氣相色譜儀毛細(xì)管色譜柱的安裝、選擇應(yīng)用和維護(hù)保養(yǎng)

氣相色譜儀毛細(xì)柱的安裝

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)器的通氣暢通，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。

將螺母和密封墊裝在色譜柱上，并將色譜柱兩端小心切平，切面要平滑整齊。

將色譜柱連接于進(jìn)樣口上。

色譜柱在進(jìn)樣口中插入的深度應(yīng)根據(jù)所使用的GC儀器不同而定，正確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，色譜柱的入口應(yīng)保持在進(jìn)樣口的中下部，即處于進(jìn)樣針穿過(guò)隔墊完全插入進(jìn)樣口后針尖與色譜柱入口相距1～2cm。避免用力彎曲擠壓毛細(xì)管柱，并小心不要讓標(biāo)記牌等帶有鋒利邊緣的物品與毛細(xì)管柱接觸摩擦，以防毛細(xì)管柱斷裂受損。色譜柱正確插入進(jìn)樣口后，將連接螺母擰上，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。不緊密的安裝，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。

接通載氣

當(dāng)色譜柱與進(jìn)樣口接好后，通入載氣，調(diào)節(jié)柱前壓以得到合適的載氣流速。將色譜柱的出口端插入裝有已烷的樣口瓶中，正常情況下可以看見(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載氣裝置和流量控制器等是否設(shè)置正確，并檢查整個(gè)氣路有無(wú)泄漏，待所有問(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。

將色譜柱連接于檢測(cè)器上

色譜柱與檢測(cè)器的連接安裝和所需注意的事項(xiàng)和色譜柱與進(jìn)樣口連接大致相同。如果在應(yīng)用中系統(tǒng)所使用的ECD或NPD等，那么在老化色譜柱時(shí)，應(yīng)該將色譜柱與檢測(cè)器斷開(kāi)，這樣檢測(cè)器可避免被污染。

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。

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，對(duì)色譜柱加熱至一恒定溫度，通常取其溫度上限。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)色譜柱的溫度上限否則極易損壞色譜柱。當(dāng)達(dá)到老化溫度后，記錄并觀察基線，初始階段基線應(yīng)持續(xù)上升，在達(dá)到老化溫度后5～10min開(kāi)始下降，并且會(huì)持續(xù)分鐘，當(dāng)達(dá)到一個(gè)固定的值后就會(huì)穩(wěn)定下來(lái)。如果在小時(shí)后基線仍無(wú)法穩(wěn)定，或者在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，盡快地檢查系統(tǒng)并解決相關(guān)的問(wèn)題，如果還是繼續(xù)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。

設(shè)置確認(rèn)載氣流速

對(duì)于毛細(xì)管色譜柱使用載氣首選高純度氮?dú)饣驓錃?，載氣的純度最好大于99.95%，而其中的含氧量越小越好。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/s），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)算采用的是載氣平均線速度。推薦平均線速度值：氮?dú)猓?0～20cm/s 氫氣：20～25cm/s

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，而且很大程度地降低了背景噪音，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。

柱流失檢測(cè)

在色譜柱老化過(guò)程結(jié)束后，采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℃升到最高使用溫度，達(dá)到最高使用溫度后保持10min，這樣我們就會(huì)得到一張流失圖。這些數(shù)值可以后作對(duì)比試驗(yàn)，并且對(duì)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?？赡苁菑倪M(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，如果在較低的溫度下，基線信號(hào)值明顯大于初始值，那么有可能是色譜柱和系統(tǒng)有污染

色譜柱常見(jiàn)的故障和注意事項(xiàng)

色譜柱斷裂

避免色譜柱接觸尖銳的邊角，并避免太緊纏繞或彎曲色譜柱。斷裂的色譜柱可以切掉部分或采用無(wú)死體積的接頭連接使用。

熱損壞

不要超過(guò)使用溫度上限（等溫上限是色譜柱能夠長(zhǎng)期使用的溫度，程序升溫的上限是色譜柱在該溫度下工作5~10min）

氧化損壞

載氣流路中管路、接頭、進(jìn)樣口、隔墊等的泄漏都會(huì)造成色譜柱暴露于氧氣中。預(yù)防措施是定期檢漏、更換隔墊、高質(zhì)量的載氣、安裝氧氣捕集阱、在載氣瓶使用完之前更換。

化學(xué)損壞

無(wú)機(jī)或礦物酸和堿是引起固定相化學(xué)損壞的主要原因。為了避免酸堿在柱前端積聚，可以安裝保護(hù)柱并定期截去柱頭一段。

色譜柱污染

毛細(xì)管柱拆下后應(yīng)該貯存在原來(lái)的盒子里，并用GC隔墊密封柱兩端，重新安裝時(shí)從柱頭截去2~4cm以確保隔墊碎屑不會(huì)堵塞在色譜柱內(nèi)。色譜柱使用中必須保證柱內(nèi)通有載氣，只有當(dāng)柱箱、進(jìn)樣口、檢測(cè)器降溫后才能關(guān)閉載氣。

色譜柱的維護(hù)保養(yǎng)

針對(duì)氣相色譜柱的維護(hù)保養(yǎng)，主要是對(duì)色譜柱進(jìn)行老化。老化的目的有三個(gè)：

A、去除固定相表面不穩(wěn)定的流失碎片；

B、使固定液更加牢固、均勻的分布在載體表面；

C、可以去除色譜柱中殘留的污染物。

需要對(duì)色譜柱進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的幾種現(xiàn)象：

A、新的色譜柱在正式使用前需要進(jìn)行老化；

B、當(dāng)色譜柱使用很長(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)致儀器基線變差，對(duì)檢測(cè)結(jié)果有影響時(shí)，需要進(jìn)行老化；

C、當(dāng)色譜柱放置很長(zhǎng)時(shí)間，使用前也需進(jìn)行老化；

D、若儀器沒(méi)有配備UPS不間斷電源，在分析過(guò)程中如遇突然斷電，可能會(huì)導(dǎo)致樣品殘留在色譜柱中，干擾下一次的樣品分析，使用前也需進(jìn)行老化（色譜柱處于高溫時(shí)，停電導(dǎo)致斷開(kāi)了載氣供給，會(huì)加速色譜柱填料的流失，尤其是對(duì)強(qiáng)極性的色譜柱，比如WAX色譜柱，大大減少了色譜柱的使用壽命，所以一般安裝時(shí)工程師會(huì)建議給儀器配備UPS不間斷電源，當(dāng)市電斷電后，可以使用UPS不間斷電源讓儀器降溫關(guān)機(jī)，進(jìn)而保護(hù)儀器和色譜柱）。

氣相色譜柱的維護(hù)

A、安裝完色譜柱后，都要在進(jìn)樣前進(jìn)行老化。具方法是，先通載氣，然后將柱溫從45℃左右以5-10℃/min的速率程序升溫到色譜柱的最高使用溫度以下30℃（如HP-5柱可到280℃）或者實(shí)際分析操作溫度以上30℃（如分析時(shí)用240℃，老化溫度應(yīng)為270℃），并在高溫時(shí)恒溫30到120min，直到所記錄的基線穩(wěn)定為止。如果基線難以穩(wěn)定，可重復(fù)進(jìn)行幾次程序升溫老化，也可在高溫下恒定更長(zhǎng)的時(shí)間。注意，一定要等到基線穩(wěn)定后，才可做空白運(yùn)行或進(jìn)樣分析。色譜柱使用一段時(shí)間后，柱內(nèi)會(huì)滯留一些高沸點(diǎn)組分，這時(shí)基線可能出現(xiàn)波動(dòng)或出現(xiàn)鬼峰。解決此問(wèn)題的辦法也是老化。

B、新購(gòu)買的色譜柱一定要在分析樣品前先測(cè)試柱性能是否合格。具體辦法是按照出廠時(shí)的測(cè)試條件進(jìn)行驗(yàn)收，如不合格，可以退貨或更換新色譜柱，這樣做可以避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

C、暫時(shí)不用的色譜柱從儀器上卸下后，柱兩端應(yīng)當(dāng)用一塊硅橡膠（可利用廢進(jìn)樣隔墊）堵上，并放在相應(yīng)的柱包裝盒中，以免柱頭被污染。

D、每次關(guān)機(jī)前都應(yīng)將柱箱溫度降到50℃以下，然后再關(guān)電源和載氣。溫度高時(shí)切斷載氣，可能會(huì)因空氣（氧氣）擴(kuò)散進(jìn)入柱管而造成固定液的氧化降解。

E、儀器有過(guò)溫保護(hù)功能時(shí)，每次新安裝了色譜柱都要重新設(shè)定保護(hù)溫度（超過(guò)此溫度值時(shí)，儀器會(huì)自動(dòng)停止加熱），以確保柱箱溫度不超過(guò)色譜柱的最高使用溫度。

氣相色譜柱的保養(yǎng)

色譜柱都有一定的壽命，它與所分析的樣品狀況和維護(hù)情況有直接關(guān)系。柱壽命完結(jié)的主要標(biāo)志是固定液流失太多而失去了分離能力，柱管堵塞或斷裂也是導(dǎo)致柱失效的原因。有時(shí)只是因?yàn)橐恍└叻悬c(diǎn)的極性化合物的吸附而使色譜柱喪失分離能力，這時(shí)可對(duì)其進(jìn)行清洗和修理。具體辦法是先在高溫下老化柱子，用載氣將污染物沖洗出來(lái)；若柱性能仍不能恢復(fù)，就從儀器上卸下柱子，將柱頭截去10cm或更長(zhǎng)（柱頭是最容易被污染的），再安裝上測(cè)試。這是常用的柱性能恢復(fù)措施。如果還不起作用，可再反復(fù)注射溶劑進(jìn)行清洗，常用的溶劑依次為丙酮、甲苯、乙醇、氯仿和二氯甲烷。每次可進(jìn)樣5-10μL，這一辦法常常能奏效。如果色譜柱性能還不好，就只有卸下柱子，用二氯甲烷或氯仿沖洗。可用抽真空的辦法將溶劑從另一端吸入，也可用對(duì)溶劑瓶加壓的方法將溶劑壓入。溶劑用量依柱子的污染程度而定，一般20mL左右。如果這一方法仍不起作用，說(shuō)明色譜柱應(yīng)該報(bào)廢了。需要說(shuō)明，只有固定液交聯(lián)的色譜柱才可用此法清洗，否則會(huì)將固定液全部洗掉。

色譜柱色譜條件的應(yīng)用

柱載氣流量的選擇

通過(guò)毛細(xì)管柱的載氣流量要根據(jù)毛細(xì)管柱的柱長(zhǎng)、柱徑、膜厚以及被分析物的組成等綜合因素設(shè)定。高流速雖然可以提高分析效率，但有時(shí)可能會(huì)因被測(cè)物與固定相之間交換不充分而降低柱效。因此，在實(shí)際分析中，流速的設(shè)定應(yīng)在滿足分離的前提下適當(dāng)增加，以提高分析效率。對(duì)于氣相色譜-質(zhì)譜儀，還要考慮質(zhì)譜真空泵的抽氣量，氣流速大還會(huì)影響到靈敏度。某些檢測(cè)器，如電子捕獲檢測(cè)器，僅靠通過(guò)毛細(xì)管色譜柱的載氣流量無(wú)法滿足工作需求，因此，還需要補(bǔ)充加上尾吹氣。另外，有些廠家的儀器采用在毛細(xì)管柱的末端加上尾吹氣的設(shè)計(jì)，以減少擴(kuò)散，改善色譜峰形，提高信噪比。

柱溫的選擇

柱溫是影響色譜分離和分析效率的最重要參數(shù)，所以要根據(jù)分析目的和被測(cè)物性質(zhì)，如：被測(cè)物的沸點(diǎn)、被測(cè)物極性、被測(cè)組分的多少，通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得到合適的柱溫。交聯(lián)型毛細(xì)管色譜柱相對(duì)而言柱流失比較少，可以在較高溫度下工作。分析中通常采用程序升溫模式，從而提高分離度和柱效。

初始溫度的選擇

初溫的確定取決于譜圖上最早流出峰的分離度，一般應(yīng)低于樣品中最低沸點(diǎn)組分的溫度。

升溫速率的選擇

升溫速率對(duì)色譜分離度和峰形的影響最大，對(duì)于多組分分析，可以設(shè)置多階、不同升溫速率的升溫程序，以得到最好的分離效果和峰形。

終點(diǎn)溫度的選擇

程序升溫最終溫度的確定主要取決于固定相和被測(cè)樣品中最高沸點(diǎn)的物質(zhì)。另外，對(duì)于基質(zhì)復(fù)雜的樣品，可以考慮在固定相規(guī)定最高溫度下適當(dāng)提高溫度（但接質(zhì)譜最好不要這樣做），并且在此溫度下適當(dāng)延長(zhǎng)保持時(shí)間。

進(jìn)樣方式的選擇

對(duì)于毛細(xì)管色譜分析有多種進(jìn)樣方式可以選擇。殘留分析應(yīng)選擇不分流進(jìn)樣或柱上進(jìn)樣，純度分析則多選擇分流進(jìn)樣，分流比根據(jù)被測(cè)物含量而定。但分流進(jìn)樣對(duì)定量精度會(huì)有影響，分流比越大定量精度越差。