提高分析靈敏度幾乎是分析化學(xué)的一個(gè)永恒話(huà)題。就GC分析來(lái)說(shuō),儀器制造者和分析工作者總是設(shè)法制造高靈敏度的儀器和開(kāi)發(fā)高靈敏度的方法。尤其在環(huán)境分析、藥物分析和食品分析方面,有關(guān)法規(guī)方法對(duì)靈敏度有很高的要求正是這種要求促進(jìn)了儀器的發(fā)展,而儀器的發(fā)展有使法規(guī)制定者提出更高的檢測(cè)靈敏度要求,這種互動(dòng)是循環(huán)往復(fù)的。那么在GC分析中有哪些提高靈敏度的方法呢?
1. 樣品濃縮 樣品濃度低于儀器檢測(cè)限時(shí),采用濃縮方法往往是提高分析靈敏度的有效途徑。比如分析水和食品中的殘留農(nóng)藥時(shí),其濃度常常是ppb(10-9g/ml)到ppt(10-12g/ml)級(jí),即使采用不分流進(jìn)樣注射5μL樣品。單一組分的絕對(duì)進(jìn)樣量也難達(dá)到10-12g。一般GC檢測(cè)器是達(dá)不到這一檢測(cè)限的。所以必須對(duì)樣品進(jìn)行濃縮.常用的方法有:(1)液-液萃取之后揮發(fā)溶劑,然后再定容;(2)用固相萃?。⊿PE)進(jìn)行濃縮。這兩種方法均可使樣品濃縮幾個(gè)數(shù)量級(jí),因而廣泛應(yīng)用于實(shí)際分析中(參見(jiàn)《色譜分析樣品處理》分冊(cè))。但這種濃縮方法的明顯缺點(diǎn)是費(fèi)時(shí)、費(fèi)溶劑、有可能損失樣品、以及污染環(huán)境。 近幾年迅速發(fā)展起來(lái)的超臨界流體苯?。⊿FE)和固相微萃?。⊿PME)技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于色譜分析中。尤其后者被認(rèn)為是無(wú)溶劑萃取方法,它可與GC直接聯(lián)用。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分析。采用聚硅氧烷涂漬的萃取探頭,用于GC/MS分析??蓹z側(cè)到水中1~20pg多環(huán)芳烴。這是一種很有用的樣品制備方法,目前已有幾種極性和非極性探頭涂層。
2. 使用選擇性高靈敏度檢側(cè)器 這也是色譜工作者提高分析靈敏度的常用方法。如分析含鹵素化合物時(shí)采用ECD,分析含氮和含磷化合物時(shí)采用NPD,分析含硫和含磷化合物時(shí)用FPD等。還可用AED、MSD等較高靈敏度的通用型檢側(cè)器(參見(jiàn)《氣相色譜檢側(cè)方法》分冊(cè))。
3. 降低儀器系統(tǒng)噪聲 儀器系統(tǒng)噪聲通常來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面。一是儀器本身。如檢測(cè)器噪聲、電路噪聲、色譜住固定相流失等;二是樣品基質(zhì)。如食品萃取物中含有很多雜質(zhì)。前者可以通過(guò)采用選擇性檢淵器和低流失色譜柱來(lái)實(shí)現(xiàn)抑制。后者則需要對(duì)樣品進(jìn)行純化。如采用SPE技術(shù).但這同樣有費(fèi)時(shí)和樣品損失的問(wèn)題。另外。還可以采用頂空進(jìn)樣來(lái)消除樣品基質(zhì)的干擾,但這些方法只能很有限地提高靈敏度。
4. 改進(jìn)進(jìn)樣方式 不分流進(jìn)樣、冷柱頭上進(jìn)樣和程序升溫進(jìn)樣技術(shù),它們都可在一定程度上提高分析靈敏度,同時(shí)簡(jiǎn)化樣品處理步驟,近年發(fā)展起來(lái)的大體積進(jìn)樣(LVI)技術(shù)更是一種有效提高靈敏度的方法采用比常規(guī)GC大幾十到幾百倍的進(jìn)樣量(5~500μL)就可提高靈敏度一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。目前,很多商品儀器提供這種功能。
大體積進(jìn)樣可以提高靈敏度? 涉及到毛細(xì)管GC時(shí),人們都會(huì)強(qiáng)調(diào)柱容量問(wèn)題。進(jìn)樣量大時(shí)很容易造成超載,從而減低分離度、使峰形畸變,影響柱性能。但是對(duì)于濃度很低的樣品,超載問(wèn)題只與溶劑有關(guān)。所以,只要有效地消除溶劑,不讓過(guò)多的樣品進(jìn)入色譜柱,就可以加大進(jìn)樣量,以提高靈敏度。這就是所謂LVI技術(shù)。有些儀器可配置專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的LVI進(jìn)樣口,而另一些則是基于已有的進(jìn)樣口設(shè)計(jì),附加一些配件來(lái)實(shí)現(xiàn)LVI。無(wú)論何種配置,其原理都是相同的,一是基于冷柱上進(jìn)樣,.二是基于FTV技術(shù)。 如何提高GC/MS的靈敏度你應(yīng)該知道這些! GC/MS聯(lián)用儀,即氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,為現(xiàn)在最常用的化學(xué)分析儀器。在藥物,食品,環(huán)境領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用,是水中揮發(fā)物質(zhì)、半揮發(fā)物質(zhì),食品中農(nóng)殘,香精香料等測(cè)試的主要工具。無(wú)論在定性還是定量上均有強(qiáng)大功能。
從第一臺(tái)商業(yè)GC/MS問(wèn)世以來(lái),GC/MS的功能不斷擴(kuò)展,加之計(jì)算機(jī)的發(fā)展使其軟件支持也十分完善。
但是在日常應(yīng)用中,我們發(fā)現(xiàn)GC/MS的功能并未被完全發(fā)揮,或者說(shuō)大家使用GC/MS來(lái)進(jìn)行化學(xué)分析,但得到的結(jié)果并不是真正好的結(jié)果。
一般文獻(xiàn)上的方法都只會(huì)提供主要參數(shù),如升溫程序,離子源的溫度等,其實(shí)在GC/MS的儀器設(shè)置中還有一些是比較重要,而且這些參數(shù)的設(shè)置應(yīng)該隨測(cè)試的不同而不同。下面小析姐從如何提高GC/MS的靈敏度來(lái)討論儀器設(shè)置的重要性(儀器以安捷倫GC/MS7890/5973為例)。
如何新建儀器方法,許多儀器操作人員喜歡在已有方法的基礎(chǔ)上手動(dòng)選擇需要修改的參數(shù),這樣做往往會(huì)遺漏一些重要的參數(shù)設(shè)置。所以建議從儀器預(yù)設(shè)的缺省方法開(kāi)始編輯完整方法,如Agilent菜單中就有Edit enter method的選項(xiàng)。
1. 首先的儀器參數(shù)為進(jìn)樣量,一般的GC/MS方法都會(huì)是1ul,如果方法要求檢測(cè)線低,按照溶劑膨脹率也可以提高進(jìn)樣量,但需要注意膨脹體積應(yīng)小于襯管體積。 2. 對(duì)于微量或痕量分析,我們會(huì)選擇部分流進(jìn)樣,但脈沖部分流進(jìn)樣的方式可以提供更窄的峰寬,可以最大限度的提高靈敏度。 3. 升溫程序我們需要注意的是溶劑聚焦的應(yīng)用,設(shè)置低的柱箱初溫可以很好的起到溶劑聚焦,以減少峰寬的作用。 4. 質(zhì)譜參數(shù)的設(shè)定,EM電壓一般設(shè)定為Autotune的電壓,適當(dāng)提高可以提高化合物的質(zhì)譜響應(yīng)。如果進(jìn)行的定量分析,單純Scan的靈敏度較低,但是單純的SIM可能丟失很多有用的信息,比如測(cè)試復(fù)雜基質(zhì)可以通過(guò)Scan的數(shù)據(jù)了解基質(zhì)的組成等?,F(xiàn)在大多儀器都可以進(jìn)行Scan和SIM的同時(shí)分析,在Scan和SIM的同時(shí)分析中特別應(yīng)注意的是檢測(cè)器時(shí)間的分配,以Agilent的儀器舉例,參數(shù)sample rate應(yīng)設(shè)置為1(單純Scan設(shè)為2)可以保證有比較好的時(shí)間分配,即能保證質(zhì)譜數(shù)據(jù)的采集(峰的點(diǎn)數(shù)),也能保證靈敏度。SIM參數(shù)設(shè)置中,Dwell time會(huì)是比較重要的,一般需要保證每秒的掃描數(shù)大于2(峰寬為6秒,保證12個(gè)點(diǎn))。 5. 離子源的溫度對(duì)物質(zhì)的靈敏度也有較大的影響,一般離子源溫度會(huì)設(shè)為230℃,但最新的離子源可以設(shè)到300℃,對(duì)化合物的靈敏度是一個(gè)很大的提高。
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