色譜常見(jiàn)問(wèn)題（5）-氣相色譜常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法
一、氣相色譜系統(tǒng)的基本組成是什么？
氣相色譜系統(tǒng)的基本組成有：
1.氣源：常用的有N2、H2、Air、Ar、He等高壓氣體鋼瓶，也可采用氫氣發(fā)生器、氮?dú)獍l(fā)生器、無(wú)油空氣泵；
2.氣路控制系統(tǒng)：由開(kāi)關(guān)閥、穩(wěn)定閥、針形（調(diào)節(jié)）閥、切換閥和氣阻、壓力表、流量計(jì)等組成；
3.進(jìn)樣系統(tǒng)：即汽化室，可以根據(jù)不同的分析要求，裝置不同的進(jìn)樣器內(nèi)襯。對(duì)于氣體樣品，最好采用六通閥定體積進(jìn)樣，可獲好的重復(fù)性，對(duì)液體樣品，一般采用微量注射器進(jìn)樣，對(duì)固體樣品，多用裂解器或脈沖爐配合；
4.色譜分離系統(tǒng)：色譜柱是解決樣品組份分離的關(guān)鍵，有填充柱和毛細(xì)柱二大類(lèi)，根據(jù)不同的分析要求來(lái)具體配置；
5.檢測(cè)器：是將樣品中的化學(xué)組份轉(zhuǎn)化為電訊號(hào)，靈敏度和穩(wěn)定性是關(guān)系到整個(gè)儀器性能的心臟部件，常用有TCD、FID、ECD、FPD、NPD；
6.色譜工作站
7.溫度控制器：有恒溫控制和程序升溫控制二種方式；
8.檢測(cè)器電路；每種類(lèi)型檢測(cè)器都必須配置一個(gè)控制和測(cè)量的電路，從而實(shí)現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)換。例如，配合高靈敏度TCD，就要配置一個(gè)熱導(dǎo)池恒流電源，對(duì)FID就需配置一個(gè)微電流發(fā)大器。
二、氣體為什么要凈化？
氣體純度要影響靈敏度、穩(wěn)定性。凈化工作主要是脫除水份、氧（TCD、ECD）和碳?xì)浠衔?，碳?xì)浠衔飳⒂绊懟€穩(wěn)定性。對(duì)于高純氣體分析，要求載氣純度要比被測(cè)氣體純度高一個(gè)數(shù)量級(jí)才能正常工作，否則要出倒峰，例如分析高純Ar（O2≤2PPm，N2≤
5PPm），就要求高純Ar載氣中O2、N2都要小于1 PPm才行。應(yīng)用ECD時(shí)，載氣中內(nèi)的H2O和O2將嚴(yán)重影響靈敏度。
三、對(duì)進(jìn)樣的五點(diǎn)基本要求是什么？
為保證定性定量精度，進(jìn)樣的基本要求是：
1.快速：是指取樣要快，取樣后送進(jìn)儀器要快，樣品應(yīng)進(jìn)入汽化室中載氣流速的區(qū)域；
2.重復(fù)：是指取樣要重復(fù)、送入儀器的操作也要重復(fù)，對(duì)氣體樣品，要控制住氣體樣品的流量和壓力恒定，以便保證進(jìn)樣和進(jìn)被測(cè)氣體的進(jìn)樣量一致性；
3.進(jìn)樣器溫度要正確設(shè)置；對(duì)液體樣品，進(jìn)樣汽化溫度要設(shè)置正確，要高于試樣的平均沸點(diǎn)，溫度太低會(huì)造成高沸點(diǎn)組份汽化不完
全，溫度太高，可能會(huì)引起某些組份的分解；
4.進(jìn)樣死體積要盡量??；指汽化室到色譜柱的連接氣路體積要盡可能小，氣體進(jìn)樣閥到色譜柱的連接管盡量短，從而減少死體積對(duì)峰變寬的影響；
5.對(duì)不同柱型要配置不同的進(jìn)樣器結(jié)構(gòu)，以便獲得理想的柱效和好的峰形。例如：對(duì)填充柱和細(xì)口徑毛細(xì)柱分流進(jìn)樣，襯管內(nèi)徑要適當(dāng)大些，而對(duì)大口徑毛細(xì)柱柱頭進(jìn)樣，襯管內(nèi)徑要適當(dāng)小些（中間有窄小收口）。
四、填充柱的基本要素是什么？
對(duì)一個(gè)具體的被測(cè)樣品，就必需應(yīng)用一根適用的色譜柱，要考慮到組份的全部分離，也要考慮分析速度和檢測(cè)器靈敏度。分離、速度、靈敏度是與填充柱的基本要素有關(guān)：
1.柱長(zhǎng)：柱子越長(zhǎng)，分離越好，但分析周期會(huì)很長(zhǎng)，檢測(cè)靈敏度也會(huì)降低；
2.柱內(nèi)徑：柱的內(nèi)徑越細(xì)，分離越好，但制備會(huì)困難，柱容量也會(huì)減少，造成高含量組份定量偏低；
3.固定液：根據(jù)具體樣品來(lái)選擇，“相似性原理”是選擇固定液的基本原則，特殊的、復(fù)雜的樣品也可采用混合型固定液。例如，分離二甲苯，采用DNP+有機(jī)皂土；分離白酒，常用DNP+吐溫；
4.擔(dān)體：擔(dān)體目數(shù)大，顆粒細(xì)小，分離效果好，但柱壓會(huì)太高，造成進(jìn)樣壓力波動(dòng)大，對(duì)有極性較強(qiáng)的組份，就必須應(yīng)用硅烷化處理的擔(dān)體，以利減小峰形拖尾；
5.固定液與擔(dān)體的配比：固定液配比越高，分離越好，柱容量也會(huì)提高，但分析周期會(huì)加長(zhǎng)，基流會(huì)增加，從而增加噪音和基線漂流，柱子老化時(shí)間要很長(zhǎng)。
五、氣相色譜柱的安裝
色譜柱的正確安裝才能保證發(fā)揮其最佳的性能和延長(zhǎng)使用壽命。 正確的安裝請(qǐng)參考以下步驟：
步驟1. 檢查氣體過(guò)濾器、載氣、進(jìn)樣墊和襯管等檢查氣體過(guò)濾器和進(jìn)樣墊，保證輔助氣和檢測(cè)器的用氣暢通有效。如果以前做過(guò)較臟樣品或活性較高的化合物，需要將進(jìn)樣口的襯管清洗或更換。
步驟2. 將螺母和密封墊裝在色譜柱上，并將色譜柱兩端要小心切平 。
步驟3. 將色譜柱連接于進(jìn)樣口上色譜柱在進(jìn)樣口中插入深度根據(jù)所使用的GC儀器不同而定。正合適的插入能最大可能地保證試驗(yàn)
結(jié)果的重現(xiàn)性。通常來(lái)說(shuō)，色譜柱的入口應(yīng)保持在進(jìn)樣口的中下部，當(dāng)進(jìn)樣針穿過(guò)隔墊完全插入進(jìn)樣口后如果針尖與色譜柱入口相差1-2cm，這就是較為理想的狀態(tài)。（具體的插入程度和方法參見(jiàn)所使用GC的隨機(jī)手冊(cè)）避免用力彎曲擠壓毛細(xì)管柱，并小心不要讓標(biāo)記牌等有鋒利邊緣的物品與毛細(xì)柱接觸摩擦，以防柱身斷裂受損。將色譜柱正確插入進(jìn)樣口后，用手把連接螺母擰上，擰緊后（用手?jǐn)Q不動(dòng)了）用扳手再多擰1/4-1/2圈，保證安裝的密封程度。因?yàn)椴痪o密的安裝，不僅會(huì)引起裝置的泄漏，而且有可能對(duì)色譜柱造成永久損壞。
步驟4. 接通載氣當(dāng)色譜柱與進(jìn)樣口接好后，通載氣, 調(diào)節(jié)柱前壓以得到合適的載氣流速（見(jiàn)下表）。
柱前壓設(shè)置為
Psi 15m 25m 30m 50m 100m
0.20mm 10-15 20-30 18-30 40-60 80-120
0.25mm 8-12 13-22 15-25 28-45 55-90
0.32mm 5-10 8-15 10-20 16-30 32-60
0.53mm 1-2 2-3 2-4 4-8 6-14
(以上僅為建議的起始設(shè)置，具體數(shù)值要依據(jù)實(shí)際的載氣流速。)將色譜柱的出口端插入裝有己烷的樣品瓶中，正常情況下，我們可以看見(jiàn)瓶中穩(wěn)定持續(xù)的氣泡。如果沒(méi)有氣泡，就要重新檢查一下載氣裝置和流量控制器等是否正確設(shè)置，并檢查一下整個(gè)氣路有無(wú)泄漏。等所有問(wèn)題解決后，將色譜柱出口從瓶中取出，保證柱端口無(wú)溶劑殘留，再進(jìn)行下一步的安裝。
步驟5. 將色譜柱連接于檢測(cè)器上其安裝和所需注意的事項(xiàng)與色譜柱與進(jìn)樣口連接大致相同。如果在應(yīng)用中系統(tǒng)所使用的是ECD或NPD等，那么在老化色譜柱時(shí)，應(yīng)該將柱子與檢測(cè)器斷開(kāi)，這樣檢測(cè)器可能會(huì)更快達(dá)到穩(wěn)定。
步驟6. 確定載氣流量，再對(duì)色譜柱的安裝進(jìn)行檢查注意：如果不通入載氣就對(duì)色譜柱進(jìn)行加熱，會(huì)快速且永久性的損壞色譜柱。
步驟7. 色譜柱的老化色譜柱安裝和系統(tǒng)檢漏工作完成后，就可以對(duì)色譜柱進(jìn)行老化了。對(duì)色譜柱升至一恒定溫度，通常為其溫度上限。特殊情況下，可加熱至高于最高使用溫度10-20℃左右，但是一定不能超過(guò)色譜柱的溫度上限，那樣極易損壞色譜柱。當(dāng)?shù)竭_(dá)老化溫度后，記錄并觀察基線。初始階段基線應(yīng)持續(xù)上升，在到達(dá)老化溫度后5-10分鐘開(kāi)始下降，并且會(huì)持續(xù)30-90分鐘。當(dāng)?shù)竭_(dá)一個(gè)固定的值后就會(huì)穩(wěn)定下來(lái)。如果在2-3小時(shí)后基線仍無(wú)法穩(wěn)定或在15-20分鐘后仍無(wú)明顯的下降趨勢(shì)，那么有可能系統(tǒng)裝置有泄漏
或者污染。遇到這樣的情況，應(yīng)立即將柱溫降到40℃以下，盡快的檢查系統(tǒng)并解決相關(guān)的問(wèn)題。如果還是繼續(xù)的老化，不僅對(duì)色譜柱有損壞而且始終得不到正常穩(wěn)定的基線。一般來(lái)說(shuō)，涂有極性固定相和較厚涂層的色譜柱老化時(shí)間長(zhǎng)，而弱極性固定相和較薄涂層的色譜柱所需時(shí)間較短。而PLOT色譜柱的老化方法有各不相同。PLOT柱的老化驟:HLZ Pora 系列 250℃， 8小時(shí)以上
Molesieve(分子篩) 300℃ 12小時(shí)Alumina(氧化鋁) 200℃ 8小時(shí)以上由于水在氧化鋁和分子篩PLOT柱中的不可逆吸附，使得這兩種色譜柱容易發(fā)生保留行為漂移。當(dāng)柱子分離過(guò)含有高水分樣品后，需要將色譜柱重新老化，以除去固定相中吸附的水分。
步驟8. 設(shè)置確認(rèn)載氣流速對(duì)于毛細(xì)管色譜柱，載氣的種類(lèi)首選高純度氮?dú)饣驓錃?。載氣的純度最好大于99.995%，而其中的含氧量越少越好。如果您使用的是毛細(xì)管色譜柱，那么依照載氣的平均線速度（cm/sec）,而不是利用載氣流量（ml/min）來(lái)對(duì)載氣做出評(píng)價(jià)。因?yàn)橹У挠?jì)算采用的是載氣的平均線速度。推薦平均線速度值：氮?dú)猓?0-12cm/sec 氫氣：20-25cm/sec載氣雜質(zhì)過(guò)濾器在載氣的管線中加入氣體過(guò)濾裝置不僅可以延長(zhǎng)色譜柱壽命，而且很大程度的降低了背景噪音。
建議最好安裝一個(gè)高容量脫氧管和一個(gè)載氣凈化器。使用ECD系統(tǒng)時(shí)，最好能在其輔助氣路中也安裝一個(gè)脫氧管。
步驟9. 柱流失檢測(cè)在色譜柱老化過(guò)程結(jié)束后，利用程序升溫作一次空白試驗(yàn)（不進(jìn)樣）。一般是以10℃/min從50℃升至最高使用溫度，達(dá)到最高使用溫度后保持10min。這樣我們就會(huì)的到一張流失圖。
這些數(shù)值可能對(duì)今后作對(duì)比試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的解決有幫助。在空白試驗(yàn)的色譜圖中，不應(yīng)該有色譜峰出現(xiàn)。如果出現(xiàn)了色譜峰，通常可能是從進(jìn)樣口帶來(lái)的污染物。如果在正常的使用狀態(tài)下，色譜柱的性能開(kāi)始下降，基線的信號(hào)值會(huì)增高。另外，如果在很低的溫度下，基線信號(hào)值明顯的大于初始值，那么有可能是色譜柱和 GC系統(tǒng)有污染。其他：色譜柱的保存用進(jìn)樣墊將色譜柱的兩端封住，并放回原包裝。在安裝時(shí)要將色譜柱的兩端截去一部分，保證沒(méi)有進(jìn)樣墊的碎屑?xì)埩粲谥小?br/>注意：當(dāng)空氣中氫氣的含量在4-10%時(shí)，就有爆炸的危險(xiǎn)。所以一定要保證實(shí)驗(yàn)室有良好的通風(fēng)系統(tǒng)。
六、穩(wěn)壓閥的作用及保證穩(wěn)壓效果的條件是什么？
為了獲得定性定量的正確結(jié)果，穩(wěn)壓閥輸入壓力起碼大于輸出壓力0.05MPa，否則起不到良好的穩(wěn)壓效果，因此，氣體鋼瓶或氣體發(fā)
生器輸出的氣體應(yīng)足夠高才行，例如：載氣輸入儀器的壓力必須大于柱前壓0.05 MPa。
七、怎么樣老化色譜柱?
新填充的色譜柱不能馬上使用還需要進(jìn)行老化處理。
老化的目的有兩個(gè):
一.是為了徹底除去填充物中的殘余溶劑，和某些揮發(fā)性雜質(zhì)。
二.是促進(jìn)固定液均勻的、牢固分布在單體的表面上。
老化的方法：
----把柱子與汽化室連接，與檢測(cè)器一端要斷開(kāi)，以氮?dú)鉃檩d氣，流速是正常的一半即可，溫度選擇固定液的最高使用溫度，老化時(shí)間大約20小時(shí)，老化完成后將儀器溫度降至近室溫關(guān)閉色譜儀，
待儀器溫度恢復(fù)室溫再將色譜柱連接到檢測(cè)器上（老化時(shí)接汽化室的一端最好接在檢測(cè)器上），開(kāi)機(jī)，在使用溫度下看基線是否平
穩(wěn)，如果平穩(wěn)色譜柱就算老化好了，否則要繼續(xù)老化。
八、常用氣相色譜擔(dān)體(載體)及吸附劑
品 名 規(guī)格/100克 品 名 規(guī)格/100克
6201紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 401有機(jī)擔(dān)體 60/80/100目
101白色擔(dān)體系列 60/80/100目 402有機(jī)擔(dān)體 60/80/100目
102白色擔(dān)體系列 60/80/100目 403有機(jī)擔(dān)體 60/80/100目
103白色擔(dān)體系列 60/80/100目 404有機(jī)擔(dān)體 60/80/100目
104白色擔(dān)體系列 60/80/100目 405有機(jī)擔(dān)體 60/80/100目
201紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 406有機(jī)擔(dān)體 60/80/100目
202紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 407有機(jī)擔(dān)體 60/80/100目
301紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 408有機(jī)擔(dān)體 60/80/100目
302紅色擔(dān)體系列 60/80/100目 GDX系列（高分子微球） 60/80/100目
401白色擔(dān)體 60/80/100目 TDX系列（碳分子篩） 60/80/100目
九、如何正確操作氫焰檢測(cè)器？
1.開(kāi)機(jī)是先通載氣和空氣，讓載氣先沖洗進(jìn)樣器、色譜柱、檢測(cè)
器；
2.接通并設(shè)置好各部分的溫度控制；
3.開(kāi)通微電流放大器，設(shè)置好放大器輸入高阻檔（增益檔），一般置于109Ω檔，走放大器基線；
4.待檢測(cè)器溫度高于100℃時(shí)才能通氫氣點(diǎn)火，點(diǎn)火是氫氣可通得流量大一些，易于點(diǎn)火，點(diǎn)著火后就將氫氣流量降到合適的位置
（滿足最佳N2/H2比）；
5.應(yīng)用基流調(diào)節(jié)電位器將記錄儀表的記錄筆調(diào)到適當(dāng)?shù)奈恢茫呋€；
6.待基線穩(wěn)定后即可進(jìn)行進(jìn)樣分析；
7.停機(jī)時(shí)，必須先將氫氣關(guān)閉讓檢測(cè)器熄火；
8.然后關(guān)掉溫控和放大器，待柱溫降到低于70—80℃時(shí)最后才關(guān)掉載氣和空氣。通H2點(diǎn)火操作應(yīng)在FID 溫度超過(guò)100℃時(shí)進(jìn)行，關(guān)機(jī)時(shí)應(yīng)先熄火，這一操作原則是為了避免造成檢測(cè)器積水而導(dǎo)致放大器輸入級(jí)絕緣下降，引起噪音增大。
十、影響FID靈敏度的因素是什么？
影響FID靈敏度的因素有：
1.噴咀孔徑大小：孔徑小靈敏度高，但限制了進(jìn)樣差；
2.收集極與極化極間的位置：極間距離大、靈敏度小，極間距離
小、靈敏度高；
3.極化極與噴咀口的相互位置：噴咀口高于極化極圈，靈敏度大大下降，噴咀口低于極化極圈，則會(huì)引起噪音增大；
4.N2/H2流量比：將明顯影響靈敏度，各生產(chǎn)廠家的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同，N2/H2比最佳值也不同，可用實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，一般情況下，N2流量比H2流量大些，一般N2：H2是1：1.5或1：1為宜。噴咀孔徑為φ0.4的，流量可再20—30ml/min，噴咀孔徑為φ0.6以上的，流量可在40—50 ml/min左右為佳。毛細(xì)管色譜的柱尾吹氣的作用，除了減少組份的柱后擴(kuò)散效應(yīng)外，另一個(gè)主要作用是保證最佳N2/H2比，用以保證最佳靈敏度；
5.空氣流量小于200ml/min范圍內(nèi)，流量大小對(duì)靈敏度有影響，一般大于250ml/min條件下，空氣流量對(duì)靈敏度無(wú)影響；
6.放大器輸入高阻的大小將直接影響放大器的電流放大倍數(shù)，當(dāng)然影響FID靈敏度，輸入高阻大，靈敏度高，但噪音會(huì)增大；
7.放大器的輸出電路都設(shè)計(jì)內(nèi)衰電路，有1/10、1/25、1/50，各生產(chǎn)廠家不同，內(nèi)衰減比例也不同，改變或調(diào)節(jié)內(nèi)衰減，也可改變FID靈敏度。當(dāng)然，前提是要保證放大器基線穩(wěn)定。
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