氣相色譜分流不分流的區別

分流/不分流（split/splitless）進樣口是毛細管氣相色譜最常用的進樣口，它既可用作分流進樣，也可用作不分流進樣口。分流進樣和不分流進樣在操作參數的設置，對樣品的要求以及襯管結構方面也有很大區別，詳述如下：
分流進樣技術
載氣流路和襯管選擇
分流進樣時進入進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)，二是進入汽化室的載氣。進樣時分流閥會打開，當樣品進入襯管氣化后，進入汽化室的載氣與樣品氣體混合后又分為兩部分：大部分經分流出口放空，小部分進樣色譜柱。此儀器設計將柱前壓調節閥置于分流氣路上，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，則必須調節總流量。總流量越大，分流比越大。為了盡量維持進入色譜柱中的那部分樣品組成能與原來樣品的組成相符，分流進樣的關鍵就在于樣品氣化的速度與程度。
分流襯管的設計特點是一個混合腔和彎曲的流路，以保證到達分流點之前能夠全部蒸發并均勻化樣品蒸汽。分流進樣口可采用多種襯管，用于分流進樣的襯管大都不是直通的，管內有縮徑處或者燒結板，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的樣品組分進入色譜柱。常用的如島津GC-2010配置的玻璃毛分流襯管，其優點是玻璃毛提供較大的表面積使樣品快速蒸發，并形成均勻的蒸汽到分流點。少量的玻璃毛就能促進蒸發完全，經濟且重現性好，容易更換，還可以隨意調整高低。注意，填充物應位于襯管的中間，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。此時可用經硅烷化處理的石英玻璃毛。
樣品的適用性
分流進樣應用于濃度較高的分析樣品，適合于大部分可揮發樣品，包括液體和氣體樣品，特別是對一些化學試劑的分析。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，在毛細管氣相色譜的方法開發過程中，如果對樣品的組成不很清楚，也應首先采用分流進樣。對于一些相對“臟”的樣品，更應采用分流進樣，因為分流進樣時大部分樣品被放空，只有一小部分樣品進入色譜柱，這在很大程度上防止了柱污染。只是在分流進樣不能滿足分析要求時（靈敏度太低），才考慮其他進樣方式，如不分流進樣和柱上進樣等。
操作參數設置
溫度
進樣口溫度應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，可將進樣口溫度設置為300℃進行試驗。
分流比
分流比小時，分流歧視效應可能小一些，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。而分流比大時，初始譜帶寬度小，但分流歧視效應可能會增大。所以，在實際工作中應據樣品情況和分析要求選擇一個合適的折衷點。
進樣量和進樣速度
分流進樣的進樣量一般不超過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百倍。進樣量還和分流比是相關的，分流比大時，進樣量可大一些。至于進樣速度應當越快越好，一是防止不均勻汽化，二是保持窄的初始譜帶寬度。因此，快速自動進樣往往比手動進樣的效果好。
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確度。因此，采用分流進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散速度不同，而擴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，樣品在汽化室經歷的溫度梯度就會小一些，可避免汽化后的樣品發生部分冷凝。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，即汽化室內色譜柱與襯管是同軸的。
盡管分流進樣有歧視問題，但它仍然是毛細管氣相色譜中最常用的進樣方式。在實際工作中，分流歧視是很難完全消除的，但只要操作是重現的，一定程度的歧視是重現的，就可以通過標準樣品的校準來消除歧視效應對定量精度的影響。
分流進樣規則
進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性；
針頭不用預熱，快速進樣，并及時拔出針頭。自動進樣器一般為1μL或更少。對高沸點的樣品應在進樣口停留1-2s；
果程序升溫，柱溫箱的初始溫度應該高于溶劑的沸點，進樣后應快速升溫；
確保隔墊吹掃打開，設定為3-5 mL/min。
不分流進樣技術
由于分流進樣給檢測靈敏度提出了更高的要求，而當樣品濃度太低時，分流進樣并不總是合適的選擇。除了進行樣品預處理(如濃縮)外，實驗者很容易想到不分流進樣。既然分流進樣是因為柱容量小、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樣，以提高檢測靈敏度就是理所當然的選擇了。
載氣流路和襯管選擇。
不分流進樣與分流進樣采用同一個進樣口。不分流進樣就是將分流氣路的電磁閥關閉，讓樣品全部進入色譜柱。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，不分流進樣的應用遠沒有分流進樣普遍，只是在分流進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樣。這是因為不分流進樣的操作條件優化較為復雜，對操作技術的要求高。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載氣流量太大)。汽化的樣品中溶劑是大量的，不可能瞬間進入色譜柱，結果溶劑峰就會嚴重拖尾，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。有人也將這一現象叫做溶劑效應。
消除這種溶劑效應可從幾個方面考慮，但就載氣的流路來說，主要是采用所謂瞬間不分流技術。即進樣開始時關閉分流電磁閥，使系統處于不分流狀態，待大部分汽化的樣品進入色譜柱后，開啟分流閥，使系統處于分流狀態。這樣，汽化室內殘留的溶劑氣體(當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。分流狀態一直持續到分析結束，注射下一個樣品時再關閉分流閥。所以我們說，不分流進樣并不是絕對不分流，而是分流與不分流的結合。這里，確定一個瞬間不分流時間(從進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鍵。原則上講，這一時間應足夠長，以保證絕大部分樣品進人色譜柱，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確。這顯然是有矛盾的。在實際工作中，常常是根據樣品的具體情況(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化的折衷點。研究結果表明，這一時間值一般在30s～80s之間。文獻報道多采用0.75min，即從進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，以保證分析準確度。
瞬間不分流的時間的確定依賴于樣品和溶劑的性質，襯管的容積、進樣量，進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計成直管，另外還有錐型設計，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樣品汽化，以及阻止非揮發性殘留物，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，其優點是減少樣品與進樣口金屬的接觸，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，以保證分析的重現性并保護色譜柱不被污染。但要注意，由于不分流進樣時樣品在汽化室滯留的時間比分流進樣時長，熱不穩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
不分流進樣具有明顯高于分流進樣的靈敏度，它通常用于食品中的農藥殘留監測。這些樣品往往都比較臟，所以樣品的預處理是保護色譜柱所必須注意的問題。
不分流進樣對樣品溶劑有較嚴格的要求。因為進樣口溫度、色譜柱初始溫度、瞬間不分流的時間和進樣體積都與溶劑沸點有關。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，容易實現溶劑聚焦，且可使用較高的色譜柱初始溫度，還可降低進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，才能實現有效的溶劑聚焦。
對于高沸點痕量組分的分析，不分流進樣就容易多了。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，不分流進樣應是分析高沸點痕量組分的首選方法。
操作參數設置
進樣口溫度
進樣口溫度的設置可以比分流進樣時稍低一些，因為不分流進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果，還可通過溶劑聚焦和/或固定相聚焦來補償汽化速度慢的問題。不過，進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性。當然，過高的溫度又會造成樣品的分解。因此，要根據樣品的具體情況優化進樣口溫度。而當改變進樣口溫度后，又必須重新優化設置瞬間不分流時間。

載氣流速
從減小初始譜帶寬度的角度考慮，不分流進樣的載氣流速應當高一些，其上限應以保證分離度為準。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置正確，分流出口流量在此范圍內變化對分析結果的影響很小。
進樣量和進樣速度
進樣量一般不超過2μL。進樣量大時應選用容積大的襯管，否則會發生樣品倒灌。進樣速度則應快一些，最好用自動進樣器。若采用手動進樣，進樣速度的重現性會影響分析結果。
不分流進樣的規則
設定進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（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）進樣，快速注入樣品，讓注射器停在進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定為比溶劑的沸點低20oC，保持1分鐘，然后再根據樣品需要程序升溫；
進樣時間為0.5-1.0 min后，進樣口切換到分流模式，載氣流量至少應設為50 mL/min；
確保隔墊吹掃打開，并設為3-5 mL/ min。