全二维气相色谱分析

对复杂混合物的体系进行二维色谱分析,本身就是为了加快分析速度,所以在快速气相色谱中也利用两支选择性不同的色谱柱进行快速分析。近年发展了一种所谓全面的二维气相色谱(comprehensive two-dimentional GC(2DGC),克服了以往一般二维色谱不能把所有组分完全分离的弱点。他们的办法是在第一支厚液膜低极性色谱柱上以较慢的程序升温速度进行粗略的分离,出来的分离物进入一个两级热脱附柱,这一热脱附柱每隔几秒钟就把一个窄馏分送往第二支色谱柱进行快速分离。这样一来可以全面快速地分离所有的组分。例如他们用这一方法在4min内分离了15个农药(1.8~3.8pg),RSD为6.2%~8.8%。这一研究组又对每一个进入第二支色谱柱的脉冲进行升温分离,这样就与组分的挥发性关系不大了,因而得到更好的分离。并把化学计量学的方法用于全二维色谱的快速分析。
全二维色谱有以下一些优点:
1、灵敏度高,是一维色谱的20~50倍
2、分析时间短
3、提高定性分析的可靠性
4、可一法多用
5、分离度高、峰容量大
例如分析柴油的全二维色谱如下图:
柱 1: 1m×0.1mm×3.0μm 007-1,
柱 2: 1.0m×0.1mm×0.1μm 007-1701。
调制毛细管: 0.1m×0.1mm×3.0μm 007-1,
柴油的GC×GC色谱分离,大约有2000个峰,用时60分钟 。
全二维气相色谱分析(2)
全二维气相色谱的接口 即两支色谱柱之间的连接处,或叫做“调制器”,它负责把第一支色谱柱分离开的一组混合馏分进入调制器,进行聚焦后再以脉冲方式送到第二支色谱柱进行进一步的分离,所有组分从第二支色谱柱进入检测器,信号经数据处理系统处理,得到以柱1保留时间为第一横坐标,柱2保留时间为第二横坐标,信号强度为纵坐标的三维色谱图或二维轮廓图。常用的调制器是一支毛细管柱和一个槽型加热器如下图所示:
这个技术自90年代初萌芽以来,在1999年由美国Zoex公司实现了仪器商品化。将在复杂样品分离中发挥积极作用,是一种十分诱人的分离分析工具。由于这项技术非常新,目前全世界只有二十台左右的仪器,且只有Zoex公司有定型产品。该仪器有如下特点:
1、分辨率高、峰容量大。其峰容量为组成它的二根柱子各自峰容量的乘积。美国Southern Illinois大学已成功地用此技术一次进样从煤油中分出一万多个峰。
2、灵敏度高。经第一支色谱柱分离后,馏分在调制器聚焦,再以脉冲形式进样。因此,灵敏度可比通常的一维色谱提高20~50倍。
3、分析时间短。由于用了二根不同极性的柱子,因此样品更容易分开,总分析时间反而比一维色谱短。也由于高分辨率的原因,定性可靠性可大大增强。一个方法可覆盖原来要几个ASTM方法才能做的任务
中科院大连化学物理研究所的许国旺博士及时地参与了GC×GC新技术的发展历程。2000年2月Zoex公司总裁专门来连与许国旺研究员商谈共同开发GC×GC技术的合作事宜。该项技术将广泛地应用于含100个组分以上的复杂样品分析,如石油样品、环境样品、中药、香精香料、酒类、油脂等. 样品越复杂,优势越明显。一些长期分不开的样品,将会随着此技术的应用得以分开。

