氣相色譜法是近20余年迅速發(fā)展起來的一種新型的分離分析方法,已逐漸成為一門專門的科學(xué)氣相色譜法。其最早應(yīng)用于分離分析石油產(chǎn)品,目前已被廣泛應(yīng)用于石油、化工、有機(jī)合成、醫(yī)藥及食品等工業(yè)的科學(xué)研究和生產(chǎn)等方面,不僅如此氣相色譜法還可應(yīng)用于生物化學(xué)、臨床診斷和藥理等方面的研究,特別在環(huán)境保護(hù)方面,對(duì)于水、空氣等的監(jiān)視工作,氣相色譜法已成為一種重要的手段。要獲得穩(wěn)定、可靠的分析數(shù)據(jù),就需要保證氣相色譜系統(tǒng)的最佳運(yùn)行狀態(tài),而其各部分裝置的性能如:載氣、進(jìn)樣口、色譜柱、檢測(cè)器等的性能極大地影響著色譜系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。選擇一個(gè)好的分析方法固然非常重要,但其首要條件是要在一個(gè)穩(wěn)定、良好運(yùn)行的色譜系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的,因此保證各部分裝置的性能是獲得可靠的分析數(shù)據(jù)的前提。
1、載氣
在氣相色譜中，各種氣體：如載氣、燃?xì)?、助燃?xì)獾鹊募兌葧?huì)直接影響色譜儀的靈敏度、穩(wěn)定性，甚至色譜柱的壽命(柱效為原來的1/10時(shí),應(yīng)更換新的色譜柱)。因此要嚴(yán)格控制氣體的質(zhì)量和雜質(zhì)的去除。氣路管線不能使用塑料管或橡膠管。
1.1 質(zhì)量要求：純度要大于99.999%，對(duì)于FID、TCD大于99.999%即可。另外，若使用鋼瓶時(shí)要注意瓶?jī)?nèi)的壓力在低于3~5個(gè)壓力時(shí)，應(yīng)更換鋼瓶，因?yàn)槠康椎碾s質(zhì)較多，使得色譜儀的背景值高。
1.2 水分：對(duì)于毛細(xì)管柱，則必需干燥，不建議進(jìn)水樣，即使采用厚液膜也不建議采用。因?yàn)樗苁鼓承┕潭ㄏ喟l(fā)生水解，破壞色譜柱，產(chǎn)生噪聲、拖尾峰或鬼峰。
1.3 氧氣：氧氣是所有毛細(xì)管色譜柱的天敵。在室溫或近室溫下，長(zhǎng)期暴露于氧氣并不損壞色譜柱。但是當(dāng)柱溫升高時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞。
鑒于以上因素，在氣相色譜系統(tǒng)中，氣體均必須經(jīng)過嚴(yán)格的凈化。但安裝時(shí)仍應(yīng)注意一些技巧，否則會(huì)達(dá)不到預(yù)期的效果。無論是串聯(lián)式、并聯(lián)式還是混合式，凈化器均應(yīng)靠近儀器，先安裝干燥管，再安裝脫氧管。首次安裝或更換氣源時(shí)要先沖洗過濾器(不連接色譜儀)。對(duì)于脫氧管，應(yīng)先通載氣，再把另一口打開。不同的載氣有不同的影響，應(yīng)從三方面影響因素考慮：峰形擴(kuò)張(與載氣的分子量及流速有關(guān)，分子量大，柱效高)、柱壓降(與載氣的粘度有關(guān))、檢測(cè)器的靈敏度(熱導(dǎo)系數(shù)對(duì)熱導(dǎo)池的影響)。一般選擇如下：載氣采用低線速時(shí)，宜用氮?dú)鉃檩d氣;高線速宜用氫氣為載氣;較大壓力降時(shí)采用氫氣為宜。另外載氣流速對(duì)色譜柱的柱效也有一定的影響，按公式u=L/t0，通過實(shí)驗(yàn)確定最佳流速。
2、進(jìn)樣口
進(jìn)樣口的作用是準(zhǔn)確、重現(xiàn)地把樣品導(dǎo)入色譜系統(tǒng)，氣化的樣品應(yīng)該是真實(shí)的代表液體樣品，如無特殊需要，氣化過程樣品組分不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化。因此凡能影響樣品氣化、穩(wěn)定性的部件均應(yīng)考慮每個(gè)元件的最佳性能。該部位主要有隔墊、密封墊、襯管。
2.1 隔墊：隔墊的作用是保證樣品流路與外部隔開，保持系統(tǒng)內(nèi)壓，防止泄露，避免外部空氣滲入，污染系統(tǒng)。一般由耐高溫、氣密性好的硅橡膠制成。不同品種的隔墊，其質(zhì)量也有很大的差異，表現(xiàn)為鬼峰的多少、耐穿刺性等。
為避免問題的出現(xiàn)，需要：氣化室溫度要控制在最高溫度范圍內(nèi);定期更換(目的是為了防止漏氣、分解、樣品損失、柱流量或分流流量下降、出鬼峰、柱效下降);安裝后“手緊”;如果可行，使用隔墊吹掃;用自動(dòng)進(jìn)樣器;選用針尖鋒利的注射器。
2.2密封墊：密封墊是用來密封色譜柱或襯管與色譜系統(tǒng)的連接。其應(yīng)該提供無泄露的密封效果、適宜的內(nèi)徑、耐高溫的變化。該元件若使用不當(dāng)或使用舊的密封墊，會(huì)導(dǎo)致色譜峰不一致，結(jié)果不可靠，使用不合適的密封墊，會(huì)使空氣和其他污染物滲入色譜系統(tǒng),嚴(yán)重影響柱效和檢測(cè)器性能。為保持儀器最佳性能，每更換一次色譜柱或?qū)ιV柱維護(hù)處理時(shí)，都要更換密封墊。另外，用前要先將密封墊烘干，保持潔凈，避免各種污染，如手、油;重新使用密封墊,要注意密封墊有無破損。更換密封墊仍有可能出現(xiàn)一些問題。
2.3 襯管：襯管是進(jìn)樣體系的中心元件，樣品在此揮發(fā)成氣體。對(duì)于不同的應(yīng)用選擇合適的襯管是一件困難和復(fù)雜的工作，也是一件很關(guān)鍵的步驟，選擇不當(dāng)，則可能會(huì)出現(xiàn)以下現(xiàn)象：峰形變壞、溶質(zhì)歧視、分析重現(xiàn)性差、樣品分解、出鬼峰。因此對(duì)于每種應(yīng)用須考慮襯管的三個(gè)特性：
(1) 襯管容積：襯管的體積和樣品的蒸發(fā)時(shí)的體積是正確選擇襯管的極其重要的因素。如果襯管太小會(huì)有樣品反閃和損失,影響檢測(cè)的準(zhǔn)確性、重復(fù)性和靈敏性。在實(shí)際工作中可按溶劑膨脹公式計(jì)算：微升=22.400×A×B×C。式中：A—密度/分子量;B—15/(15 柱前壓psi);C—(進(jìn)樣口溫度 273) /273;(例如：1μL的水，250℃，15psi柱前壓22.400×1/18×15/30×523/273=1.192μL)
(2)襯管的處理或去活問題：襯管內(nèi)壁存在著活性基團(tuán)，對(duì)樣品組分產(chǎn)生吸附作用，并在譜圖上出現(xiàn)拖尾峰，檢測(cè)靈敏度和重現(xiàn)性下降。經(jīng)去活的襯管可以防止吸附樣品并可最大程度降低不穩(wěn)定化合物的降解。未經(jīng)去活的襯管不適用于極性或易降解的樣品。在實(shí)際應(yīng)用過程中去活的襯管也可能再現(xiàn)活性，雖然可以用沖洗的方法進(jìn)行清潔處理出去微?；蛴萌軇_洗揮發(fā)性組分，但找一個(gè)潔凈的處理方法也是很難、很復(fù)雜的一項(xiàng)工作,而且有些溶劑還可除掉活化層，所用工具也可能在襯管表面上劃痕，有會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生不必要的活化點(diǎn)。
(3)襯管的類型：根據(jù)不同的應(yīng)用，安捷倫公司設(shè)計(jì)不同類型的襯管。錐形襯管可把樣品聚集在柱頭，減少樣品返沖。填充玻璃棉(去活)，在襯管的中間位置：可以提供更多的表面積，使樣品完全揮發(fā)，減少熱量不均勻現(xiàn)象、捕集隔墊碎片和不揮發(fā)組分，以防這些物質(zhì)進(jìn)入色譜柱、擦去注射針頭的樣品，防止樣品殘留在隔墊，增加分析重現(xiàn)性;在襯管底部位置：主要目的是用于捕集非揮發(fā)性組分。玻璃套杯，主要是幫助樣品蒸發(fā)和混合，若再加玻璃棉和惰性填料，可改善分析重現(xiàn)性，減少樣品歧視。但玻璃棉的襯管不適合用于分析酚類、有機(jī)酸、農(nóng)藥、胺類、活性極性化合物、熱不穩(wěn)定化合物。用于分流/不分流的襯管對(duì)于組分復(fù)雜的樣品有很好的益處。
以上三個(gè)特點(diǎn)均能影響載氣流通過進(jìn)樣口或樣品的氣化，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)考慮這些因素的影響。
3、檢測(cè)器
大多數(shù)檢測(cè)器是通用型，如：FID、TCD等，還有用于特殊物質(zhì)的檢測(cè)器，如：ECD、NPD等。對(duì)于不同的檢測(cè)器有不同要求?，F(xiàn)對(duì)一些主要的檢測(cè)器進(jìn)行探討。
3.1、FID FID(氫火焰檢測(cè)器)的靈敏度高、死體積小、響應(yīng)快、線性范圍廣，能有效地與毛細(xì)柱聯(lián)用，成為目前對(duì)有機(jī)物微量分析應(yīng)用最廣的檢測(cè)器。FID檢測(cè)系統(tǒng)主要由檢測(cè)器、檢測(cè)電路(放大器)和氣路三大部分組成，當(dāng)發(fā)生故障或分析譜圖不正常時(shí)，應(yīng)首先判斷區(qū)分問題是出在哪一部分。FID系統(tǒng)常見不正常情況有：不能點(diǎn)火，問題主要出在氣路或檢測(cè)器;基流很大，問題主要出在氣路或檢測(cè)器;噪音很大，氣路、檢測(cè)器和電路出問題都有可能;靈敏度明顯降低，氣路、檢測(cè)器和電路不正常都有可能;不出峰，氣路、檢測(cè)器、電路不正常都有可能;色譜峰形不正常:進(jìn)樣器、氣路、檢測(cè)器為主要檢查對(duì)象;基線漂移嚴(yán)重，氣路、檢測(cè)器都有可能;出現(xiàn)毛刺，收集極、噴嘴不潔凈常見的檢測(cè)步驟：
(1) 檢查氣路，檢查H2(氫氣)、N2(氮?dú)?、AIR(空氣)流量是否正常,空氣流量太小和噴嘴嚴(yán)重漏氣就會(huì)引起較大的爆鳴聲而不能點(diǎn)火;氫氣太小，氮?dú)馓髸?huì)使點(diǎn)火困難和容易熄火;噴嘴漏氣，色譜柱漏氣不僅會(huì)使點(diǎn)火困難，也會(huì)導(dǎo)致靈敏度降低，甚至不出峰;氫氣與氮?dú)饬髁勘葘⒚黠@影響靈敏度;氫氣流量太大也會(huì)造成噪音變大;氣路系統(tǒng)不干凈，包括進(jìn)樣器污染,檢測(cè)器污染或色譜柱沒有充分老化都會(huì)引起基流、噪音較大和基線漂移。在點(diǎn)火時(shí)請(qǐng)注意基流大?。涸邳c(diǎn)火前，檢測(cè)器基線位置一般來說，應(yīng)為零或很小，僅有0.1~0.3左右，點(diǎn)火后H2氣調(diào)回正常工作值時(shí)，基線為100以內(nèi)，說明系統(tǒng)十分干凈，一般還能使用;若基線值很大，就說明系統(tǒng)污染比較嚴(yán)重，這時(shí)噪音、漂移都很大，儀器穩(wěn)定時(shí)間也較長(zhǎng)。檢查是哪部分受到污染的簡(jiǎn)單方法，就是分別單獨(dú)將某一部分的工作溫度升高，若基線明顯變大，該部分就污染嚴(yán)重。氣路(包括進(jìn)樣器)中的堵塞和漏氣,往往會(huì)引出峰不正常;進(jìn)樣器中襯管沒有壓平也會(huì)破壞正常峰形。
(2) 檢查檢測(cè)器，檢查噴嘴是否漏氣,堵塞。另外還應(yīng)注意積水、燈絲老化、生銹也是點(diǎn)不著火的一個(gè)原因。另外對(duì)于檢測(cè)器的使用，其溫度設(shè)定應(yīng)不低于150℃，建議在200℃以上，并應(yīng)在此溫度下保持一定時(shí)間再點(diǎn)火，這樣可以除去檢測(cè)器存留的水分，關(guān)閉時(shí)可先關(guān)閉氫氣，繼續(xù)開著空氣，可避免一些雜質(zhì)的附著。
(3)對(duì)于檢測(cè)器的噴嘴、收集極進(jìn)行清洗應(yīng)按如下步驟進(jìn)行：溶劑超聲-熱水沖洗-甲醇沖洗-吹干。切記不可用尖銳的硬物劃傷噴嘴、收集極,這樣會(huì)造成新的活化點(diǎn)出現(xiàn)。安裝時(shí)切記不可用手直接接觸該部件。
3.2、TCD 對(duì)于該檢測(cè)器必須保證載氣、參比氣、尾吹氣來自同一個(gè)氣源;確保參比氣吹凈參比極和溫度超過150℃，才能開啟燈絲。在清洗檢測(cè)器時(shí)應(yīng)進(jìn)行熱清洗，并要持續(xù)幾個(gè)小時(shí)后，再冷卻至正常操作溫度。清洗時(shí)要與柱子斷開,并堵上與柱子的連接口。
3.3、ECD 由于該檢測(cè)器有放射源，因此應(yīng)將尾氣排放到室外。清洗時(shí),不可拆下檢測(cè)器，只能進(jìn)行熱清洗，加熱至375℃,尾吹氣為50~60mL/min。
3.4、NPD 該檢測(cè)器主要用來檢測(cè)氮、磷，與FID基本相同，不同的是在噴嘴上方有銣珠，因此應(yīng)特別注意，在長(zhǎng)期不用時(shí)因其怕潮，要常加熱、烘干。清洗也應(yīng)采用熱清洗的方法。除此之外,進(jìn)樣的技術(shù)也是一個(gè)很大的影響因素。進(jìn)樣時(shí)手不要拿注射器的針頭和有樣品部位，不要有氣泡;吸樣時(shí)要慢、快速排出再慢吸，反復(fù)幾次，10μL注射器金屬針頭部分體積0.6μL，不易觀察到氣泡，多吸1~2μL將注射器針尖向上，等氣泡游走到頂部再推動(dòng)注射器排除氣泡。進(jìn)樣速度要快(但不易過快)，每次進(jìn)樣保持相同速度。但在實(shí)際工作常會(huì)出現(xiàn)為保證進(jìn)樣速度，而常常會(huì)把注射器的針頭和注射器桿弄彎，原因是：
(1)進(jìn)樣口擰的太緊，室溫下擰的太緊當(dāng)氣化室溫度升高時(shí)硅膠密封墊膨脹后會(huì)更緊;
(2)位置錯(cuò)誤針頭扎在進(jìn)樣口金屬部位;
(3) 進(jìn)樣時(shí)用力太猛;
(4) 注射器內(nèi)壁有污染，注射時(shí)將針桿推彎，注射器用一段時(shí)間就會(huì)發(fā)現(xiàn)針管內(nèi)靠近頂部有一小段黑的東西，這時(shí)吸樣注射感到吃力。清洗方法：將針桿拔出，注入一點(diǎn)肥皂水，將針桿反復(fù)推拉，這樣會(huì)有一定的幫助，不過要清洗好注射器。分析的樣品為溶劑溶解的固體樣時(shí)，進(jìn)樣后要及時(shí)用溶劑清洗注射器。
(5)進(jìn)樣時(shí)一定要穩(wěn)重，否則會(huì)把注射器弄彎。
一般來說，任何事物的影響因素都是多種多樣的，對(duì)于氣相色譜也是如此，因此在實(shí)際的工作中還應(yīng)針對(duì)不同的原因采取與之相對(duì)應(yīng)的解決辦法。
