Этапы анализа газовой хроматографии и разделения

Преимущество газовая хроматография заключается в том, что он может разделять и анализировать смеси нескольких компонентов. Однако, поскольку существует множество веществ, которые можно использовать для хроматографического анализа, время появления хроматографических пиков разных компонентов на одной и той же неподвижной фазе может быть одинаковым, поэтому трудно охарактеризовать неизвестные вещества только на основе хроматографических пиков. Что касается неизвестного образца, мы должны сначала понять его источник, природу и аналитическую цель; на основании этого мы можем сделать предварительную оценку выборки; а затем использовать определенный метод для проведения качественной идентификации на основе известных чистых веществ или соответствующих хроматографических качественных эталонных данных. Пожалуйста, посмотрите следующее:

1. Источник и метод предварительной обработки проб.

Пробы, которые можно непосредственно анализировать с помощью ГХ, обычно представляют собой газы или жидкости. Перед анализом твердые образцы следует растворить в подходящем растворителе и убедиться, что образцы не содержат компонентов (таких как неорганические соли), которые не могут быть проанализированы методом ГХ и которые могут повредить компоненты хроматографической колонки. Таким образом, когда мы получаем неизвестный образец, мы должны понять источник, чтобы оценить компоненты, которые может содержать образец, и диапазон температур кипения образца. Если система отбора проб проста и компоненты пробы можно испарять, ее можно анализировать напрямую. Если в образце присутствуют компоненты, которые невозможно проанализировать непосредственно с помощью ГХ, или концентрация образца слишком низкая, необходимо провести необходимую предварительную обработку, такую ​​как адсорбция, анализ, экстракция, концентрирование, разбавление, очистка, дериватизация и другие методы обработки образца.

2. Определите конфигурацию прибора

Так называемая конфигурация прибора относится к тому, какое устройство для ввода пробы, какой газ-носитель, какая хроматографическая колонка и какой детектор используются для анализа проб.

Как правило, сначала следует определить тип детектора. Детекторы ПИД часто выбирают для углеводородов, а детекторы ЭЗД легко выбрать для веществ, содержащих больше электроотрицательных групп (F, Cl и т. д.) и меньшее содержание углеводородов; когда требования к чувствительности обнаружения не высоки или включены неуглеводородные компоненты, можно выбрать детекторы TCD; для образцов, содержащих серу и фосфор, можно выбрать детекторы ПФД.

Для жидких проб вы можете выбрать метод инъекции с мембранной подушкой, а для проб газа можно использовать шестиходовой клапан или метод адсорбционной термодесорбции. Общая хроматография предполагает только метод впрыска в подушечку диафрагмы, поэтому пробы газа можно анализировать с использованием метода адсорбционно-растворительного анализа-впрыска в подушечку диафрагмы.

Выбирайте подходящие хроматографические колонки в соответствии со свойствами тестируемых компонентов и, как правило, соблюдайте правило сходства и совместимости. Выберите неполярную колонку при разделении неполярных веществ и выберите полярную колонку при разделении полярных веществ. После определения хроматографической колонки определяют рабочую температуру хроматографической колонки по разнице коэффициентов распределения испытуемых компонентов в пробе. Изотермический метод принят для простых систем, а метод программируемой температуры — для анализа сложных систем с большими различиями в коэффициентах распределения.

Обычно используемыми газами-носителями являются водород, азот, гелий и т. д. Водород и гелий имеют малую молекулярную массу и часто используются в качестве газов-носителей для насадочной колоночной хроматографии; азот имеет большую молекулярную массу и часто используется в качестве газа-носителя в капиллярной газовой хроматографии; Гелий используется в качестве газа-носителя для газовой хроматографии и масс-спектрометрии.

3. Определить начальные условия эксплуатации.

Когда образец готов и конфигурация прибора определена, можно начинать пробное разделение. В это время необходимо определить начальные условия разделения, которые в основном включают объем впрыска, температуру порта впрыска, температуру детектора, температуру колонки и скорость потока газа-носителя. Объем впрыска определяется на основе концентрации пробы, емкости колонки и чувствительности детектора. Когда концентрация образца не превышает 10 мг/мл, объем ввода насадочной колонки обычно составляет 1–5 мкл, тогда как для капиллярной колонки, если соотношение разделения составляет 50:1, объем ввода обычно не превышает 2 мкл. Температура порта ввода в основном определяется диапазоном температур кипения образца, также необходимо учитывать рабочую температуру хроматографической колонки. В принципе, выгодно иметь более высокую температуру в порту впрыска, обычно близкую к температуре кипения компонента с самой высокой температурой кипения в образце, но ниже температуры легко разлагающегося компонента.

4. Оптимизация условий разделения.

Целью оптимизации условий разделения является достижение требуемых результатов разделения в кратчайшие сроки анализа. Когда цель разделения по базовой линии не может быть достигнута путем изменения температуры колонки и скорости потока газа-носителя, следует заменить хроматографическую колонку большей длины или даже хроматографическую колонку с другой неподвижной фазой, поскольку в ГХ хроматографическая колонка является ключом к успеху разделения.

5. Качественная идентификация

Так называемая качественная идентификация заключается в определении принадлежности хроматографических пиков. Для простых образцов их можно охарактеризовать стандартными образцами. То есть в одних и тех же хроматографических условиях введите стандартный образец и фактический образец отдельно и определите, какой пик на хроматограмме является компонентом, подлежащим анализу, в соответствии со значением удерживания. Следует отметить, что разные соединения могут иметь одинаковое значение удерживания на одной и той же колонке, поэтому недостаточно использовать только одни данные по удерживанию для качественного определения неизвестных образцов. Качественный метод определения индекса удерживания с двумя или несколькими колонками более надежен в ГХ, поскольку вероятность того, что разные соединения будут иметь одинаковое значение удерживания на разных колонках, намного меньше. Газовая хроматография-масс-спектрометрия может использоваться, когда позволяют условия.

6. Количественный анализ

Необходимо определить, какой количественный метод использовать для определения содержания испытуемого компонента. Обычно используемые хроматографические количественные методы представляют собой не что иное, как процентный метод площади (высоты пика), метод нормализации, метод внутреннего стандарта, метод внешнего стандарта и метод добавления стандарта (также называемый методом суперпозиции). Метод процента площади пика (высоты пика) является самым простым, но наименее точным. Этот метод является необязательным только в том случае, если образец состоит из гомологов или предназначен только для грубого количественного определения. Для сравнения, метод внутреннего стандарта имеет самую высокую количественную точность, поскольку он количественно определяет значение отклика относительно стандарта (называемого внутренним стандартом), который добавляется к стандартному образцу и неизвестному образцу соответственно, так что ошибки, возникающие из-за колебаний рабочих условий (включая объем впрыска), могут быть компенсированы. Что касается метода стандартного добавления, то к неизвестному образцу количественно добавляют стандарт испытуемого вещества, а затем проводят количественный расчет на основе увеличения площади пика (или высоты пика). Процесс подготовки проб аналогичен методу внутреннего стандарта, но принцип расчета полностью заимствован из метода внешнего стандарта. Точность допустимого количества стандартного добавления должна находиться между методом внутреннего стандарта и методом внешнего стандарта.

7. Проверка метода

Так называемая верификация метода призвана доказать практичность и надежность разработанного метода. Практичность обычно относится к тому, можно ли приобрести все используемые конфигурации приборов как стандартные товары, является ли метод обработки проб простым и легким в использовании, является ли время анализа разумным и приемлема ли стоимость анализа для аналогов. Надежность включает в себя линейный диапазон количественного определения, предел обнаружения, восстановление метода, повторяемость, воспроизводимость и точность.