一、氣相色譜法有哪些特點?
答:氣相色譜是色譜中的一種,就是用氣體做為流動相的色譜法,在分離分析方面,具有如下一些特點:
1、高靈敏度:可檢出10-13 克的物質(zhì),可作超純氣體、高分子單體的痕跡量雜質(zhì)分析和空氣中微量毒物的分析。
2、高選擇性:可有效地分離性質(zhì)極為相近的各種同分異構(gòu)體和各種同位素。
3、高效能:可把組分復(fù)雜的樣品分離成單組分。
4、速度快:一般分析、只需幾分鐘即可完成,有利于指導(dǎo)和控制生產(chǎn)。
5、應(yīng)用范圍廣:即可分析低含量的氣、液體,亦可分析高含量的氣、液體,可不受組分含量的限制。
6、所需試樣量少:一般氣體樣用幾毫升,液體樣用幾微升或幾十微升。
7、設(shè)備和操作比較簡單儀器價格便宜。
二、氣相色譜的分離原理為何?
答:氣相色譜是一種物理的分離方法。利用被測物質(zhì)各組分在不同兩相間分配系數(shù)(溶解度)的微小差異,當(dāng)兩相作相對運動時,這些物質(zhì)在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配,使原來只有微小的性質(zhì)差異產(chǎn)生很大的效果,而使不同組分得到分離。
三、何謂氣相色譜?它分幾類?
答:凡是以氣相作為流動相的色譜技術(shù),通稱為氣相色譜。一般可按以下幾方面分類:
1、按固定相聚集態(tài)分類:
(1)氣固色譜:固定相是固體吸附劑,
(2)氣液色譜:固定相是涂在擔(dān)體表面的液體。
2、按過程物理化學(xué)原理分類:
(1)吸附色譜:利用固體吸附表面對不同組分物理吸附性能的差異達(dá)到分離的色譜。
(2)分配色譜:利用不同的組分在兩相中有不同的分配系數(shù)以達(dá)到分離的色譜。
(3)其它:利用離子交換原理的離子交換色譜:利用膠體的電動效應(yīng)建立的電色譜;利用溫度變化發(fā)展而來的熱色譜等等。
3、按固定相類型分類:
(1)柱色譜:固定相裝于色譜柱內(nèi),填充柱、空心柱、毛細(xì)管柱均屬此類。
(2)紙色譜:以濾紙為載體,
(3)薄膜色譜:固定相為粉末壓成的薄漠。
4、按動力學(xué)過程原理分類:可分為沖洗法,取代法及迎頭法三種。
四、氣相色譜法簡單分析裝置流程是什么?
答:氣相色譜法簡單分析裝置流程基本由四個部份組成:
1、氣源部分 2、進(jìn)樣裝置 3、色譜柱 4、鑒定器和記錄器
五、氣相色譜法的一些常用術(shù)語及基本概念解釋?
答:1、相、固定相和流動相:一個體系中的某一均勻部分稱為相;在色譜分離過程中,固定不動的一相稱為固定相;通過或沿著固定相移動的流體稱為流動相。
2、色譜峰:物質(zhì)通過色譜柱進(jìn)到鑒定器后,記錄器上出現(xiàn)的一個個曲線稱為色譜峰。
3、基線:在色譜操作條件下,沒有被測組分通過鑒定器時,記錄器所記錄的檢測器噪聲隨時間變化圖線稱為基線。
4、峰高與半峰寬:由色譜峰的濃度極大點向時間座標(biāo)引垂線與基線相交點間的高度稱為峰高,一般以h表示。色譜峰高一半處的寬為半峰寬,一般以x1/2表示。
5、峰面積:流出曲線(色譜峰)與基線構(gòu)成之面積稱峰面積,用A表示。
6、死時間、保留時間及校正保留時間:從進(jìn)樣到惰性氣體峰出現(xiàn)極大值的時間稱為死時間,以td表示。從進(jìn)樣到出現(xiàn)色譜峰Z高值所需的時間稱保留時間,以tr表示。保留時間與死時間之差稱校正保留時間。以Vd表示。
7、死體積,保留體積與校正保留體積:死時間與載氣平均流速的乘積稱為死體積,以Vd表示,載氣平均流速以Fc表示,Vd=tdxFc。保留時間與載氣平均流速的乘積稱保留體積,以Vr表示,Vr=trxFc。
8、保留值與相對保留值:保留值是表示試樣中各組分在色譜柱中的停留時間的數(shù)值,通常用時間或用將組分帶出色譜柱所需載氣的體積來表示。以一種物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn),而求出其他物質(zhì)的保留值對此標(biāo)準(zhǔn)物的比值,稱為相對保留值。
9、儀器噪音:基線的不穩(wěn)定程度稱噪音。
10、基流:氫焰色譜,在沒有進(jìn)樣時,儀器本身存在的基始電流(底電流),簡稱基流
六、一般選擇載氣的依據(jù)是什么?氣相色譜常用的載氣有哪些?
答:作為氣相色譜載氣的氣體,要求要化學(xué)穩(wěn)定性好;純度高;價格便宜并易取得;能適合于所用的檢測器。常用的載氣有氫氣、氮氣、氬氣、氦氣、二氧化碳?xì)獾鹊取?/p>
七、載氣為什么要凈化?應(yīng)如何凈化?
答:所謂凈化,就是除去載氣中的一些有機(jī)物、微量氧,水分等雜質(zhì),以提高載氣的純度。不純凈的氣體作載氣,可導(dǎo)致柱失效,樣品變化,氫焰色譜可導(dǎo)致基流噪音增大,熱導(dǎo)色譜可導(dǎo)致鑒定器線性變劣等,所以載氣必須經(jīng)過凈化。一般均采用化學(xué)處理的方法除氧,如用活性銅除氧;采用分子篩、活性碳等吸附劑除有機(jī)雜質(zhì);采用矽膠,分子篩等吸附劑除水分。
八、試樣的進(jìn)樣方法有哪些?
答:色譜分離要求在Z短的時間內(nèi),以“塞子"形式打進(jìn)一定量的試樣,進(jìn)樣方法可分為:
1、氣體試樣:大致進(jìn)樣方法有四種:
(1)注射器進(jìn)樣(2)量管進(jìn)樣(3)定體積進(jìn)樣(4)氣體自動進(jìn)樣。
一般常用注射器進(jìn)樣及氣體自動進(jìn)樣。注射器進(jìn)樣的優(yōu)點是使用靈活,方法簡便,但進(jìn)樣量重復(fù)性較差。氣體自動進(jìn)樣是用定量閥進(jìn)樣,重復(fù)性好,且可自動操作。
2、液體試樣:一般用微量注射器進(jìn)樣,方法簡便,進(jìn)樣迅速。也可采用定量自動進(jìn)樣,此法進(jìn)行重復(fù)性良好。
3、固體試樣:通常用溶劑將試樣溶解,然后采用和液體進(jìn)樣同樣方法進(jìn)樣。也有用固體進(jìn)樣器進(jìn)樣的。
九、簡述在氣相色譜分析中柱長、柱內(nèi)徑、柱溫、載氣流速、固定相、進(jìn)樣等操作條件對分離的影響?
答:操作條件對于色譜分離有很大影響。
1、柱長,柱內(nèi)徑:一般講,柱管增長,可改善分離能力,短則組分餾出的快些;柱內(nèi)徑小分離效果好,柱內(nèi)徑大處理量大,但柱內(nèi)徑過大,將導(dǎo)致?lián)w不能均勻地分布在色譜柱中。分析用柱管一般內(nèi)徑為3-6毫米,柱長為1-4米。
2、柱溫:是一個重要的操作變數(shù),直接影響分離效能和分析速度。選擇柱溫的根據(jù)是混合物的沸點范圍,固定液的配比和鑒定器的靈敏度。提高柱溫可縮短分析時間;降低柱溫可使色譜柱選擇性增大,有利于組分的分離和色譜柱穩(wěn)定性提高,柱壽命延長。一般采用等于或高于數(shù)十度于樣品的平均沸點的柱溫為較合適,對易揮發(fā)樣用低柱溫,不易揮發(fā)的樣品采用高柱溫。
3、載氣流速:載氣流速是決定色譜分離的重要原因之一。一般講流速高色譜峰狹,反之則寬些,但流速過高或過低對分離都有不利的影響。流速要求要平穩(wěn),常用的流速范圍每分鐘在10-100亳升之間。
4、固定相:固定相是由固體吸附劑或涂有固定液的擔(dān)體構(gòu)成。
(1)固體吸附劑或擔(dān)體粗細(xì):一般采用40-60目、60-80目、80-100目。當(dāng)用同等長度的柱子,顆粒細(xì)的分離效率就要比粗的好些。
(2)固定液含量:固定液含量對分離效率的影響很大,它與擔(dān)體的重量比一般用15%-25%。比例過大有損于分離,比例過小會使色譜峰拖尾。
5、進(jìn)樣:一般講進(jìn)樣快,進(jìn)樣量小,進(jìn)樣溫度高其分離效果好。對進(jìn)液體樣,速度要快,汽化溫度要高于樣品中高沸點組分的沸點值,一次汽化,保證色譜峰形不致展寬、使柱效高。當(dāng)進(jìn)樣量在一定限度時,色譜峰的半峰寬是不變的。若進(jìn)樣量過多就會造成色譜柱超載。一般講柱長增加四倍,樣品的許可量增加一倍。對于常規(guī)分析,液體進(jìn)樣量為1-20微升;氣體進(jìn)樣量為0、1-5毫升。
十、色譜柱管材料應(yīng)根據(jù)什么原則選擇?常用的柱管是由什么材質(zhì)制成的?
答:對色譜柱管材質(zhì),應(yīng)按如下要求選擇:
1、應(yīng)與固定相、試樣、載氣不起化學(xué)反應(yīng)。
2、要易于加工成型。
3、管內(nèi)壁應(yīng)光滑,橫截面應(yīng)均勻呈圓形。一般色譜柱管形狀呈U型或螺旋形,大多由銅、不銹鋼,玻璃等材質(zhì)制成。
十一、新的色譜柱管(銅或不銹鋼管)應(yīng)怎樣處理后方能使用?
答:新柱管應(yīng)先用稀酸或稀堿(1:1鹽酸或氫氧化鈉)洗滌,以除去油污等臟垢,而后用自來水沖洗,繼而用蒸餾水沖洗至中性,再用干凈的空氣吹洗并烘干后,即可使用了。
十二、什么叫擔(dān)體?對擔(dān)體有哪些要求?
答:擔(dān)體是一種多孔性化學(xué)惰性固體,在氣相色譜中用來支撐固定液。對擔(dān)體有如下幾點要求:
1、表面積較大,一般應(yīng)在0、5-2米 /克之間;
2、具有化學(xué)惰性和熱穩(wěn)定性;
3、有一定的機(jī)械強(qiáng)度,使涂漬和填充過程不引起粉碎;
4、有適當(dāng)?shù)目紫督Y(jié)構(gòu),利于兩相間快速傳質(zhì);
5、能制成均勻的球狀顆粒,利于氣相滲透和填充均勻性好;
6、有很好的浸潤性,便于固定液的均勻分布。滿足上述要求的擔(dān)體是困難的,人們在實踐中只能找出性能比較優(yōu)良的擔(dān)體。
十三、擔(dān)體分幾類?其特點如何?
答:通常分為硅藻土和非硅藻土兩大類,每一類又有種種小類。
1、硅藻土類型:
(1)白色的:表面積小,疏松,質(zhì)脆,吸附性能小,經(jīng)適當(dāng)處理,可分析強(qiáng)極性組分;
(2)紅色的:有較大的表面積和較好的機(jī)械強(qiáng)度,但吸附性較大。
2、非硅藻土類型:
(1)氟擔(dān)體:表面惰性好,可用來分析高極性和腐蝕性物質(zhì),但裝柱不易,柱效率低些。
(2)玻璃微球:表面積小,用它做擔(dān)體柱溫可以大大降低,而分離且快速。但涂漬困難,柱效低。
(3)多孔性高聚物小球:機(jī)械強(qiáng)度高,熱穩(wěn)定性好,吸附性低,耐腐蝕,分離效率高,是一種性能優(yōu)良的新型色譜固定相。
(4)炭分子篩:中性,表面積大,強(qiáng)度高,祛壽命長,在微量分析上有無比的*性。
(5)活性炭:可以單獨做為固定相。
(6)沙:主要用于分離金屬。十四、一般常用的擔(dān)體有哪幾種?各屬哪類?
答:101擔(dān)體:為白色硅藻土擔(dān)體;
102擔(dān)體:為白色硅藻土擔(dān)體;
celite545:為白色硅藻土擔(dān)體;
201擔(dān)體:為紅色硅藻土擔(dān)體;
6201擔(dān)體:為紅色硅藻土擔(dān)體;
C-22保溫磚:為紅色硅藻土擔(dān)體;
chromosorb:為紅色硅藻土擔(dān)體。
十四、使用擔(dān)體為何要進(jìn)行處理?一般處理的方法有哪些?
答:常用的擔(dān)體表面并非惰性,它具有不同程度的催化作用和吸附性(特別是固定液含量低時和分離極性物質(zhì)時)造成峰拖尾和柱效下降,保留值改變等影響,因而需要預(yù)處理。現(xiàn)將一般處理方法簡述如下:
1、酸洗法:用濃鹽酸加熱處理擔(dān)體20-30分鐘,然后用自來水沖洗至中性,再用甲醇漂洗,烘干備用。此法主要除去擔(dān)體表面的鐵等無機(jī)物雜質(zhì)。
2、堿洗法:用10%的氫氧化鈉或5%的氫氧化鉀-甲醇溶液浸泡或回流擔(dān)體,然后用水沖洗至中性,再用甲醇漂洗,烘干備用。堿洗的目的是除去表面的三氧化二鋁等酸性作用點,但往往在表面上殘留微量的游離堿,它能分解或吸附一些非堿性物質(zhì),使用時要注意。
3、硅烷化:用硅烷化試劑和擔(dān)體表面的硅醇、硅醚基團(tuán)起反應(yīng),除去表面的氫鍵結(jié)合能力,可以改進(jìn)擔(dān)體的性能。常用的硅烷化試劑有二甲基二氯硅烷和六甲基二硅胺。
4、釉化:把欲處理的擔(dān)體在2、3%的碳酸鈉-碳酸鉀(1:1)水溶液中浸泡一天,烘干后先在870度下煅燒3、5小時,然后升溫到980度煅燒約40分鐘。經(jīng)過這樣處理,擔(dān)體表面形成一層玻璃化的釉質(zhì),故稱“釉化擔(dān)體"。這種擔(dān)體的吸附性能小,強(qiáng)度大,當(dāng)固定液中加入少量的去尾劑后,能分析如醇、酸等極性較強(qiáng)的物質(zhì)。但對非極性物質(zhì)柱效能則稍有下降。此外甲醇和甲酸等物質(zhì)在釉化擔(dān)體上有一定的不可逆化學(xué)吸附,在定量分析時應(yīng)予以注意。
5、其他純化方法:凡是用化學(xué)反應(yīng)來除去活性作用點或用物理復(fù)蓋以達(dá)到純化擔(dān)體表面性質(zhì)的方法都可以使用。
十五、常用的擔(dān)體目數(shù)為多少?
答:常用的4-6毫米內(nèi)徑的色譜柱:對于較長色譜柱,選用擔(dān)體目數(shù)一般為40-80目;對于較短色譜柱選用擔(dān)體目數(shù)一般為80-100目(每英寸內(nèi)的篩孔數(shù)目為目)。
十六、常用的擔(dān)體怎樣選擇?
答:各種擔(dān)體,名目繁多。在常用硅藻土擔(dān)體中:
紅色擔(dān)體(如6201、201),可用于非極性或弱極性物質(zhì)的分離。
白色擔(dān)體(如101)可用于極性物質(zhì)或堿性物質(zhì)。
釉化紅色擔(dān)體(如301)可用于中等極性物質(zhì)。
硅烷化白色擔(dān)體可用于強(qiáng)極性氫鍵型物質(zhì)如廢水測定。
分離酸性物質(zhì),如酚類,要用酸洗處理的擔(dān)體。
分離堿性物質(zhì),如乙醇胺,要用堿洗處理的擔(dān)體。
微量分析要用硅烷化的擔(dān)體。
有些特殊的情況下要用特殊的擔(dān)體,如氟擔(dān)體分離異氰酸酯類。
但是在普通的常量分析中,對擔(dān)體可以不必太過份講究,甚至如耐火磚粉粒,玻璃珠砂和海沙也可以使用。
十七、何謂固體固定相?大體可分為幾類?
答:指直接裝填到色譜柱中作為固定相的具有活性的多孔性固體物質(zhì)。固體固定相大體可分為三類:
類是吸附劑。如:分子篩、硅膠、活性炭、氧化鋁等;
第二類是高分子聚合物。如國內(nèi)的GDX型高分子多孔微球,國外Porapak系列等;
第三類是化學(xué)鍵合固定相。在氣相色譜中,通常是將固定液涂敷在載體表面上。采用化學(xué)鍵合固定相分析極性或非極性物質(zhì)通常都能夠得到對稱峰,柱效很高,固定相的熱穩(wěn)定性也有所改善。
十八、什么是固定液?對固定液有哪些要求?
答:一般是一種高沸點的有機(jī)物的液膜,通過對不同組份的不同分子間的作用,使組份在色譜柱中得到分離。對氣相色譜用的固定液,一般有如下幾點要求:
1、在操作溫度下蒸氣壓低,熱穩(wěn)定性好,與被分析物理或載氣不產(chǎn)生不可逆反應(yīng);
2、在操作溫度下呈液態(tài),而且粘度愈低愈好。物質(zhì)在高粘度的固定液中傳質(zhì)速度慢,柱效率因而降低。這決定固定液的Z低使用溫度;
3、能牢固地附著在載體上,并形成均勻和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的薄層;
4、被分離的物質(zhì)必須在其中有一定的溶解度,不然就會很快地被載氣帶走而不能在兩相之間進(jìn)行分配;
5、對沸點相近而類型不同的物質(zhì)有分離能力,即保留一種類型化合物的能力大于另一種類型。這種分離能力即是固定液的選擇性。
十九、固定液的選擇原則有哪些?
答:根據(jù)被分離組分和固定液分子間的相互作用關(guān)系,固定液的選擇一般根據(jù)所謂的“相似性原則",即固定液的性質(zhì)與被分離組分之間的某些相似性,如官能團(tuán)、化學(xué)鍵、極性、某些化學(xué)性質(zhì)等,性質(zhì)相似時,兩種分子間的作用力就強(qiáng),被分離組分在固定液中的溶解度就大,分配系數(shù)大,因而保留時間就長;反之溶解度小,分配系數(shù)小,因而能很快流出色譜柱。
下面就不同情況進(jìn)行討論:
a、分離極性化合物,采用極性固定液。這時樣品各組分與固定液分子間作用力主要是定向力和誘導(dǎo)力,各組分出峰次序按極性順序,極性小的先出峰,極性越大,出峰越慢;
b、分離非極性化合物,應(yīng)用非極性固定液,樣品各組分與固定液分子間作用力是色散力,沒有特殊選擇性,這時各組分按沸點順序出峰,沸點低的先出峰。對于沸點相近的異構(gòu)物的分離,效率很低;
c、分離非極性和極性化合物的混合物時,可用極性固定液,這時非極性組分先餾出,固定液極性越強(qiáng),非極性組分越易流出;
d、對于能形成氫鍵的樣品。如醇、酚、胺和水的分離,一般選擇極性或氫鍵型的固定液,這時依組分和固定液分子間形成氫鍵能力大小進(jìn)行分離。“相似相容性原則"是選擇固定液的一般原則,有時利用現(xiàn)有的固定液不能達(dá)到滿意的分離結(jié)果時,往往采用“混合固定液",應(yīng)用兩種或兩種以上性質(zhì)各不相同的,按適合比例混合的固定液,使分離有比較滿意的選擇性,又不致使分析時間延長。然而,在實際工作中選擇固定液往往是參考資料或文獻(xiàn)介紹的實例來選用固定液的。
廿十、混合固定液的處理方法有幾種?
答:混合固定液的處理方法有三種:
1、分別涂漬于擔(dān)體后再混合;
2、將固定液混合后再涂漬,注意這時所用的固定液都應(yīng)溶解在同一個溶劑里;
3、分別涂漬,分別填裝入按比例長短的色譜柱,Z后再將它們串接起來。
上述三種處理方法,結(jié)果基本相同,但對于特殊的分離,有些也會有差異。
廿一、常用的固定液涂量為多少合適?
答:由于固定液含量對分離效率的影響很大。所以它與擔(dān)體的重量比例,低比例為5%,一般用15%-25%。液體比例再大,則被分析的樣品在比較厚的液膜上有擴(kuò)散現(xiàn)象,有損于分離;液體比例太低時,則由于液膜太薄,擔(dān)體表面上殘余的吸附能力會顯示出來,使色譜峰拖尾。由于低比例能促進(jìn)平衡的建立,可以用較高的載氣流速,所以用低的液體比例,再加上少量樣品,能縮短分析時間。對硅藻土擔(dān)體固定液含量可大些15-30%;由于氟擔(dān)體表面積較小,所以Z多只能10%;至于玻璃微球由于表面積特小,固定液含量便只能保持在0、25%左右。
廿二、配柱時常用的固定液溶劑有哪些?選用溶劑的原則是什么?
答:常用的溶劑有:甲醇、乙醇、乙mi、丙酮、正丁醇、正己烷、石油醚、苯、甲苯和氯仿等等。選用的原則是
1、溶解性好,2、不與固定液起化學(xué)反應(yīng),3、沸點低,4、毒性小。
廿三、配柱時在擔(dān)體上涂漬固定液采用的常規(guī)方法是什么?
答:一般配常用的色譜柱,大都采用“常規(guī)"涂漬法,其簡要操作為:取所需量的固定液,用適量(能浸過擔(dān)體)的溶劑溶解,將擔(dān)體緩緩倒入其中,隨到隨攪,而后用紅外燈照射(或用水浴蒸發(fā))以趕走溶劑,則固定液就附著于擔(dān)體上了。
廿四、色譜柱的常用填充方法有哪些?
答:固定相填充的好壞,將直接影響柱效率。通常多用泵抽填充法,即把色譜柱的一端塞上玻璃棉,接真空泵,另一端接一漏斗,在抽吸下加入固定相,邊裝邊敲打色譜柱,至固定相不再進(jìn)入為止。裝好后,塞上玻璃棉。裝柱要求要填充得均勻,緊密,切忌有空隙。
廿五、新裝填的色譜柱為什么要老化一段時間才能使用?
答:裝填好的色譜柱,連接于儀器上后,應(yīng)先試壓,試漏,而后在恒定的溫度下用載氣吹洗數(shù)小時后承受分析,一般稱此為柱子的老化過程。老化的目的是把固定相的殘存溶劑,低沸點雜質(zhì),低分子量固定液等趕走,使記錄器基線平直,并在老化溫度下使固定液在擔(dān)體表面有一個再分布過程,從而涂得更加均勻牢固。裝填好的色譜柱,經(jīng)過老化一段時間后,柱效及性能均穩(wěn)定了,這樣才可使用。
廿六、色譜柱失效后有哪些表現(xiàn)?其失敗原因是什么?
答:色譜柱失效主要表現(xiàn)為色譜分離不好和組分保留時間顯著變短。色譜柱失效的主要原因是:對氣固色譜來說是固定相的活性或吸附性能降低了,對氣液色譜來說,是使用過程中固定液逐漸流失所致。
廿七、毛細(xì)管柱的老化操作
老化的目的:氣相色譜柱的固定相通常是以涂覆的形式分布在柱管管壁內(nèi)側(cè)(毛細(xì)管柱)或載體表面(填充柱)上的,對于一根新的氣相色譜柱,外層固定相與載體的結(jié)合往往較弱,在高溫下使用會緩慢流失,造成基線起伏和噪聲升高,為了避免這一現(xiàn)象發(fā)生,可以預(yù)先在較高溫度下(一般為色譜柱的耐受溫度)加熱一段時間,使結(jié)合較弱的固定相揮發(fā)出去,從而使后面的分析不受干擾。此外,對使用時間較長的氣相色譜柱可進(jìn)行老化操作,可以除去色譜柱中殘留的污染物。
將色譜柱柱溫升至一恒定溫度,通常為其溫度上限。特殊情況下,可加熱至高于操作溫度10-20 oC 左右,但是一定不能超過色譜柱的溫度上限,那樣極易損壞色譜柱,此外不要將程序升溫的速度設(shè)定的太慢。當(dāng)達(dá)到老化溫度后,記錄并觀察基線。比例放大基線,以便容易觀察。初始階段,基線應(yīng)持續(xù)上升,在到達(dá)老化溫度后5-10 分鐘開始下降,并且會持續(xù)30-90 分鐘。當(dāng)達(dá)到一個固定的值后,基線就會穩(wěn)定下來。如果在2-3 小時后基線仍無法穩(wěn)定或在15-20 分鐘后仍無明顯的下降趨勢,那么有可能系統(tǒng)裝置有泄漏或污染。遇到這樣的情況,應(yīng)立即將柱溫降至40oC 以下,盡快地檢查系統(tǒng)并解決相相關(guān)的問題。如果還是繼續(xù)地老化,不僅對色譜柱有損害,而且始終得不到正常穩(wěn)定的基線。另外,老化的時間也不宜過長,不然會降低色譜柱的使用壽命。
一般來說,涂有極性固定相和較厚涂層的色譜柱老化時間較長,而弱極性固定相和較薄涂層的色譜柱所需時間較短。而PLOT 色譜柱的老化方法又各不相同,具體步驟請參閱隨柱子的操作說明書。如果在色譜柱沒有與檢測器連接就進(jìn)行老化,那么老化后,譜柱末端部分可能已被破壞。要先把柱末端10-20cm 部分截去,再將色譜柱連接到檢測器上。溫度限定是指色譜柱能夠正常使用的應(yīng)用溫度范圍。如果操作溫度低于色譜柱的溫度下限,那么分離效果和峰形都不會很理想。但這樣對色譜柱本身并無什么損害。溫度上限通常有兩個數(shù)值。數(shù)值較低的是恒溫極限。在此溫度下,色譜柱可以正常使用,而且無具體的持續(xù)時間限制。較高的數(shù)值是程序升溫的升溫極限。該溫度的持續(xù)時間通常不多于十分鐘。高于溫度上限的操作則會降低色譜柱的使用壽命。
廿八、基線漂移問題排查
在GC 中使用程序升溫時常常會出現(xiàn)基線漂移的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象通常有以下幾個原因:色譜柱流失、進(jìn)樣墊流失、進(jìn)樣器污染或檢測器污染、氣體流速的變化。如果使用高靈敏度檢測器,即便是微弱的柱流失或系統(tǒng)污染都可能帶來顯著的基線漂移現(xiàn)象。為了提高定性和定量分析的可靠性,應(yīng)盡可能的降低或消除基線漂移。
確定基線漂移問題來源的方法如下:
首先把柱子從色譜儀上取下,堵住檢測器的入口,再觀察在程序升溫時基線的漂移情況。如果基線不穩(wěn),那么污染來自檢測器(解決辦法請參考“如何降低檢測器的污染") ;如果基線是穩(wěn)定的,證明檢測器良好,此時用一小段熔融石英管把進(jìn)樣器和檢測器連接起來,走一個升溫程序,觀察基線漂移情況,此時反映的是進(jìn)樣器的污染情況,如果基線不穩(wěn),可以確定問題來自進(jìn)樣口(解決辦法請參考“如何降低進(jìn)樣器的污染" );如果基線穩(wěn)定,證明檢測器和進(jìn)樣口均未被污染,此時把柱子重新裝上,走同樣的升溫程序,來確定是不是柱子流失帶來的基線漂移。
廿九、如何降低樣品和進(jìn)樣器帶來的基線漂移?
色譜柱上如果有高分子不揮發(fā)性物質(zhì)殘留,那么在程序升溫時就容易產(chǎn)生基線漂移,因為這些物質(zhì)的保留較強(qiáng),在柱中移動緩慢,可以采用重新老化的方法將這種強(qiáng)保留組分從柱子上趕出,但這種方法增加了固定液氧化的可能性;此外,還可以使用溶劑沖洗色譜柱(沖洗之前請閱讀柱子的使用注意事項,以便選出合適的溶劑);也可以安裝保護(hù)柱,這樣可以預(yù)防問題發(fā)生。如果是進(jìn)樣器被污染造成基線漂移,可以通過更換進(jìn)樣墊、襯管和密封圈來解決,同時用溶劑沖洗進(jìn)樣口,維護(hù)完畢之后,用一段熔融石英管將進(jìn)樣器和檢測器連接起來,進(jìn)一針空樣,以確認(rèn)進(jìn)樣器已經(jīng)干凈。
三十、如何降低檢測器帶來的基線漂移?
由檢測器帶來的基線漂移通常是由補(bǔ)償氣或者燃?xì)猱?dāng)中少量的烴類物質(zhì)引起的,使用高純氣體凈化器處理補(bǔ)償氣或者燃?xì)饪梢詼p少這種基線漂移;使用高純氣體發(fā)生器可以改善FID 的基線穩(wěn)定性;正確的檢測器維護(hù),包括定期的清洗,都可以減少這種漂移。
三十一、如何降低柱子流失帶來的基線漂移?
在使用新柱之前,按照以下方法老化可以使柱流失降到:用高于實驗操作溫度20 或者用色譜柱的操作溫度(使用兩者中較低者)來老化,長時間低溫老化相對于短時間高溫老化有利于降低色譜柱流失。如果在載氣當(dāng)中含有少量的氧氣或者水分或者氣體管路漏氣,在高溫條件下,固定液就容易被氧化,從而造成柱流失,帶來基線漂移。一旦固定液被氧化,必須使用高純載氣老化數(shù)小時,才有可能使基線趨于水平,這種對固定液的破壞是無法彌補(bǔ)的,所以如果有氧氣連續(xù)通過色譜柱,即便進(jìn)行老化基線也無法降到水平。因此,在實驗過程中,應(yīng)在氣體管路當(dāng)中使用高質(zhì)量的氧氣/水分過濾器,同時用高質(zhì)量的電子檢漏儀嚴(yán)格檢漏。
三十二、無峰
1、FID檢測器火焰熄滅
2、進(jìn)樣器的氣化程度太低,樣品未能汽化
3、柱溫過低使樣品冷凝在色譜柱中
4、進(jìn)樣口漏氣
5、色譜柱入口漏氣或堵塞
6、進(jìn)樣針的問題,取不上樣品
三十三、所有組分峰小或變小
可能原因和建議措施
1 進(jìn)樣針缺陷,使用新針
2 進(jìn)樣后漏液,判斷漏液點
3分流比過大
4 分析物質(zhì)分子量過大,提高進(jìn)樣口的溫度
5 NPD被污染物(二氧化硅)覆蓋 更換銣珠
6 NPD溫度過高(使用或環(huán)境溫度),氣體不純 ,更換銣珠:避免高溫使用
7 檢測器與樣品不匹配
三十四、前延峰
1 峰伸舌多為色譜柱過載,減小進(jìn)樣量,使用大容量柱子
2 提高OVEN,INJ溫度
3 增大載氣流速
4 掌握進(jìn)樣技巧
5前次樣品在色譜柱中凝聚,未能及時出盡
6 試樣與固定相載體有反應(yīng)
三十五、峰高、峰面積不重復(fù)
1 進(jìn)樣不重復(fù),偏差大
2 其他峰型變化引起的峰錯位
3 基線的干擾
4 儀器系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的改變,參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)范化
5 色譜柱性能改變
三十六、連續(xù)進(jìn)樣時靈敏度重復(fù)性差
在連續(xù)進(jìn)樣的條件下,峰面積忽大忽小,測定精度不高,原因如下:
1 進(jìn)樣技術(shù)差
2載氣泄漏或流速不穩(wěn)
3 檢測器沾污
4 色譜柱,襯管被污染,清洗襯管,用溶劑(優(yōu)級純甲醇)清洗色譜柱:更換之(如有必要)
5 注射器有泄漏
6 進(jìn)樣量超過檢測器線性范圍形成檢測器過載
三十七、峰拖尾
1 襯管,色譜柱被污染或者襯管,色譜柱安裝不當(dāng),存在死體積,注射甲烷,峰若拖尾,則重新安裝
2 進(jìn)樣器溫度過高
3 色譜柱柱頭不平 用金剛砂切割
4 固定相的極性指標(biāo)與樣品不匹配,換匹配的柱子
5 樣品流通路線中有冷井,消除路線中的過低溫度區(qū)
6 襯管或色譜柱中有堆積切割碎屑 清洗更換襯管,切除柱頭10cm
7 進(jìn)樣時間過長
8 分流比低,增大分流比(至少大于20/1)
9 進(jìn)樣量過高,減小進(jìn)樣體積或稀釋樣品
三十八、分離度下降
1 色譜柱被污染
2 固定相被破壞(柱流失)
3 進(jìn)樣失敗 檢查泄露
4 檢查溫度的適應(yīng)性,檢查襯管
5 樣品濃度過高,稀釋,減少進(jìn)樣量,用高分流比
三十九、溶劑峰拉寬
1 色譜柱安裝失敗
2 進(jìn)樣滲漏
3 進(jìn)樣量高 提高汽化溫度
4 分流比低 提高分流比
5 柱溫低
6 分流進(jìn)樣時,初始OVEN過高 降低初始柱溫,使用高沸點溶劑
7 吹掃時間過長(不分流進(jìn)樣) 定義短時間的吹掃程序
四十、基線向下漂移
1 新安裝的柱子,基線連續(xù)向漂移幾分鐘 繼續(xù)老化
2 檢測器未達(dá)到平衡 延長檢測器的平衡時間
3 檢測器或GC系統(tǒng)中其他部分有沉積物被烤出來,清洗
四十一、基線向上漂移
1 色譜柱固定相被破壞
2 載氣流速下降,調(diào)整載氣壓力
四十二、噪音
1 毛細(xì)管柱插入檢測器太深 重新安裝色譜柱
2 使用ECD,TCD氣體泄露引發(fā)基線噪音 檢查,維修氣路
3 FID ,NPD ,F(xiàn)PD燃?xì)饬魉倩蛉細(xì)膺x擇不當(dāng) 高純?nèi)細(xì)猓{(diào)整流速
4 進(jìn)樣口被污染 清洗進(jìn)樣口,更換擱墊,更換襯管中的玻璃纖維
5 毛細(xì)管色譜柱被污染 切除首端10cm,用溶劑清洗色譜柱,更換之
6 檢測器發(fā)生故障
四十三、提高分離度的幾種方法
1 增加柱長可以增加分離度。
2 減少進(jìn)樣量(固體樣品加大溶劑量)。
3 提高進(jìn)樣技術(shù)防止造成兩次進(jìn)樣。
4 降低載氣流速。
5 降低色譜柱溫度。
6 提高汽化室溫度。
7 減少系統(tǒng)的死體積,比如色譜柱連接要插到位,不分流進(jìn)樣要選擇不分流結(jié)構(gòu)汽化室。
8 毛細(xì)管色譜柱要分流,選擇合適的分流比。
綜上所述要根據(jù)具體情況在實驗中摸索,比如降低載氣流速、降低色譜柱溫度又會使色譜峰變寬,因此要看色譜峰型來改變條件。Z終目的是達(dá)到分離好,出峰時間快。
四十四、如何確定色譜柱是否老化完成?
FID檢測器Z適合用于檢測色譜柱老化時的基線。在升溫程序的末端,基線將升高,然后基線下降逐漸平穩(wěn),此時可以認(rèn)為色譜柱老化完成。
當(dāng)色譜柱處于高溫時,柱壽命急劇下降。如果色譜柱老化時超過2小時還有大量柱流失,則將色譜柱冷卻至室溫,辨認(rèn)柱流失來源如:氧氣滲入、隔墊漏氣和儀器本身的殘留物。
柱流失:在色譜柱老化之后做柱流失實驗,不進(jìn)樣跑一次程序升溫,從50℃開始升溫 10℃/min到色譜柱Z高使用溫度,并在Z高溫度保持10min 出來的色譜圖即為柱流失圖,拿這張圖跟今后空白對比。如果在空白運行中產(chǎn)生了很多峰,則色譜柱性能改變,這可能是由于載氣中含有氧氣,也可能是由于樣品殘留。如果有 GC-MS,則低極性色譜柱的典型流失離子(例如 DB/HP-1 或 5)質(zhì)/荷比 m/z 將為 207、73、281、355 等,大多數(shù)為環(huán)硅氧烷。
一般認(rèn)為柱流失能引起噪聲和不穩(wěn)定的基線。真正的柱流失常常有如同噪聲狀的正向漂移。看看基線是否向上較大漂移,空白有無峰流出等。
四十五、氫火焰離子化檢測器(FID)火焰熄滅或點不著火的原因分析
①冷凝。由于FID燃燒過程中導(dǎo)致水的形成,所以檢測器溫度必須保持高于1 0 0℃,以免冷凝。長時間不開機(jī)時,需長時間進(jìn)行烘烤后再點火。
②柱流速過高。若必須使用大內(nèi)徑柱,可關(guān)小載氣流速足夠長時間以使FID點火。③檢查安裝的噴嘴類型是否適合使用的色譜柱,檢查噴嘴是否堵塞。
四十六、氣體鋼瓶及其使用
1、氣體鋼瓶是貯存壓縮氣體的高壓容器,其容積一般為40~60 L,Z高工作壓力為15MPa(150atm),Z低的也在0.6MPa(6atm)以上,標(biāo)準(zhǔn)高壓氣體鋼瓶是按國家標(biāo)準(zhǔn)制造而成,在鋼瓶肩部應(yīng)有下述標(biāo)記,即:制造廠、制造日期、氣瓶型號及編號、氣瓶重量、氣體容積、工作壓力、水壓試驗壓力、水壓試驗日期及下次送檢日期等。
由于氣體鋼瓶壓力很高,有的氣體有毒或易燃易爆,為了確保安全,避免各種鋼瓶相互混淆,應(yīng)按規(guī)定在鋼瓶外面涂上特定的顏色,寫明瓶內(nèi)氣體的名稱。各種氣體鋼瓶的標(biāo)志見表1-3。
表1-3各種氣體鋼瓶的標(biāo)志
氣體類別 瓶身顏色 標(biāo)字顏色 字樣 腰帶顏色
氮氣 黑 黃 氮(N2) 棕
氧氣 天藍(lán) 黑 氧(O2)
氫氣 深綠 紅 氫(H2) 紅
壓縮空氣 黑 白 壓縮空氣
乙炔 白 紅 乙炔(C2H2) 綠
粗氬氣 黑 白 粗氬氣 白
純氬氣 灰 綠 純氬氣
2、鋼瓶使用注意事項
(1)鋼瓶必須定期送有關(guān)部門檢驗,檢驗合格的才能充氣。充一般氣體的鋼瓶3年內(nèi)必須送檢一次,充腐蝕性氣體的鋼瓶每兩年送檢一次。
(2)搬運鋼瓶時,要戴好鋼瓶帽和上、下兩個橡皮腰圈,輕拿輕放,不可在地上滾動、撞擊、摔倒或激烈振動,以防發(fā)生爆炸。放置和使用鋼瓶時,必須用架子或鐵絲固定住。
(3)鋼瓶應(yīng)存放在陰涼、干燥、遠(yuǎn)離熱源的地方,通風(fēng)良好,避免明火和陽光暴曬。鋼瓶受熱后,氣體膨脹,瓶內(nèi)壓力增大,易造成漏氣,甚至爆炸。可燃性氣體鋼瓶與氧氣鋼瓶必須分室存放。氫氣鋼瓶放置在大樓外的專用小間,以確保安全。
(4)使用鋼瓶,除二氧化碳、氨氣外,一般要用減壓閥。各種減壓閥中,除氮氣和氧氣的減壓閥可相互通用外,其他的只能用于規(guī)定的氣體,以防爆炸。安裝減壓閥必須仔細(xì)旋妥,通常旋進(jìn)7圈螺紋(俗稱吃7牙)。易發(fā)生聚合反應(yīng)的氣體(如乙炔、乙烯)必須規(guī)定儲存期限,避免久貯。
(5)可燃性氣體,如氫氣、乙炔等,鋼瓶的閥門是“反扣"(左旋)螺紋,即逆時針方向擰緊;非燃性或助燃性氣體,如氧氣、氮氣等,鋼瓶的閥門是“正扣’,(右旋)螺紋,即順時針擰緊。
(6)絕不可將油、脂或其他易燃物、有機(jī)物沾在氧氣鋼瓶上,特別是閥門嘴及減壓閥處,也不得用棉、麻等物堵漏,以防燃燒引起事故。
(7)要注意保護(hù)好鋼瓶閥門。開關(guān)閥門時,首先弄清方向,再緩慢旋轉(zhuǎn),否則會使螺紋受損。開啟閥門時,人應(yīng)站在減壓閥的另一側(cè),以防減壓閥沖出被擊傷,每次用后應(yīng)關(guān)閉閥門。
(8)貯存可燃性氣體的鋼瓶要有防回火裝置。有的減壓閥已有此裝置;也可在氣體導(dǎo)管中填裝細(xì)鐵絲網(wǎng)防止回火;在導(dǎo)氣管路中加接液封裝置也可有效地起到保護(hù)作用。
(9)不得將鋼瓶內(nèi)的氣體全部用完,一定要保留0.05 MPa以上的殘余壓力(減壓閥表壓)。可燃性氣體(如乙炔)應(yīng)剩余0.2~0.3 MPa,氫氣應(yīng)保留2 MPa,以防重新充氣時發(fā)生危險。鋼瓶要隨用隨關(guān),勤檢查。
(10)一旦發(fā)生閥門漏氣,應(yīng)立即將鋼瓶移至室外,以防在室內(nèi)發(fā)生事故。
3.氫氣和乙炔氣使用注意事項
(1)氫氣。若從鋼瓶中急劇地放出,即使沒有火源存在,有時亦會著火。氫氣和空氣混合物的爆炸范圍很寬,當(dāng)含氫氣4.0%~75.6%(體積比)時,遇火即會爆炸。因此,氫氣要在通氣良好的地方使用,或用排氣筒盡量地把室內(nèi)氣體排到室外。
(2)乙炔。極易燃,且燃燒溫度很高,有時還會發(fā)生分解爆炸。乙炔與空氣混合時的爆炸范圍為含乙炔2.5%~80.5%(體積比)。因此,要嚴(yán)禁煙火,防止漏氣。
四十七、GC預(yù)防性維護(hù)和糾正操作
只要色譜系統(tǒng)受到高沸點物質(zhì)的污染,特別是在進(jìn)樣口,就可以預(yù)料色譜性能會變差。分析人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)行儀器的曰常維護(hù),包括定期更換進(jìn)樣隔墊、清洗和老化進(jìn)樣口內(nèi)襯管等,必要時可將接于進(jìn)樣口一端的毛細(xì)管色譜柱截去0.5~1 m。
如果依舊出現(xiàn)色譜性能降低和鬼峰問題,可能需要清洗進(jìn)樣口的金屬表面。毛細(xì)管色譜柱是可靠并易于使用的,但是,為了保證良好的分離性能,需要注意下列特定操作:
(1)毛細(xì)管柱和色譜爐壁之間的接觸可以影響色譜性能和色譜柱壽命;
(2)應(yīng)當(dāng)小心不使氧氣進(jìn)入到毛細(xì)管柱中;
(3)只有在色譜爐冷卻后才可更換進(jìn)樣隔墊;
(4)再次加熱色譜爐之前,應(yīng)當(dāng)先用載氣沖洗色譜柱15 rnin;
(5)應(yīng)當(dāng)使用脫氧管除去載氣中的痕量氧氣,脫氧管應(yīng)當(dāng)定期更換;
(6)無論色譜爐是否在加熱,都需要有載氣流經(jīng)色譜柱。
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