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。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、檢測器等的性能極大地影響著色譜系統(tǒng)的運行狀況。選擇一個好的分析方法固然非常重要,但其首要條件是要在一個穩(wěn)定、良好運行的色譜系統(tǒng)上實現(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)獾鹊募兌葧苯佑绊懮V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,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991999%,對于FID、TCD大于99.999%即可。另外,若使用鋼瓶時要注意瓶內(nèi)的壓力,在低于3~5個壓力時,應(yīng)更換鋼瓶,因為瓶底的雜質(zhì)較多,使得色譜儀的背景值高。
1.2 水分 對于毛細(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。因為水能使某些固定相發(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,長期暴露于氧氣并不損壞色譜柱。但是,當(dāng)柱溫升高時,將會出現(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。但安裝時仍應(yīng)注意一些技巧,否則會達(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要先沖洗過濾器(不連接色譜儀)。對于脫氧管,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))、檢測器的靈敏度(熱導(dǎo)系數(shù)對熱導(dǎo)池的影響)。一般選擇如下:載氣采用低線速時,宜用氮氣為載氣;高線速宜用氫氣為載氣;較大壓力降時采用氫氣為宜。另外載氣流速對色譜柱的柱效也有一定的影響,按公式u=L/t0,通過實驗確定最佳流速。
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)該是真實的代表液體樣品,如無特殊需要,氣化過程樣品組分不會發(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:(1)氣化室溫度要控制在最高溫度范圍內(nèi);(2)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;(3)安裝后“手緊”;(4)如果可行,使用隔墊吹掃;(5)用自動進(jìn)樣器;(6)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,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。因此對于每種應(yīng)用須考慮襯管的三個特性:
(1)襯管容積:襯管的體積和樣品的蒸發(fā)時的體積是正確選擇襯管的極其重要的因素。如果襯管太小會有樣品反閃和損失,影響檢測的準(zhǔn)確性、重復(fù)性和靈敏性。在實際工作中可按溶劑膨脹公式計算: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),對樣品組分產(chǎn)生吸附作用,并在譜圖上出現(xiàn)拖尾峰,檢測靈敏度和重現(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,但找一個潔凈的處理方法也是很難、很復(fù)雜的一項工作,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,有會導(dǎo)致產(chǎn)生不必要的活化點。
(3)襯管的類型:根據(jù)不同的應(yīng)用,安捷倫公司設(shè)計不同類型的襯管。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/不分流的襯管對于組分復(fù)雜的樣品有很好的益處。
以上三個特點均能影響載氣流通過進(jìn)樣口或樣品的氣化,在實際應(yīng)用中應(yīng)考慮這些因素的影響。
