氣相色譜的相關(guān)注意事項(xiàng)
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。
新裝填的色譜柱為什么要老化一段時(shí)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(shí)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(diǎn)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(gè)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(shí)間后，柱效及性能均穩(wěn)定了，這樣才可使用。
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(shí)間顯著變短。色譜柱失效的主要原因是：對(duì)氣固色譜來說是固定相的活性或吸附性能降低了，對(duì)氣液色譜來說，是使用過程中固定液逐漸流失所致。
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(duì)于較長(zhǎng)色譜柱，選用擔(dān)體目數(shù)一般為40-80目；對(duì)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）。
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(cè)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(duì)擔(dān)體可以不必-過份講究，甚至如耐火磚粉粒，玻璃珠砂和海沙也可以使用。
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：
第-一類是吸附劑。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(duì)稱峰，柱效很高，固定相的熱穩(wěn)定性也有所改善。
什么是固定液？對(duì)固定液有哪些要求？
答：一般是一種高沸點(diǎn)的有機(jī)物的液膜，通過對(duì)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(duì)氣相色譜用的固定液，一般有如下幾點(diǎn)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zui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(huì)很快地被載氣帶走而不能在兩相之間進(jìn)行分配；
５.對(duì)沸點(diǎn)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。
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(shí)，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(shí)間就長(zhǎng)；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(shí)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(shí)各組分按沸點(diǎn)順序出峰，沸點(diǎn)低的先出峰。對(duì)于沸點(diǎn)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(shí)，可用極性固定液，這時(shí)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(duì)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(shí)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(shí)利用現(xiàn)有的固定液不能達(dá)到滿意的分離結(jié)果時(shí)，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(shí)間延長(zhǎng)。然而，在實(shí)際工作中選擇固定液往往是參考資料或文獻(xiàn)介紹的實(shí)例來選用固定液的。
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(shí)所用的固定液都應(yīng)溶解在同一個(gè)溶劑里；
３、分別涂漬，分別填裝入按比例長(zhǎng)短的色譜柱，zui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(duì)于特殊的分離，有些也會(huì)有差異。
常用的固定液涂量為多少合適？
答：由于固定液含量對(duì)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(shí)，則由于液膜太薄，擔(dān)體表面上殘余的吸附能力會(huì)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(shí)間。對(duì)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zui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。
配柱時(shí)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、乙醚、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(diǎn)低，４.毒性小。
配柱時(shí)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(jiǎn)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。
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(duì)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(huì)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(shí)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(duì)使用時(shí)間較長(zhǎng)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℃ 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(huì)持續(xù)30-90分鐘。當(dāng)達(dá)到一個(gè)固定的值后，基線就會(huì)穩(wěn)定下來。如果在2-3小時(shí)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(shì)，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40℃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(duì)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(shí)間也不宜過長(zhǎng)，不然會(huì)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(shí)間較長(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 色譜柱的老化方法又各不相同，具體步驟請(qǐng)參閱隨柱子的操作說明書。如果在色譜柱沒有與檢測(cè)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(cè)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(huì)很理想。但這樣對(duì)色譜柱本身并無什么損害。溫度上限通常有兩個(gè)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(shí)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(shí)間通常不多于十分鐘。高于溫度上限的操作則會(huì)降低色譜柱的使用壽命。
基線漂移問題排查
在GC中使用程序升溫時(shí)常常會(huì)出現(xiàn)基線漂移的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象通常有以下幾個(gè)原因：色譜柱流失、進(jìn)樣墊流失、進(jìn)樣器污染或檢測(cè)器污染、氣體流速的變化。如果使用高靈敏度檢測(cè)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(cè)器的入口，再觀察在程序升溫時(shí)基線的漂移情況。如果基線不穩(wěn)，那么污染來自檢測(cè)器（解決辦法請(qǐng)參考“如何降低檢測(cè)器的污染”） ；如果基線是穩(wěn)定的，證明檢測(cè)器良好，此時(shí)用一小段熔融石英管把進(jìn)樣器和檢測(cè)器連接起來，走一個(gè)升溫程序，觀察基線漂移情況，此時(shí)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(qǐng)參考“如何降低進(jìn)樣器的污染”）；如果基線穩(wěn)定，證明檢測(cè)器和進(jìn)樣口均未被污染，此時(shí)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。
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(shí)就容易產(chǎn)生基線漂移，因?yàn)檫@些物質(zhì)的保留較強(qiáng)，在柱中移動(dòng)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(qǐng)閱讀柱子的使用注意事項(xiàng),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(shí)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(cè)器連接起來，進(jìn)一針空樣，以確認(rèn)進(jìn)樣器已經(jīng)干凈。
如何降低檢測(cè)器帶來的基線漂移？
由檢測(cè)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(cè)器維護(hù)，包括定期的清洗，都可以減少這種漂移。
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(shí)驗(yàn)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(zhǎng)時(shí)間低溫老化相對(duì)于短時(shí)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(shí)，才有可能使基線趨于水平，這種對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)用高質(zhì)量的電子檢漏儀嚴(yán)格檢漏。
無峰
1.FID檢測(cè)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
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(diǎn)
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(cè)器與樣品不匹配
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(shí)出盡
6. 試樣與固定相載體有反應(yīng)
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(cuò)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
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，zui
高工作壓力為15MPa(150atm)，zui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(hào)及編號(hào)、氣瓶重量、氣體容積、工作壓力、水壓試驗(yàn)壓力、水壓試驗(yàn)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?jī)?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?dú)?/p> | 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(xiàng)
(1)鋼瓶必須定期送有關(guān)部門檢驗(yàn)，檢驗(yàn)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?jī)赡晁蜋z一次。
(2)搬運(yùn)鋼瓶時(shí)，要戴好鋼瓶帽和上、下兩個(gè)橡皮腰圈，輕拿輕放，不可在地上滾動(dòng)、撞擊、摔倒或激烈振動(dòng)，以防發(fā)生爆炸。放置和使用鋼瓶時(shí)，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?jī)?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zui-好放置在大樓外的專-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?dú)夂脱鯕獾臏p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(chǔ)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(shí)針方向擰緊；非燃性或助燃性氣體，如氧氣、氮?dú)獾龋撈康拈y門是“正扣’，(右旋)螺紋，即順時(shí)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(shí)，首先弄清方向，再緩慢旋轉(zhuǎn)，否則會(huì)使螺紋受損。開啟閥門時(shí)，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?jī)?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(shí)發(fā)生危險(xiǎn)。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(xiàng)
(1)氫氣。若從鋼瓶中急劇地放出，即使沒有火源存在，有時(shí)亦會(huì)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(shí)，遇火即會(huì)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(shí)還會(huì)發(fā)生分解爆炸。乙炔與空氣混合時(shí)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。
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