关于气相色谱的“一切”

文/ 发布于2018-09-17 浏览次数:253

  气相色谱仪使用操作及维护

  1、气相色谱|柱温对分析结果有何影响?

  柱箱和色谱柱是气相色谱柱系统的重要组成部分。柱温,即色谱柱温度(或柱温箱温度),是气相色谱的三个重要温度(气化室温度、柱温箱温度和检测器温度)之一,也是最重要的一个温度。

  (1)问题

  色谱柱温度,不仅影响色谱过程的热力学因素,也影响传质过程的动力学因素。柱温变化,不仅影响柱前端压力、载气流速等,更重要的是对物质的分离、分析结果带来影响。

  (2) 影响

  气相色谱中,柱温是影响化合物保留时间的重要因素。使用中,应注意柱温的选择,因为柱温关系到:

  ①色谱柱固定液的寿命。若柱温高于固定液的最高使用温度,则会造成固定液随载气流失,不但影响柱的寿命,而且固定液随载气进入检测器,将污染检测器,影响分析结果。

  ②分离效能和分析时间。若柱温过高了,会使各组分的分配系数K值变小,分离度减小;但柱温过低,传质速率显著降低,柱效能下降,而且会延长分析时间。

  ③化合物保留时间。柱温越高,出峰越快,保留时间变小。柱温变化会造成保留时间的重现性不好,从而影响样品组分的定性结果。一般柱温变化1℃,组分的保留时间变化5%;如果柱温度变化5%,则组分的保留时间变化20%;

  ④色谱峰峰形。柱温升高,正常情况下会导致半峰宽变窄,峰高变高,峰面积不变。但是组分峰高变高,以峰高进行定量时时分析结果可能产生变化;反之柱温降低,则相反。

  而在色谱定性方法中,柱温变化对定性结果的影响如下:

  ①当采用绝对保留值定性时,其他色谱条件不变,柱温变化时,保留时间就会发生变化,这样就直接影响定性结果判断。

  ②当采用相对保留值α定性时,α只是柱温和固定液的函数,只与待测组分的热力学性质有关,消除了外界因素的影响,因此跟柱温变化关系不大,但是柱温变化影响判断结果。

  ③当采用保留指数定性时,恒温分析,保留指数与保留时间有关,而柱温影响保留时间变化;程序升温分析,除了保留时间,保留指数还与保留温度有关。因此,这种定性方法易受柱温变化影响。

  ④当采用纯样叠加法定性时,已知混合物中含某组分,将该组分的纯样加入,观察加入前后的响应信号变化。柱温变化,保留时间变化,但是加入前后的样品影响信号变化是一致的,因此柱温变化不影响采用这种方法定性的结果。

  而在定量计算时,经常要用到校正因子,如重量校正因子,和组分的质量以及响应信号有关。柱温变化,峰高变化,峰面积不变,因此,在柱温变化不影响峰形正常的前提下,以峰高为响应信号的重量校正因子,受柱温影响,而以峰面积为响应信号的重量校正因子将不受影响。常见定量方法中,在柱温波动不影响出峰效果的前提下,对定量结果的影响如下:

  ①采用归一化法时,定量时需要各组分的校正因子,当以峰面积为响应信号时,定量结果不受影响,以峰高为响应信号则受影响。

  ②采用内标法时,需要计算定量校正因子,影响规律和①同。

  ③采用外标法时,即标准曲线法,当以峰面积为响应信号时,不受影响,但是当以峰高为响应信号时,影响很大。

  总之,柱温变化可能会导致定性、定量分析结果的变化。

  (3) 解决方案

  既然柱温变化对分析结果有重要影响,那么选择合适的柱温以及对柱温进行控制就很重要了。

  首先,应保证柱温不高于固定液的最高使用温度(即色谱柱的最高耐受温度),避免固定液流失而影响色谱柱柱效和使用寿命;

  其次,选择合适的柱温,柱温的选择应使难分离的两组分达到预期的分离效果,峰形正常而分析时间又不长为宜,一般柱温应比试样中各组分的平均沸点低20-30℃,通过试验决定;

  对于沸点范围较宽的试样,应采用程序升温,按预定的加热速度随时间呈线性或非线性地增加温度。一般升温速度是呈线性的。

  2、气相色谱进样重复性差的N个原因

  在使用气相色谱仪进行分析的过程中,定量重复性显得非常的重要,但是往往会遇到重复性不好的情况,严重影响仪器定量分析。日前,仪器信息网的一位网友(许之秦)总结了日常分析中遇到的重复性不好的几个情况,分享给大家。

  (一)衬管和样品气化

  前段时间在进行FID进行分析时,采用毛细柱分流进样,样品的重复性总是不好,进行了以下排查:

  (1)重现性差的谱图

  (2)因为仪器进行过保养,首先怀疑的是毛细柱没有安装好,重新测量了毛细柱装入的长度和位置,重新进行了分析,结果依然不如意,如下图:

  (3)取出衬管之后,发现使用的是不分流衬管,于是将不分流衬管反装,并重新测定了重复性。

  分流衬管与不分流衬管,如下图

  左边的为不分流衬管,右边的为分流直通型衬管。将不分流衬管反装之后(细头朝上),重新进行了重复性分析,效果依然不理想。

  (4)到此,主要考虑了毛细柱安装和衬管使用的情况,另外也私下考虑了分流比不稳定的原因,但是一番折腾之后,没有效果。最终还是将问题回归到样品的气化上,可能是由于气化不均匀等造成的重复性不好——因为在另外一台同样的仪器上,使用的是螺旋形分流衬管,重复性一直很好。

  接下来,换了直通型的分流衬管,并加装了石英棉,重复性结果如下:

  计算了一下RSD,在3%以内。

  总结:这个案例的分析中,仪器的重复性不好,首先是归结于衬管使用的不合适:将衬管由不分流衬管反装作为分流衬管使用,效果不明显;通过与其他仪器的对比,通过加装石英棉,改变气化室气化效果,从而改进了重复性。

  上面说到了衬管和样品气化对于进样重复性的影响,很多时候,仪器的重复性不好,极少是仪器本身的原因,比如进样口设计有缺陷、机械阀或者EPC故障等,更多情况下是细节和个人手法问题。

  (二)进样垫安装对于仪器重复性的影响

  前段时间做ECD一个两组分样品的含量测定,发现重复进样得到的样品的含量差别较大。

  进样时候,感觉进样时毫无阻力,同时拔针时似乎又有气体反冲的感觉,稍稍紧了四分之一圈进样帽,重新进样,重复性良好

  进样垫过松会造成重复性差,过紧也会造成重复性差,下图是进样垫过紧的重现性

  进样垫过紧时,进样针(主要是1微升)比较难插入进样垫中进样,还容易造成针头弯折等情况。

  总而言之,进样垫的松紧程度对仪器的重现性,尤其是毛细柱的重现性影响较大,填充柱也会有影响;因为这个原因很难定量的描述,还得分析人员自己根据经验把握。

  (三)样品溶剂对于仪器重复性的影响

  在分析样品时,除了仪器硬件的原因之外,有时候样品的处理对重现性也是有影响的。比如说,溶剂选择不合适拖尾严重,会影响到重现性

  下图是一种以烷烃作为溶剂的样品的重现性

  实际上,溶质峰(细峰)的积分面积的RSD在3%以内,但是溶质峰的 峰形重复性实在不怎么样,更改溶剂为醇类之后,整体的重复性,不管是峰面积还是峰形,都会好很多,分离度也不错,如下图所示:

  (四)总结

  实际上,对于重复性而言,很多时候原因并不在于仪器本身的性能上。多说一句,和一些同事交流时候,有些说法是用了自动进样器就如何如何好,实际情况是不用自动进样器也能有好的分析结论,用了也未必好,关键还在于对于细节的把握上。

  3、气相色谱15种常见峰形异变来源解析

  在日常色谱定量分析中,出现色谱峰形异变或鬼峰,不但严重影响定量精度,甚至使分析工作无法进行,为此我们把峰形异变常见类型(15种)加以分析,并给出可能原因,供色谱工作者参考。我们在此讨论的峰形异变是指在色谱分析方法确定后,与曾经记录的已知色谱图比较时,出现某些色谱峰形的偏离畸变或多余峰。

  在怀疑峰形异变寻找可能原因、排除方法之前最好先做以下工作:仔细核查操作条件,与分析方法要求是否一致;和当初分析所存的标准色谱图对照,判断是否真出了问题;逐项仔细观察仪器或设备工作状态,看有无操作失误而引起的出峰失常。然后在依据以下15种异常峰形分析可能原因与排除方法。

  (一)台阶峰

  (1)TCD热丝被样品中所含卤素、氧、硫等元素腐蚀;

  (2)气体流量突变如:注射垫突然漏气,气路受阻等;

  (3)记录色谱峰装置故障如:拉线松;

  (二)负峰

  (1)TCD用氮做载气,由于待测组分在N2中浓度不同,热传导值呈现非线性而可能 出现负峰,有时可以通过改变载 气流量或进样量克服;

  (2)操作ECD时进样量过大而出负峰,这是由于工作原理由电子捕获转变为电离检测,此时灵敏度还会大大降低;

  (3)操作FID,低电离效率的溶剂(如CS2)或杂质出现,使原基流较高的输出基线减小而显示为负峰;

  (4)操作FID,在无极化电压,样品量较大可能出现负峰;

  (5)操纵NPD、FPD时气流比不合适,溶剂或某些组分会出现负峰;

  (三)"N" 或 “W”峰:

  (1)TCD操作,用N2作载气由于热传导率非线性引起;

  (2)FID操作时...........

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  4、【经验总结】气相色谱应如何维护?

  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,仪器内部吸附灰尘;电路板及插口积尘常和有机蒸气吸附一起;进样口有残存有机物;分流管线内径被有机物堵塞。为保证气相色谱检测的精密度、稳定性及准确性应定期地对气相色谱仪进行维护。

  气相色谱仪的气路系统,是一个要求载气只能按指定管线和方向流动的连续系统,在操作过程中要求严格密封。对整个气相色谱仪的维护,主要包含以下八个方面:

  ①进样口维护标样测试

  进样系统,俗称气化室或样品口,是将样品气化送入色谱系统之前,且分析中保证系统不漏气而设置的一种特殊装置。进样口是仪器的重要组成部分,也是引入污染、引起干扰的第一道关。进样口污染与否,直接表现是色谱特征,准备一份标样进行测试,可以在不确定进样口是否污染时用标样进行验证。

  ②定期更换进样隔垫

  进样口隔垫漏气是气相色谱常见故障。进样次数过多后,进样垫针口磨损扩大老化等,就容易漏气。漏气一方面损失载气,造成资源的浪费;另一方面,隔垫的老化降解也会给分析带来干扰,如鬼峰。因此需要定期及时更换。一般隔垫可达到使用100次以上的寿命,不同厂家不同材质寿命不一,如BTO低流失隔垫可达400次以上,而红色硅胶隔垫为100次左右。

  ③及时清洗进样针

  干净的进样针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溶剂及样品清洗进样针,一般使用甲醇、二氯甲烷、乙腈、丙酮和正己烷等溶剂清洗,清洗时不能堵塞针头,抽出推杆,用另一个进样针把清洗溶剂注入,再插入推杆轻轻地 把溶剂从针中推出。

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  5、气相色谱仪维修手册(堪称最全,没有之一!)

  哎呀,我的气相色谱进样后咋不出色谱峰?咦,怎么气相色谱基线又出现漂移问题了?气相色谱出了小故障,维修工程师不愿来,我这实验数据得马上出,咋办?

  各位是不是快被各种莫名其妙的气相色谱故障逼疯了?别发愁了,快来看看这篇《气相色谱仪维修手册》吧。它几乎囊括了气相色谱所有的常见故障,每种故障还列出了5种以上的排除方法;同时还包括N多种图谱分析方法,这可是从事色谱实验室分析工作的同学们必看的“红宝书啊”!

  ▲点火不正常:

  ⊙指FID、NPD、FPD检测器不能点火或点火困难。

  A.检查载气、氢气、空气是否进入检测器,否则检查气路部分。

  B.检查各种气体的流量设置是否正确,否则重新设置。

  C.观察点火丝是否发红,否则检查点火丝是否断路或短路、接触不良,以及检查点火丝形状是否正常。

  D.点火丝正常的情况下,FID、FPD检测器观察点火继电器吸合是否正常,点火电流是否加到点火丝上,否则检查相应的电路部分。

  ▲出峰后零点偏移:

  ⊙指样品出完溶剂峰等平顶峰后基线不能回到原来的零点。

  A.各气体流量是否正常(数值、稳定)。

  B.柱箱、检测器的温度是否正常(数值、稳定)。

  C.检测器是否被污染,如果污染进行清洗或更换零件

  D.必要时在通入载气的情况下,将检测器的温度设置在200℃以上进行数小时的老化。  ……

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  6、气相色谱清洗维护的“经典四重奏”

  气相色谱往往由于生产连续性的需要,通常都是24h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;FID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。

  分流平板的清洗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FID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20~30ml/min,设置检测器温度为400℃,热清洗4~8h,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50ml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5~10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1~2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8h左右,排出废液,然后按上述方法处理。

  FID检测器的清洗:

  FID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。

  7、气相色谱采购小贴士——领导再也不用担心我去采购了

  色谱法方法经过近一个世纪的发展,各种色谱方法在各个领域获得了极为广泛的使用。

  其中气相色谱具备灵敏度高,分离度好,分析速度快,定量分析的精密度精确等特点。所以气相色谱仪式各种科研和工业部门应用最多的一种仪器,上到天上飞的(宇宙飞船),下到地上跑的(大气监测车),海底游的(潜艇)都在使用气相色谱仪,可见气相色谱仪有十分广阔的用途。

  所以有许多单位可能有不断地购买气相色谱仪,那么,买什么样的气相色谱仪才符合您的需要呢?

  本文综合了气相色谱购买时需要考虑的十二大因素,希望可以帮助大家快、准、省地选购一台色谱仪。

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  关于气体的那点事儿

  1、【精编系列1】气相色谱仪载气纯度的影响及解决方案

  载气纯度的影响:

  ① 分析对象 待分析混合物中如果含有可能被还原或者被氧化的化合物时,载气中如果掺杂有还原性成分氢气或氧化性成分氧气等,进样口高温下,可能发生反应,如气体杂质中的水使氯硅氧烷样品水解,就会影响分析。

  ② 仪器系统 载气或辅助气中如果含有杂质,可能会污染系统,或在系统中沉积,影响仪器寿命,同时还可能产生鬼峰等,如压缩机机油带入载气。

  ③ 色谱柱 不纯的载气,因水和杂质氧的存在,容易导致色谱柱柱流失增大或涂膜氧化,从而减少色谱柱寿命,影响色谱分析。如载气中杂质水能使亲水性固定液如聚乙二醇等的保留值增加,甚至使聚脂类固定液分解;载气中杂质氧含量过高除了影响极性和非极性固定液柱的保留特性外,还可能使PEG固定液断链,有时某些气体杂质和固定液相互作用会产生假峰干扰分析结果。

  ④ 色谱图 气体纯度可能导致色谱图异常,如鬼峰、负峰、基线升高、柱流失等,最终影响分析效果。如载气中含有较重杂质时,在进行程序升温操作中,杂质在低温时保留在色谱柱中,当柱温升高时不但引起基线漂移,还可能在谱图上出现比较宽的“假峰”。

  最后,气体纯度选择应掌握以下原则,即微量分析比常量分析要求高,毛细管柱分析比填充柱分析要求高,程序升温分析比恒温分析要求高,浓度型检测器比质量型检测器要求高,配有甲烷装置的FID比单FID要求高,中高档仪器比低档仪器要求高。气相色谱所用的气体有载气和辅助气,气体的纯度都要求是高纯级,一般要求达到99.995%。

  解决方案:

  当发现载气纯度不够时,除了更换为更高纯度的气体外,还可以从以下方面来解决:

  ① 分析对象:尽量避免用GC分析在高温下容易发生氧化、还原、水解的化合物成分,避免样品组分失真甚至消失而影响结果分析;

  ② 仪器系统:装机前,载气和辅助气管路要清洗干净,并且气体一定要安装过滤净化装置,吸附气体中残存的干扰成分,同时注意过滤净化装置是否失效,并避免气路调节阀受到污染而使调节精度降低,气路污染影响仪器的灵敏度、损害仪器等;

  ③ 色谱柱:为了避免载气中杂质的影响,可在分析柱前,连接上一段1m左右的同类型色谱柱,作为保护柱,一段时间后,更换前端保护柱就可以,避免分析柱寿命缩短;或者运行一段时间后,将分析柱截掉1m左右,去除性能降低的部分色谱柱。

  实际操作时,要根据检测器的噪声水平判断气体的纯度。如对ECD,载气不纯、杂质多如含氧量高,会导致检测器明显噪声大、灵敏度降低、线性范围变窄,甚至基线显著飘移、出现倒峰等。

  2、【精编系列2】如何保证气相色谱气体使用的安全性?

  为什么要保证气体纯度:

  气体中的杂质主要是一些永久气体、低分子有机化合物和水蒸气,分析时,主要会对分析对象、色谱柱、检测器和色谱图造成影响,影响灵敏度和稳定性,以及结果分析,因此所以气体在进入仪器前要严格净化,保证仪器工作所需要的纯度。

  仪器工作过程中的排空气体(隔垫吹扫气、分流放空口、检测器放空口和载气),是否要接到室外,视其对室内环境及安全的影响而定,以及可燃性气体的使用,安全考虑应该是在第一位的。

  如何保证气相色谱安全性:

  首先,气相色谱对各种气体(载气和辅助气)的纯度要求较高,气体纯度一般要求≥99.99%。采用什么样的气源,是用高压钢瓶还是气体发生器,要具体分析。

  一般气体厂能保证供气的质量,成本也相对较低,且实验室更换钢瓶方便,最好使用钢瓶。

  如果使用氢气钢瓶,应放在室外或独立气体间以确保安全;如果实验室换气频繁或者存放不方便,推荐使用气体发生器。

  其次,为除去气体中的杂质,要在气源和仪器之间连接净化装置。

  如分子筛或活性炭吸附除去低分子有机化合物,用变色硅胶除去水蒸气。

  净化用的分子筛、活性炭和硅胶,经过一定时间后,要注意检查和更换,更换后的填料可以重新活化继续使用,但是要注意除去填料中的粉末,避免堵塞气路。

  此外,为保证气体的使用安全,还需要考虑废气(放空气体)的排放安全。

  如隔垫吹扫气、分流放空口和检测器放空口等管路应尽量接到室外(使用氢气为载气时,则必须接到室外),避免有毒有害物质污染室内空气,危害操作人员健康,同时也考虑氢气作载气时的安全问题。

  分析仪器性能对比

  夯实基础:一表看清气相色谱和液相色谱的差异

  差异

  气相色谱

  液相色谱

  原理

  采用气体为流动相(载气)流经装有填充剂的色谱柱进行分离测定的色谱方法。物质或其衍生物气化后,被载气带入色谱柱进行分离,各组分先后进入检测器,用记录仪、积分仪或数据处理系统记录色谱信号。用高压输液泵将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,经进样阀注入供试品,由流动相带入柱内,在柱内各成分被分离后,一次进入检测器,色谱信号由记录仪或积分仪记录。

  构造

  由载气源、进样器、色谱柱、柱温箱、检测器和数据处理系统组成。由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器和数据处理系统组成。

  操作条件

  加温操作通常室温操作,高压泵操作

  流动相

  流动相为惰性气体,组分与流动相无亲合力流动相为液体,流动相与组分间具亲合力,这为提高柱选择性、改善分离增加了因素,且流动相种类较多,选择余地广;流动相极性和pH值选择对分离起重要作用,选不同比例两种以上液体作为流动相可以增大选择性。

  进样方式

  样品需加热气化或裂解样品制成溶液即可

  进样器

  尖头进样针平头进样针

  检测器

  通用型检测器 TCD,MSD

  选择性检测器 FID,ECD,FPD,NPD通用型检测器 RID,ELSD, MSD

  选择性检测器 UVD,PDAD,FD,ECD

  分析对象

  分析低分子量、低沸点有机化合物和永久性气体;

  配合程序升温分析高沸点有机化合物;

  配合裂解技术分析高聚物;

  不能检测挥发性差、热稳定性差和离子型样品;

  占有机物的20% 。既可分析低分子量、低沸点有机化合物;

  也可分析中、高分子量和高沸点有机化合物;

  对于热不稳定、难挥发、有生物活性及离子型化合物均可检测;

  占有机物的80% 。

  色谱柱长

  通常几米到几十米(气相色谱由于载气的相对分析量较低,分子间隙大,故粘度低,流动性好,组分在气相中流动速度快,因此可以增加柱长,以提高柱效)。常为几十到几百毫米

  应用范围

  受技术条件的限制,沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于用该法分析。一般对500℃以下不易挥发或受热易分解的物质部分可采用衍生化法或裂解法。不受样品挥发性限制,对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大(大于400以上)的有机物,原则上都可用该法分析。

  优点

  分离效率高:对性质相似的烃类异构体、同位素分离能力强,能分析沸点十分接近的复杂混合物;

  灵敏度高:可检出10-11-10-13的痕量物质;

  分析速度快;

  样品用量少:气体1ml,液体1ul;

  价格相对较低,不易出故障;

  应用范围广:有机物(蒸汽压且稳定性好)、易挥发、低沸点(450℃以下)。“三高、一广、一快”

  高压:压力可达150-300kg/cm2,色谱柱每米降压为75kg/cm2以上。

  灵敏度高:紫外检测器灵敏度可达0.01ng,同时消耗样品少。

  高效:可达5000塔板每米,在一根柱中时分离成份可达100种。

  应用范围广:70%有机物,尤其是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差的化合物分离分析。

  分析速度快、载液流速快:通常分析一个样品在15-30min,有些在5min,一般小于1h。

  差异

  气相色谱

  液相色谱

  原理

  采用气体为流动相(载气)流经装有填充剂的色谱柱进行分离测定的色谱方法。物质或其衍生物气化后,被载气带入色谱柱进行分离,各组分先后进入检测器,用记录仪、积分仪或数据处理系统记录色谱信号。用高压输液泵将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,经进样阀注入供试品,由流动相带入柱内,在柱内各成分被分离后,一次进入检测器,色谱信号由记录仪或积分仪记录。

  构造

  由载气源、进样器、色谱柱、柱温箱、检测器和数据处理系统组成。由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器和数据处理系统组成。

  操作条件

  加温操作通常室温操作,高压泵操作

  流动相

  流动相为惰性气体,组分与流动相无亲合力流动相为液体,流动相与组分间具亲合力,这为提高柱选择性、改善分离增加了因素,且流动相种类较多,选择余地广;流动相极性和pH值选择对分离起重要作用,选不同比例两种以上液体作为流动相可以增大选择性。

  进样方式

  样品需加热气化或裂解样品制成溶液即可

  进样器

  尖头进样针平头进样针

  检测器

  通用型检测器 TCD,MSD

  选择性检测器 FID,ECD,FPD,NPD通用型检测器 RID,ELSD, MSD

  选择性检测器 UVD,PDAD,FD,ECD

  分析对象

  分析低分子量、低沸点有机化合物和永久性气体;

  配合程序升温分析高沸点有机化合物;

  配合裂解技术分析高聚物;

  不能检测挥发性差、热稳定性差和离子型样品;

  占有机物的20% 。既可分析低分子量、低沸点有机化合物;

  也可分析中、高分子量和高沸点有机化合物;

  对于热不稳定、难挥发、有生物活性及离子型化合物均可检测;

  占有机物的80% 。

  色谱柱长

  通常几米到几十米(气相色谱由于载气的相对分析量较低,分子间隙大,故粘度低,流动性好,组分在气相中流动速度快,因此可以增加柱长,以提高柱效)。常为几十到几百毫米

  应用范围

  受技术条件的限制,沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于用该法分析。一般对500℃以下不易挥发或受热易分解的物质部分可采用衍生化法或裂解法。不受样品挥发性限制,对于高沸点、热稳定性差、相对分子量大(大于400以上)的有机物,原则上都可用该法分析。

  优点

  分离效率高:对性质相似的烃类异构体、同位素分离能力强,能分析沸点十分接近的复杂混合物;

  灵敏度高:可检出10-11-10-13的痕量物质;

  分析速度快;

  样品用量少:气体1ml,液体1ul;

  价格相对较低,不易出故障;

  应用范围广:有机物(蒸汽压且稳定性好)、易挥发、低沸点(450℃以下)。“三高、一广、一快”

  高压:压力可达150-300kg/cm2,色谱柱每米降压为75kg/cm2以上。

  灵敏度高:紫外检测器灵敏度可达0.01ng,同时消耗样品少。

  高效:可达5000塔板每米,在一根柱中时分离成份可达100种。

  应用范围广:70%有机物,尤其是高沸点、大分子、强极性、热稳定性差的化合物分离分析。

  分析速度快、载液流速快:通常分析一个样品在15-30min,有些在5min,一般小于1h。

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