,但这同样有费时和样品损失的问题另外还可以采用顶空进样来消除样品基质的干扰,但这些方法只能很有限地提高灵敏度
5、改进进样方式不分流进样、冷柱头上进样和程序升温进样技术,它们都可在一定程度上提高分析灵敏度,同时简化样品处理步骤,近年发展起来的大体积进样LVI技术更是一种有效提高灵敏度的方法采用比常规GC大几十到几百倍的进样量5〜500pL就可提高灵敏度一到两个数量级涉及到毛细管GC时,人们都会强调柱容量问题进样量大时很容易造成超载,从而减低分离度、使峰形畸变,影响柱性能但是对于浓度很低的样品,超载问题只与溶剂有关所以,只要有效地消除溶剂,不让过多的样品进入色谱柱,就可以加大进样量,以提高灵敏度这就是所谓LVI技术有些仪器可配置专门设计的LVI进样口,而另一些则是基于已有的进样口设计,附加一些配件来实现LVIO无论何种配置,其原理都是相同的,一是基于冷柱上进样,二是基于FTV技术。