色谱工作者应具备的良好习惯

色色谱谱相关材料相关材料 色色谱谱工作者工作者应应具具备备的良好的良好习惯习惯 1、按仪器说明书的规程操作 验收仪器时，不仅要清点所有零部件是否齐全，还要检查仪器说明书是否齐备，并妥善保存这些资 料。在独立操作仪器之前，一定要认真阅读有关说明书，并严格按规程操作。这是做好仪器分析的前提条 件，而且一旦仪器出了问题，也好与厂商交涉。 2、准备一份色谱柱测试标样 色谱柱性能是保证分析结果的关键。新买的色谱柱，首先要用测试样品评价其性能。如果用色谱柱 厂商提供的测试条件测试而结果不合格时，就可要求退货或换货。更重要的是，此后的使用过程中色谱 柱性能会变化，当分析结果有问题时，可以用测试标样测试色谱柱，并将结果与前一次测试结果相比较， 这有助于确定问题是否出在色谱柱，以便于采取相应的措施排除故障。 3、及时更换色谱柱密封垫 石墨密封垫漏气是 GC 最常见的故障之一。一定不要在不同的柱上重复使用同一密封垫，即使同一 根柱卸下重新安装时，最好也要换新密封垫，这样能保证更高的工作效率。如果装上色谱柱后发现漏气 而再更换密封垫，就要花费更多的时间，即使旧垫仍能使用，也要比原来多拧紧一些，弄得不好就会拧断 毛细管色谱柱。 4、使用纯度合乎要求的载气 载气一定要用高纯级的，以避免干扰分析和污染色谱柱或检测器。要知道一根色谱柱的价格是一瓶 高纯氮气或氢气价格的 20 倍以上。如果因为要省钱而用普通气体作载气，可能是丢了西瓜拣了芝麻。检 测器用辅助气体最好也用高纯级的。虽然在灵敏度要求不高时，可用普通气体，但其代价可能是检测器 被污染。 5、定期更换气体净化器填料 变色硅胶可据颜色变化来判断其性能，但分子筛等吸附有机物的净化器就不好用肉眼判断了。所以 2 须定期更换，最好 3 个月更换一次。如果硅胶与分子筛装在一起，则更换硅胶时也要更换分子筛。 6、使用性能可靠的气体减压器 新的减压器在使用时一定要试漏，在长期的使用过程中也要经常检漏，这是发现问题的一个好习惯。 如果不注意这个问题，轻则造成气体浪费，重则出现安全问题，到时悔之晚矣。 7、定期更换进样衬垫 进样口衬垫漏气是 GC 常见故障之一。另外，衬垫的老化降解也会给分析带来干扰。比如其碎屑掉 进汽化室内也可能导致鬼峰。至于多长时间换一次衬垫，则要看所分析的样品性质和分析条件而定。常 规实验室一般每天更换一个进样衬垫。无论如何，一个衬垫的连续使用时间不要超过一周。 8、及时清洗注射器 保持注射器清洁能避免样品记忆效应的干扰。更换样品时要清洗，用同一样品多次进样时也要用样 品本身清洗注射器。一支注射器暂时不用时（比如下班），更要彻底清洗，否则残留其中的样品可能将针 芯粘牢，造成注射器报废。使用自动进样器的用户也应注意此问题，最好是经常更换和清洗注射器。 9、定期检查并清洗进样衬管 仪器长期使用后，进样衬管内会有焦油状物质，这是样品中的不挥发成分造成的。此外还会有颗粒 状物质积存（隔垫碎屑，样品中的固体物质）这些都会干扰分析的正常进行。因此要定期检查，及时清洗。 注意，在衬管中填充一些经硅烷化处理的石英玻璃毛，既可提高样品的汽化效率，又能防止隔垫碎屑进 入色谱柱造成堵塞。 10、更换零部件要逐一进行 修理仪器时，不要一次更换多个部件，那样会造成故障原因的判断失误。应该一次更换一件，经测试 后再更换另一件。这样可能更便于准确地判断故障原因，同时避免不必要的开支。 11、做好仪器使用和分析记录并定期归档 这是仪器的履历，应逐日记录，包括操作者、分析样品及条件、仪器工作状态等等。一旦仪器出现问 题，这是查找原因的重要资料。 3 气相色气相色谱仪谱仪器故障排除方法（器故障排除方法（氢氢火焰离子化火焰离子化检测检测器）器） 1、 点火前不能调零 放大器预热之后，氢焰尚未点燃，基线应能被调节到记录仪的零点，此时改变放大器上的衰减比，基 线应无偏离，如果在上述操作中发现，无论怎样调节微电流放大器旋钮，都不能使记录仪上的基线回到 零位，则认为是不能调零故障。 点火前不能调零故障的发生原因有以下几个：接线错误；离子室绝缘不良；引线电缆有短路；微电流放 大器损坏；记录仪故障。 2、 点火故障 在色谱仪正常操作的条件下，按动点火器按钮，片刻后应能听到氢氧混合气点燃时的爆鸣声，此时 将会观察到基线的偏移。点火后，用凉爽的玻璃片或表面光亮的金属片等物品放于火焰正上方气路出口 处，片刻可观察到玻璃片或金属片表面上水蒸气冷凝的痕迹。如果出现上述现象，说明仪器点火正常。如 果在点火过程中无上述点燃迹象，应再次尝试点火，若多次点火仍无反应，可认为发生了不能点火故障。 发生不能点火故障的原因有以下几个：点火组件故障；点火电源无输出；点火前后气路配比不当；漏 氢气；气路中有堵塞；点火电路连线、接头断路。 不能点火故障具体按下面步骤检查排除： （1）点火丝发亮状态的检查：点火丝应呈现较明亮的黄红色，如看到点火丝能点亮，说明点火电路基 本正常；如果点丝毫不反应则说明点火电路有问题，此时应转入（7）作进一步检查。 （2）气路中气流配比检查：正常点火时应增大氢气流量，适当减少空气流量，载气或尾吹气应调到很 小或关死，如各流量操作不对，应进行调整。 （3）氢气漏气检查：停电后，关闭除氧气以外的各路流量控制阀，用硅橡胶垫或干净的软橡皮头堵住 氢火焰离子室喷嘴，并稍向下用力，以阻断从喷嘴流出的氢气，此时氢气一路转子流量计中的转子应慢 慢降到零。如转子不下降或虽然下降但降不到零，则说明氢气一路有漏气，按（4）处理；如果转子可降为 4 零，转入（5）进行处理。 （4）消除漏气：试漏，找出漏气点，必要时也可对气路管线分段处理试漏。找到泄漏处之后应根据具体 情况适当处理，详细方法见气路泄漏的检查与排除所述。在消除氢气漏气故障时有一点需给予注意，那 就是载气气路下游的泄漏也会导致氢气气路转子降不到零位，这是由于载气和氢气两路在喷嘴前相互连 通的缘故。 （5）气路中有堵塞：气路堵塞，特别是喷嘴处的气路堵塞，是造成不能点火或点火后又灭的一个常见 原因。排除堵塞方法可见气路部件的清洗部分所述。 （6）气路配比的调整：不能点火或不易点火往往和点火状态时气路各流量配比有关。在点火状态时氢 气流量应加大几倍，而空气可略微降低，用作载气的氮气应减少甚至关断，在点火后再缓缓增大。此项调 整可反复做几次，直到能点着火为止。 （7）点火组件接触良好性检查。 （8）点火电路输出电压检查：直接测量点火电源的输出电压是否为额定值，便可知点火电源有否故障。 （9）连线与插头有断路。 （10）检测器接触不良。 3、点火后不能调零 氢火焰离子化检测器在点火前可以将基线调到零点，但点火后却不能将基线调到点火前的位置，这 种现象即为点火不能调零故障。 点火后不能调零故障的原因有：离子室积水；极化电压接反；气路、检测器污染；柱流失严重；气流调 节不当；基线补偿无作用。 此种故障的排除可按下面步骤进行检查排除： （1）基线补偿旋钮作用检查：记下点火后基线偏离的方向，从离子室一侧取下氢焰信号电缆。此时旋 动基线补偿钮后可观察基线补偿偏转方向及大小，正常时基线补偿方向应与信号偏离方向相反，若基线 5 补偿方向与信号偏离方向同向，可考虑改变极化电压极性。若调基线补偿旋钮后基线无反应、或虽有反 应但偏离数值太小，亦应转入（9）处理。 （2）检测器温度检查：氢焰点火时，离子室的温度必须超过 100，否则离子室将会累积水分，破坏收 集极的绝缘，导致放大器不能调零。还有一点须注意，即在刚启动色谱仪后，虽然检测器指示已达 100 以上，但离子室距离中心加热体有一段长度，因此尚须多等一段时间待离子室真实温度达到 100以上， 再行点火。 （3）火焰是否太大：直接观察点火后的氢火焰是否太大、太红，火焰是否已烧到收集板上，若是这样按 （4）处理。 （4）气流调节：调节各气路流量，使火焰变小，必要时设定最佳气流比。如果用氧气代替空气，需注意 适当加大氮气尾吹的流量，以不灭为上限。调好气路流量比例后观察氢火焰，应以一个微发蓝光或无光 的小火焰为宜。 （5）降低柱温后基线可否调零试验：将色谱柱温度降到室温，观察基线能否调零，如果能够调零，说明 柱流失严重。 （6）柱流失严重的处理：在柱流失严重的情况下，应首先注意此柱是否进行过老化处理，如柱子已经 老化，但基线仍不能调零，需考虑改变操作条件或更换新柱。 （7）气路、检测器玷污严重：严重的气路及检测器玷污，从氢火焰的颜色发红、发黄即可看出，彻底的 处理办法是清洗气路和检测器。气路的污染还有一个重要的原因，就是气源纯度不够，从更换新的过滤、 净化器后，基线能重新调零这一点可得到证实。 （8）离子室积水处理：熄灭氢火焰，并升高离子室温度，待 1 小时后应能使离子室积水烘干，烘干后再 行正常点火操作。 （9）极化电压接反或基线补偿电路故障处理：在证实极化电压极性接反后，可通过转动极化电压极性 开关或重接极化电压引线插头的方法将极性颠倒过来；在基线补偿电路无作用或作用太小时，需检查基 线补偿电位器是否脱焊、滑动头等是否失灵、基线补偿电压值是否正确以及基线补偿电路中有否开路和 6 短路现象。 4、基线不稳故障排除： 在使用氢火焰检测器分析样品时，首先要求色谱仪器要有一个稳定、平直的基线。为了达到这一点， 除了正确选择各种操作条件外，往往还要着手分析和解决引起基线不稳定的各种因素和作用原因。引起 氢火焰检测器基线不稳定的原因是复杂的，至少常见的有以下这些： （1） 气路中氢气、空气和载气的流量配比不适当； （2）氢火焰离子室受潮，收集极绝缘不良； （3）色谱柱固定液严重流失； （4）气源压力太低，气源压力波动； （5）氢气与空气管路及载气污染或气源不纯； （6）柱室与检测室温度波动与漂移； （7）氢火焰离子室喷嘴玷污； （8）气路系统有漏气； （9）极化电压不稳定，引起接触不良； （10）信号电缆接触不良或振动过大； （11）微电流放大器供电电压太低、高电阻受潮、内部焊点松动； （12）记录仪不稳定故障、仪器接地不良、电源干扰、仪器周围静电场干扰太大； （13）衰减器触点或焊点接触不良； （14）氢火焰离子室出口有强风吹过； （15）仪器环境空气中尘埃太多。 面列出了造成氢火焰检测器基线不稳定故障的各种可能原因。由于原因太多，为了提高检查效率， 下面给出了相应的检查步骤： （1）环境检查：首先用直观的方法检查仪器所处环境中尘埃是否太多、离子室出口是否有强风吹过、 7 离子室附近是否有强静电场存在，以及仪器工作台是否有强烈振动。 （2）灭火检查：关闭氢气后，氢火焰熄灭。此时观察仪器基线记录情况，如果基线记录变好，能走出一 较理想的合格基线，则判定为气路故障；若基线记录仍不合格，说明电路部分（包括检测器电路在内）有故 障。 （3）气路配比检查：气路中氢气流量、空气流量和氮气流量，三者的相对大小对于稳定的火焰来说关 系很大。当火焰不稳定时基流和噪声也就增大；在各流路流量配比恰当时，可获得最大的灵敏度和理想的 基线。如果调节气路流速比之后，基线无明显好转，或各气路根本调不到最佳，则应转入下步检查，作进 一步的了解。 （4）基线漂移与波动检查：检查基线不稳定性的表现，是单纯性的基线漂移与波动，还是其它噪声表 现形式，若属于前者转入（5），属于后者转入（14），按基线噪声故障处理。 （5）证实进样后组分峰是否出完。 （6）高沸点组分的消除：当有些组分在柱中保留时间太长，影响后面正常进样时，可采取气路反吹的 方法消除。气路反吹时间至少不少于原进样出峰时间。另一种方法是适当加快流速和提高柱温，让高沸 点组分尽快逸出，以缩短进样周期。 （7）温控变化趋势检查：分别观察检测柱室温度与检测器温度的变化。检测中应特别注意柱室与检测 器的温度变化趋势是否和基线漂移趋势相同，核对两者周期是否一致。如两者有同步现象，则是温控系 统故障；如温度没有可观察到的变化，或者虽然有变化，但是与基线漂移不同步，则应进行（9）的检查。 （8）温控系统故障：温控精度下降现象属于温控系统中的一个典型故障。 （9）系统漏气检查。 （10）系统漏气修理。 （11）气源压力太小及波动检查。 （12）换气源及增加气阻：调节空气和氢气流量在最佳状态。 （13）离子室、喷嘴冷凝：在离子室温度低于柱温或冷凝物的沸点时，有可能造成样品中的高沸点物或 8 水蒸气在离子室，特别是喷嘴中冷凝。这时应考虑升高离子室温度以消除这种冷凝现象。 （14）降低柱温观察基线稳定性：由于色谱柱中固定相的流失与柱温下降是指数关系，因此如果固定 相流失大，则应降低柱温其值将大幅度下降。用这种方法可以较快地判定是否柱流失过大。 （15）固定相流失大的处理：首先需考虑固定液允许使用的最高温度，如果此值很接近所用柱温，那么 使用时势必有流失过大的现象；如果此时仍必须使用，则应在低灵敏挡进行；如分析方法允许，可采取其 它种类色谱柱。柱流失的另一常见原因是柱子没有充分老化，如果升温老化柱子一段时间后，基线趋于 稳定则证实是此种原因。当柱子使用中不慎发生损坏时，需更换新的色谱柱。 （16）火焰颜色检查：挡住周围的强光仔细观察喷嘴处氢火焰的颜色。正常时火焰应呈浅蓝色或看不 到，如果火焰处有明显的色彩，如黄色、红色或跳动的亮点，则认为火焰有玷污。 （17）关断氮气，观察噪声：在用氮气作载气时，切断氮气流量调节阀，暂时使载气流量降到零，如果 是用氮气作辅助气（也称尾吹气），则关死辅助气控制阀。此后观察基线稳定性能否变好，如变好则证明 氮气气路有污染。 （18）氮气气路污染：氮气气路污染，包括氮气不纯和整个管路被污染。如果氮气气源不纯， 2、 可以更换新的过滤净化器（如分子筛）之后，基线短时期内稳定这一点而加证实。如更换过滤净化 器之后，基线噪声消失，需考虑更换无污染的氮气气源；如果更换过滤净化器之扣基线噪声无变化，需考 虑管路被污染。通常在用氮气作载气时，需首先考虑柱子到离子室之间的管路。当然柱前气路也可能被 污染，区别两者的一个方法是仔细观察基线噪声的形态，如果在基线上夹有出峰状的不规则干扰应考虑 为柱前污染，如果无出峰状干扰则考虑为柱后污染。对污染的气路要及时进行清洗。 （19）空气、氢气污染处理：如果空气和氢气气路污染，也会影响氢火焰的基线稳定性。证实并区别氢 气和空气哪一路污染的方法，是固定氮气，逐渐增加和减少氢气并观察是否有一最大基流出现。如果氢 气增大后一直没有最大基流存在，即随着氢气增大，基流一直单方向上升，则可认为是氢气气路污染；否 则就认为是空气气路有污染发生。判别气路污染是由于气源不纯还是由于气路管道不洁所造成的，可用 更换过滤净化器后基线的噪声变化情况而实现。如在更换过滤净化器之后，基线有短期处于稳定，则说 9 明过滤器之后的管路没有污染，污染发生于气源或过滤器之前的管路。此时需考虑更换气源及清洗前面 管路。如更换过滤器之后不起作用，则需要对氢气或空气管路进行清洗了。 （20）喷嘴玷污：一般说来除了柱大量流出物会明显改变火焰颜色外，能够改变火焰颜色的就是喷嘴 处玷污了。当喷嘴表面有有机物覆盖时，火焰一点燃，就会受到其影响。这时可拆下离子室外罩，单独用 乙醇清洗喷嘴，必要时可拆下喷嘴组件在乙醇中浸泡几分钟，再用毛刷或绸布轻擦，用热风吹干后装回 原处。此时应注意三点：一是不要再用手触摸喷嘴表面，使其再度污染；二是装回时要更换一个适当的密 封垫片，而且装完后用干净橡皮堵住出口进行试漏；三是安装喷嘴时，扳手一定不要碰到喷嘴，否则喷嘴 易碰碎或根部碰裂，造成漏气！ （21）气路配比不佳：经证实气路配比与理想值之间有很大偏差时就应当认为气路流量没调好。另一 种异常现象需引起注意，即当进行气路配比调节时，总是不能使调节值达到要求的情况，比如调氮气找 不到基流峰值，调空气找不到饱和点等异常现象，此时需考虑气路有污染，应转入（14）的检查。 （22）电路、检测器不稳故障检查与故障排除。 （23）环境条件的改善：当发现色谱仪周围环境有异常时，应采取相应措施逐个排除之。如发现室内尘 埃太多，应寻找产生尘埃的设备并设法隔离之。当离子室出口有强风吹过时，应关闭门窗、鼓风机或移动 色谱仪的位置。为了防止静电干扰，尤其是工作人员衣着带电的干扰，应换用不易产生静电的工作服或 注意不靠近离子室出口。工作台的强烈振动一般都是由于使用木制桌子所造成的。有条件的地方最把色 谱仪安放到水泥工作台上进行操作。 GC 进样进样也是一种技也是一种技术术活活 GC 进样也是一技术活：初试进针时，常会遇到扎不动或将针打歪等情况，重复性不好、交叉污染等 也是常有的事。 1、注射速度快 注射速度慢时，会使样品的汽化过程变长，导致样品进入色谱柱的初始谱带变宽。正确的注射方法应 当是：取样后，一手持注射器（防止汽化室的高气压将针芯吹出），加一只手保护针尖（防止插入隔垫时弯 10 曲），先小心地将注射针头穿过隔垫，随即以最快的速度将注射器插到底，与此同时迅速将样品注射入汽 化室（注意不要使针芯弯曲），然后快速拔出注射器。注射样品所用时间及注射器在汽化室停留的时间越 短越好，且每次注射的过程越重现越好。 2、取样准确而重现 即取样量要准确，抽取样品的速度要重现，以保证进样的重现性。特别是黏度大的样品，要避免在注 射器中形成气泡。防止产生气泡的办法是将注射器插入样品溶液，多次推拉针芯，推下时要快，拉起时要 慢。最后可能会有很小的气泡在针管中，不易除去。这时可以取多于实际进样量的样品（比如，进样量为 1l，可取 23l 样品），然后将针尖朝上，用手指轻轻弹击针管气泡就会跑到液体的上方。再将多余的 样品推出针管，气泡也就排出去了。这跟护士打针时避免将空气注射进体内的道理是一样的。要使取样 量准确，也是这样倒置注射器，使视线与针管中的液面处于同一水平上。然后，推压针芯到所需刻度。至 于针尖外面粘附的一部分样品，可用一片滤纸快速擦拭而除去（注意不能让滤纸吸去针管内的样品），也 可不管它，因为它会被进样隔垫擦去（但这会加速隔垫的老化），而隔垫的问题则由隔垫吹扫来解决。 3、避免样品之间相互干扰 如果进样时注射器内有上一个样品的残留组分，就会干扰下一个样品的分析，带来定量误差。在色谱 中这叫做记忆效应，是必须消除的。具体办法是洗针。取样前先用样品溶剂洗针到少 3 次（抽满针管的三 分之二，再排出）。再用要分析的样品洗针至少 3 次，然后取样（多次上下抽动），这样基本上可消除记忆 效应。如果同时几个样品进行分析，且要交替进样（如用外标法分析时，可能对标样和实际样品交替进样） ，则最好是每个样品各使用一个注射器，既能避免样品之间的相互干扰，又不至于消耗太多的样品（可用 的样品量小时，这是要考虑的问题）。 4、选择合适的注射器 GC 分析最常用的是 10l 微量注射器，其进样量一般不要小于 1l。如果进样量要控制在此 1l 以下， 就应采用 5l 或者 1l 的注射器此时要注意，5l 或 1l 的注射器往往是将样品抽在针尖内，因此观察 不到针管中的液面，故很可能抽入气泡取样时反复推拉针芯，以确保针尖内没有气泡。 11 5、减少注射歧视 所谓注射歧视是指注射针插入 GC 进样口时，针尖内的溶剂和样品中的易挥发组分首先开始汽化；无 论注射速度多快，不同沸点的组分总是有汽化速度的差异。当注射完毕抽出针尖时，注射器中残留样品 的组成就与实际样品的组成有所不同。显然，高沸点组分残留的要多一引起。换句话说，进入色谱柱的样 品中的高沸点组分含量可能低于实际样品，从而造成定量分析的误差。如果能保证每次进样的速度严格 一致辞（如用自动进样器），经标样校正后，可忽略这一歧视作用。但用手动进样时，这是难以达到的。所 以必要时应使用热针进样或溶剂冲洗进样技术。前者是指取样前先将注射针插入汽化室预热一定时间， 然后再按正常方法进样；后者则是取样前先在注射器中抽入一定量的溶剂，再抽取样。这样在注射样品时， 溶剂有可能将样品全部冲洗进入汽化室。相比之下，溶剂冲洗进样的操作较为简单有效，但应注意所用 溶剂量太大会造成色谱柱超载。 气相色气相色谱谱柱的柱的应应用中防止用中防止污污染的有效方法染的有效方法 在我们气相色谱使用中,经常会发现由于直接进样导致柱子经常性的污染,致使出峰变形,分离效果变 差的许多问题:在此我介绍一个比较使用的防止方法: 先去买一个柱与柱相互连接的接头(0.25 n0.32 0.53 等均通用),买到该接头后,你们可以把没用的柱子 从中间取段下来 0.5m 左右就 OK!两根柱子连接后再放进去,这样只要定时更换前面一端 0.5m 的柱子就 OK 了,如果您的系统是直接进样的就不防用这个方法解决你柱子的污染问题.而且还可以用这个接头增 加柱子的长度即有效理论板数, 关于固定液图层问题:以前我以为涂层厚一定是好的,后来研究发现薄的才好点,经过询问专家证实 也如此,在分析上涂层薄的比厚的线形要好,但是在分析上我们应该考虑到样品在柱子内部的保留,以及固 定液流失问题,而且厚的固定液极性相应的要比薄的要大一点,同时这个涉及到很多的问题,你们可以自己 去想,我建议你们一般买 1.0 厚度的柱子比较合适我们分析工作,但是有些特殊的东西,例如你要分析沸点 很高的,或者有固体样品溶解到低沸点后的残留分析,那么我建议你们用 3.0 或者 5.0 厚度的柱子,其实在 分析中你们可以选取 2 款通用柱子 B-5 类,OV-1701 类,残留溶剂当然是 EG-20M;DB-624 等相同类别,你 12 们具体的固定液可以参考年美国的固定液分类。 柱子污染后的处理: 1、倒过来直接冲洗,并在冲洗的时候注入适量的甲醇(高纯度的 99.99 以上,) 2、把柱子拿下来,设计一个溶剂冲洗的部件把柱子接上去,用,加压或真空法把溶剂从柱子中走过,注 意:溶剂不能带水,最少 3 个小时,然后把柱子拿去烘考,可以接到仪器上程序升温度,那么就 可以解决,里 面残留问题,我以前基本用这个方法解决,固体样品进样的柱子,效果不错。 3、直接柱子老化,那么你就需要有相当多的柱子相关信息的知识,防止由于柱温度过高导致柱子损坏, 我以前到一家公司去就是由于柱温度过高,柱子里面的固定液体全部流失! 4、直接割断,只能过断时间把前面部分去掉,如果你有钱可以这么做! 气相色气相色谱谱法法简简介介 气相色谱法是根据气-固、气-液、气-液-固之间的相平衡，借溶质分配系数的不同而进行分离的方法。 建立相平衡的“界面”最好是无穷大，气相色谱法能满足在这个极大的表面上瞬间建立相平衡的条件。 由于一般用惰性气体作载气，故可认为溶质和载气分子之间基本上没有相互作用。为减少色谱柱中 的纵向扩散，流动相最好用分子量大的载气。另外，还存在一个使理论塔板高度（H）最小的最佳线性流速。 但气相色谱法在选择色谱柱时基本上可以忽略这些。研究固定相液体、载体表面、吸附剂以及溶质在液 相中或固体表面上的分子间相互作用，才是选择色谱柱的必要事项。 哪些样品可以作为分析对象 分析样品的物性（如沸点、官能团、反应性、溶解的溶剂系统等）与选择气相色谱的分离条件密切相关。 保留体积（Vg）与样品沸点（TB）之间的关系： 式中：M1液相的分子量，溶质的活度系数（同系物溶质的 基本相同，则保留体积的对数与 TB 成直线关系），T色谱柱温。 13 （1）溶质之间沸点相差 20时：容易用标准色谱柱分离； （2）溶质之间沸点相差 10时：若选择与溶质有相似极性的固定液，很容易分离； （3）溶质之间沸点相差 5时：用较长的色谱柱或用结构与溶质很类似的固定液； （4）溶质之间沸点相差 02时：当两者的沸点相近时，若每种溶质的官能团不同，选用与其中一种溶 质的极性相近的固定液就容易进行分离。但对具有相同官能团的同系物要选择可以利用结构差异的固定 相（如分离 o-，m-，p-位取代苯可用 FFAP/Carbopak C 等气-液-固体系）； （5）溶质沸点在-50以下：用强吸附剂作填料，而且柱温要置于低温； （6）溶质沸点在-5020：用吸附剂或以吸附剂为载体，且在担体上涂渍极性固定液的填料； （7）溶质沸点在 20300：几乎所有的填料均可使用； （8）溶质沸点在 300以上：用高沸点固定液或根据情况将样品衍生化后再供分析用，或者用液相色 谱法测定。 色色谱谱分离条件分离条件选择选择的指的指标标 1，柱效能（N） 2，选择性（） 3 ，分离度（R） 1，柱效能：为了分离某一物质对，当相对保留值不变（固定液、柱温不变），而 k 值（固定液配比）变化 时，k 越小越是靠近非保留峰，则完全分离所需的塔板数越多。但扣除非保留峰后（tR-t0）算出的有效板数 （neff）却保持不变，则分离情况也可保持不变。 2，选择性：所谓选择性就是固定液对于两个相邻组份的相对保留值，也就是某一难分离物质对校正 保留值之比，以 表示。 代表固定液对难分离物质对的选择性保留作用，其数值越大，越容易分离。 3，分离度（R）：柱效能只说明色谱柱的效率高低，却反映不出难分离物质对的直接分离效果；而选择 性则反映不出效率高低，故需用一综合性指标，即既能反映柱效能又能反映选择性的指标，作为色谱柱 的总分离效能指标，这一指标就是分离度，分离度是反映色谱柱对相邻两组分直接分离效果的。而 R 值 越大就意味着相邻两组份分离得越好。 14 初始操作条件的确定初始操作条件的确定 1，确定初始操作条件 2，色谱柱形式的选择 3，分离条件优化 4，程序升温 1，确定初始操作条件：进样量要根据样品浓度、色谱柱容量和检测器灵敏度来确定。样品浓度不超 过 mg/ml 时填充柱的进样量通常为 15L，而对于毛细管柱，若分流比为 50：1 时，进样量一般不超过 2L。如果这样的进样量不能满足检测灵敏度的要求，可考虑加大进样量，但以不超载为限。进样口温度 主要由样品的沸点范围决定，还要考虑色谱柱的使用温度。即首先要保证待测样品全部气化，其次要保 证气化的样品组分能够全部流出色谱柱，而不会在柱中冷凝。原则上讲，进样口温度高一些有利，一般要 接近样品中沸点最高的组分的沸点，但要低于易分解组分的分解温度，常用的条件是 250350。实际操 作中，进样口温度可在一定范围内设定，只要保证样品完全汽化即可，而不必进行很精确的优化。注意， 当样品中某些组分会在高温下分解时，就应适当降低汽化温度。必要时可采用冷柱上进样或程序升温汽 化（PTV）进样技术。 色谱柱温度的确定主要由样品的复杂程度和汽化温度决定。原则是既要保证待测物的完全分离，又 要保证所有组分能流出色谱柱，且分析时间越短越好。组成简单的样品最好用恒温分析，这样分析周期 会短一些。特别是用填充柱时，恒温分析时色谱图的基线要经程序升温时稳定得多。对于组成复杂的样 品，常需要用程序升温分离，因为在恒温条件下，如果柱温较低，则低沸点组分分离得好，而高沸点组分 的流出时间会太长，造成峰展宽，甚至滞留在色谱柱中造成柱污染；反之，当柱温太高时，低沸点组分又 难以分离。 毛细管柱的一个最大优点就是可在较宽的温度范围内操作，这样既保证了待测组分的良好分离，又 能实现尽可能短的分析时间。一般来讲，色谱柱的初始温度应接近样品中最轻组分的沸点，而最终温度 则取决于最重组分的沸点。升温速率则要依样品的复杂程度而定。建议毛细管柱的尝试温度条件设置为： OV-1（SE-30）或 SE-54 柱：从 50到 280，升温速率 10/min； OV-17（OV-1701）柱：从 60到 260，升温速率 8/min； 15 PEG-20M 柱：从 60到 200，升温速率 8/min。 检测器的温度是指检测器加热块温度，检测器温度的设置原则是保证流出色谱柱的组分不会冷凝同 时满足检测器灵敏度的要求。大部分检测器的灵敏度受温度影响不大，故检测器温度可参照色谱柱的最 高温度设定，而不必精确优化。 载气流速的确定相对容易一些，开始可按照比最佳流速（氮气约为 20cm/s，氦气约为 25 cm/s，氢气约 为 30 cm/s）高 10%来设定。然后再根据分离情况进行调节。原则是既保证待测物的完全分离，又要保证 尽可能短的分析时间。用填充柱时，载气流速一般设为 30ml/min。空气，300400 ml/min；氢气 3040 ml/min；氮气（尾吹气）3040 ml/min。 2，色谱柱形式的选择：欲测组分之间的相互分离系数很小时，即使对各种操作条件加以探讨，为使它 们完全分离仍必须采用理论塔板数（N）大的色谱柱。理论塔板数 N 按一般填充柱微填充柱填充毛细管 柱空心毛细管柱的顺序增加。由于 N 不同，有时色谱图也不相同。 3，分离条件优化：事实上，当样品和仪器配置确定之后，一个色谱技术人员最经常的工作除了更换色 谱柱外，就是改变色谱柱温和载气流速，以期达到最优化的分离。柱温对分离结果的影响要比载气的影 响大。简单地说，分离条件的优化目的就是要在最短的分析时间内达到符合要求的分离结果。 参数基本可分为三部分，一是导致峰展宽的动力学因素，即与 H、N、u 有关的参数；二是与热力学有 关的参数，即 ，三是与流动相和固定相性质有关的参数 k。分离条件的优化就是设法调节有关参数，以 便在尽可能短的分析时间内获得满意的分离结果。 （1）改变 N 和 H：这两个参数首先与柱长 L 有关，L 增大时，N 就成比例地增加，但分析时间也增加。 理想的方法是在不增加柱长的条件下减小 H 以达到增加 N 的目的。可采取的措施有采用接近 uopt 的载 气流速，采用小内径的色谱柱，如果是填充柱就采用较小的填料粒度。 （2）改变 k：改变 k 是提高分离度 R 的最容易的方法。k 在一定范围内增加可有效地提高分离度，但 当 k 大于 5 时 R 的变化就很小了，反而使保留时间迅速增加。所以，GC 分析中 k 值最好控制在 25 之间， 一般要求不超过 10，否则会大大延长分析时间。改变 k 的最简单的方法是改变柱温，降低柱温可明显地 16 提高 k。此外，降低载气流速也是提高 k 的常用方法。 （3）改变 ：在流动相和固定相一定时， 只与柱温有关。当两个组分的 接近 1 时，改变 H 和 k 都难 以在可接受的时间内实现完全分离。此时，应在保持 k 值为 210 之间的前提下，设法改变 。 按由易到难顺序排列的几个改变 的方法有： A，改变柱温； B，改变固定相，即更换色谱柱； C，利用化学作用，如通过衍生化反应改变待测物的结构。 4，程序升温：程序升温可使待测物在适当的温度下流出，以保证每个组分有合适的 k 值，同时改善分 离度，因此是 GC 分离复杂混合物的有效方法。 常常见见气相色气相色谱仪谱仪的的维护维护保养保养 气相色谱往往由于生产连续性的需要,通常都是 24 h 运行,很难有机会对仪器进行系统清洗、维护。 一旦有合适的机会,就有必要根据仪器运行的实际情况,尽可能的对仪器的重点部件进行彻底的清洗和维 护。 气相色谱仪经常用于有机物的定量分析,仪器在运行一段时间后,由于静电原因,仪器内部容易吸附较 多的灰尘;电路板及电路板插口除吸附有积尘外,还经常和某些有机蒸气吸附在一起;因为部分有机物的凝 固点较低,在进样口位置经常发现凝固的有机物,分流管线在使用一段时间后,内径变细,甚至被有机物堵 塞;在使用过程中, TCD 检测器很有可能被有机物污染; F ID 检测器长时间用于有机物分析,有机物在喷 嘴或收集极位置沉积或喷嘴、收集极部分积炭经常发生。 。 1 仪器内部的吹扫、清洁：气相色谱仪停机后,打开仪器的侧面和后面面板,用仪表空气或氮气对仪器 内部灰尘进行吹扫,对积尘较多或不容易吹扫的地方用软毛刷配合处理。吹扫完成后,对仪器内部存在有 机物污染的地方用水或有机溶剂进行擦洗,对水溶性有机物可以先用水进行擦拭,对不能彻底清洁的地方 可以再用有机溶剂进行处理,对非水溶性或可能与水发生化学反应的有机物用不与之发生反应的有机溶 17 剂进行清洁,如甲苯、丙酮、四氯化碳等。注意,在擦拭仪器过程中不能对仪器表面或其他部件造成腐蚀或 二次污染。 2 电路板的维护和清洁：气相色谱仪准备检修前,切断仪器电源,首先用仪表空气或氮气对电路板和电 路板插槽进行吹扫,吹扫时用软毛刷配合对电路板和插槽中灰尘较多的部分进行仔细清理。操作过程中 尽量戴手套操作,防止静电或手上的汗渍等对电路板上的部分元件造成影响。 吹扫工作完成后,应仔细观察电路板的使用情况,看印刷电路板或电子元件是否有明显被腐蚀现象。 对电路板上沾染有机物的电子元件和印刷电路用脱脂棉蘸取酒精小心擦拭,电路板接口和插槽部分也要 进行擦拭。 3 进样口的清洗： 在检修时,对气相色谱仪进样口的玻璃衬管、分流平板,进样口的分流管线, EPC 等 部件分别进行清洗是十分必要的。 玻璃衬管和分流平板的清洗: 从仪器中小心取出玻璃衬管,用镊子或其他小工具小心移去衬管内的 玻璃毛和其它杂质,移取过程不要划伤衬管表面。 如果条件允许,可将初步清理过的玻璃衬管在有机溶剂中用超声波进行清洗,烘干后使用。也可以用 丙酮、甲苯等有机溶剂直接清洗,清洗完成后经过干燥即可使用。 分流平板最为理想的清洗方法是在溶剂中超声处理,烘干后使用。也可以选择合适的有机溶剂清洗: 从进样口取出分流平板后,首先采用甲苯等惰性溶剂清洗,再用甲醇等醇类溶剂进行清洗,烘干后使用。 分流管线的清洗: 气相色谱仪用于有机物和高分子化合物的分析时,许多有机物的凝固点较低,样品 从气化室经过分流管线放空的过程中,部分有机物在分流管线凝固。 气相色谱仪经过长时间的使用后,分流管线的内径逐渐变小,甚至完全被堵塞。分流管线被堵塞后,仪 器进样口显示压力异常,峰形变差,分析结果异常。在检修过程中,无论事先能否判断分流管线有无堵塞现 象,都需要对分流管线进行清洗。分流管线的清洗一般选择丙酮、甲苯等有机溶剂,对堵塞严重的分流管线 有时用单纯清洗的方法很难清洗干净,需要采取一些其他辅助的机械方法来完成。可以选取粗细合适的 钢丝对分流管线进行简单的疏通,然后再用丙酮、甲苯等有机溶剂进行清洗。由于事先不容易对分流部分 18 的情况作出准确判断,对手动分流的气相色谱仪来说,在检修过程中对分流管线进行清洗是十分必要的。 对于 EPC 控制分流的气相色谱仪,由于长时间使用,有可能使一些细小的进样垫屑进入 EPC 与气体 管线接口处,随时可能对 EPC 部分造成堵塞或造成进样口压力变化。所以每次检修过程尽量对仪器 EPC 部分进行检查,并用甲苯、丙酮等有机溶剂进行清洗,然后烘干处理。 由于进样等原因,进样口的外部随时可能会形成部分有机物凝结,可用脱脂棉蘸取丙酮、甲苯等有机 物对进样口进行初步的擦拭,然后对擦不掉的有机物先用机械方法去除,注意在去除凝固有机物的过程中 一定要小心操作,不要对仪器部件造成损伤。将凝固的有机物去除后,然后用有机溶剂对仪器部件进行仔 细擦拭。 4 TCD 和 F ID 检测器的清洗：TCD 检测器在使用过程中可能会被柱流出的沉积物或样品中夹带的其他 物质所污染。TCD 检测器一旦被污染,仪器的基线出现抖动、噪声增加。有必要对检测器进行清洗。 HP 的 TCD 检测器可以采用热清洗的方法,具体方法如下: 关闭检测器,把柱子从检测器接头上拆 下,把柱箱内检测器的接头用死堵堵死,将参考气的流量设置到 20 30 ml/min, 设置检测器温度为 400,热清洗 48 h,降温后即可使用。 国产或日产 TCD 检测器污染可用以下方法。仪器停机后,将 TCD 的气路进口拆下,用 50 ml 注射器 依次将丙酮(或甲苯,可根据样品的化学性质选用不同的溶剂)无水乙醇、蒸馏水从进气口反复注入 510 次, 用吸尔球从进气口处缓慢吹气, 吹出杂质和残余液体, 然后重新安装好进气接头, 开机后将柱温升 到 200 , 检测器温度升到 250 , 通入比分析操作气流大 12 倍的载气, 直到基线稳定为止。 对于严重污染, 可将出气口用死堵堵死, 从进气口注满丙酮(或甲苯,可根据样品的化学性质选用不 同的溶剂) ,保持 8 h 左右,排出废液,然后按上述方法处理。 FID 检测器的清洗: F ID 检测器在使用中稳定性好,对使用要求相对较低,使用普遍,但在长时间使用 过程中,容易出现检测器喷嘴和收集极积炭等问题,或有机物在喷嘴或收集极处沉积等情况。对 FID 积炭 或有机物沉积等问题,可以先对检测器喷嘴和收集极用丙酮、甲苯、甲醇等有机溶剂进行清洗。当积炭较 厚不能清洗干净的时候,可以对检测器积炭较厚的部分用细砂纸小心打磨。注意在打磨过程中不要对检 19 测器造成损伤。初步打磨完成后,对污染部分进一步用软布进行擦拭,再用有机溶剂最后进行清洗,一般即 可消除。 毛毛细细管柱的性管柱的性质质和使用心得和使用心得 根据一些文献和多年的使用经验，对毛细管柱的性质和使用进行了一个归纳总结。希望能对刚刚接 触这一工作的初学者有一点点帮助。 1 简介 气相色谱毛细管柱因其高分离能力、高灵敏度、高分析速度等独特优点而得到迅速发展。随着弹性 石英交联毛细管柱技术的日益成熟和性能的不断完善，已成为分离复杂多组分混合物、及多项目分析的 主要手段，在各领域应用中大有取代填充柱的趋势。现在新型气相色谱仪、气相色谱-质谱联用仪基本上 都是采用毛细管色谱柱进行分离分析。但是，毛细管色谱柱柱内径较小，固定液的膜薄，用于食品中残留 物分析时，若使用不当，色谱柱性能很快就会下降。本文旨在向初次接触气相色谱毛细管柱的操作者介 绍不同类型的毛细管色谱柱的性质、选择、使用方法及注意事项等。 毛细管柱只能安装在配有专用毛细管柱连接装置的气相色谱仪上。现在购买仪器时最常规的配置是 配毛细管分流/不分流进样口。 2 毛细管色谱柱的类型 毛细管色谱柱的类型有很多种，但目前最常用和商品化的，是开口熔融石英交联毛细管色谱柱。本 文仅介绍此类毛细管色谱柱的性能特点。 2.1 熔融石英毛细管柱 2.1.1 熔融石英毛细管柱材料 现在市售商品化的气相色谱用毛细管柱几乎都是由熔融石英制作的,简称石英毛细管柱。制作毛细管 柱用的石英纯度非常高，几乎无其它杂质。它具有熔点高（近 2000）、热膨胀系数低、化学稳定性好和抗 张强度高等特点，是制备毛细管柱的理想材料。 20 毛细管柱内壁存在有许多具有吸附活性的基团，这些基团的存在直接影响固定相涂渍效果，所以，在 涂渍固定相之前，柱表面必须经过适当预处理，以期得到较高的柱效和对称的色谱图形。 2.1.2 石英毛细管柱的聚酰亚胺外涂层 石英毛细管柱很脆，只有在毛细管柱外涂一层聚酰亚胺保护材料后才具有很好的弹性，在使用这样 的色谱柱时应十分小心，避免将聚酰亚胺涂层损坏，导致毛细管柱易折断。 通常商品毛细管柱出厂时都固定在一个金属丝制作的柱架上，柱架的直径与毛细管柱的直径成正比， 即：毛细管柱的直径越大，固定架的直径也就越大。对于 0.53mm 内径的毛细管柱，过度弯曲很容易折断， 使用安装时要格外小心。 石英毛细管柱外涂层还有采用镀铝膜的，这类柱子适用于高温分析。但日常分析工作中使用较少，这 里不作详细介绍。 2.2 液体固定相 将固定相均匀涂渍在毛细管柱的内壁，制成壁涂型毛细管柱，这类毛细管柱属非交联型毛细管柱。现 在只有少部分的非交联固定相的毛细管柱在使用。非交联毛细管柱的固定相容易流失，不能清洗，因此 使用寿命较短，但制作成本较低，涂渍相对较容易，往往在毛细管柱研制前期过程中采用此方法。在使用 这类毛细管色谱柱时，应注意使用温度不要超过液体固定相的最高使用温度。建议不要在气相色谱-质谱 联用仪上使用。 2.3 交联固定相 现在市售的商品毛细管色谱柱基本上均采用交联技术，将固定相与石英表面结合起来，在毛细管柱 表面形成一层不溶的类似橡胶的非常稳固的涂层。被交联的固定相与涂渍的固定相相比，流失低，抗污 染，热稳定性好，使用寿命长。 如果交联固定相色谱柱被污染，可以用适合溶剂来清洗（见第 5 节）而基本不会对涂层造成损伤。而 且此类毛细柱在色谱分析时可以通过柱上进样和不分流进样模式实现大体积进样，最多可注入 50250L 液体溶剂。当然，这需要仪器上配有相应的装置。 21 2.4 最高操作温度 可以通过不同的方法来确定一个特定的毛细管柱的最高操作温度。作为商品化的交联固定相毛细管 色谱柱，使用时应注意不要超过说明书或标识牌上规定的最高温度。如超过规定的最高温度，特别是恒 定持续的超高温操作，会造成毛细管色谱柱不可逆的损伤，轻则使柱效下降、使用寿命减少，重则使毛细 管柱损坏。 对于相同型号毛细管色谱柱而言，固定相涂层薄的比涂层厚的允许使用的最高温度可以稍高一些。 2.5 最低操作温度 色谱柱操作温度的低限是由固定相从液体变为固体的温度所决定的。如果色谱柱在其最低温度以下 工作，就可能出现峰展宽并且有些被测物难于分开。 表 1 中列出各种不同固定相和膜厚的色谱柱推荐使用温度。表中给出的温度值可作为参考值。 表 1 不同固定相和膜厚的色谱柱的推荐使用操作温度 固定相 最高操作使用温度a 最低操作温度 薄膜(1.0m) 100二甲基聚硅氧烷 320/350 310/330b -60 5二苯基 95二甲基聚硅氧烷 330/360 310/330 -60 6腈丙苯基 94二甲基聚硅氧烷 330/360 310/330 -80 35二苯基 65二甲基聚硅氧烷 300/320 260/280 -60 14腈丙苯基 86二甲基聚硅氧烷 300/320 240/260 -20 50苯基 50甲基聚硅氧烷 300/320 260/280 -20 100三氟丙甲基聚硅氧烷 320/340 240/260 40 50腈丙甲基 50苯甲基聚硅氧烷 220/240 200/220 55 聚乙二醇 250 220/250 55 90双腈丙基 10苯腈丙基聚硅氧烷 260/275 - 20 b. 色谱柱的操作温度应以公司产品说明书规定为准，表中的值仅供参考 22 毛细管色谱柱安装步骤如下： 步骤 1：检查气体过滤器，载气，进样垫和衬管等。 检查进样垫和气体过滤器，保证辅助气和检测器用气通畅有效。如果以前做过沸点较高的化合物，需 要将进样口衬管清洗和更换。 步骤 2：将螺母和卡套装在柱上，并将色谱柱两端口小心切平