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儀器博物館:盤點“氣相色譜儀”的前世今生和龐大家族

發布時間: 2023-06-14 08:44:38  點擊數:
關鍵詞:色譜儀的前世今生,龐大家族

    氣相色譜(gaschromatography簡稱GC)
    是二十世紀五十年代出現的一項重大科學技術成就這是一種新的分離、分析技術,它在工業、農業、國防、建設、科學研究中都得到了廣泛應用今天小譜就其發展史、檢測原理、結構等和大家進行探討,一文把氣相色譜儀講通透(如果讀完文章您覺得還有哪些想聽的知識點小譜沒有講到,亦或是覺得小譜文章中有哪些觀點您不太認同,歡迎您積極留言。
    )01“氣相色譜儀”的誕生和發展GC色譜的發展與下面兩個方面的發展是密不可分的一是氣相色譜分離技術的發展,二是其他學科和技術的發展從儀器來看,歷史上最早的氣相色譜儀是實驗室自建儀器1947年,捷克色譜學家JaroslavJank發明的“楊那克型氣相色譜儀”。
    ,在歷史上曾經流行過一段時間該儀器以CO2為流動相、杜馬測氮管為檢測器測定分離開的氣體體積在樣品和CO2進入測氮管之前,通過KOH溶液吸收掉CO2,按時間記錄氣體體積的增量不足的是,它只能測室溫下為氣體的樣品,樣品中的CO2不能被測定,沒有實現自動化;另外它結構簡單,很多實驗室自行搭建,沒有發展到“讓非專家能輕松使用”的商品化儀器階段。
    雖然JaroslavJank的發明對于氣相色譜的發展有很大的利好,但是真正氣相色譜的發展要從諾貝爾化學獎得主英國的馬丁(A.J.P.Martin)和辛格(R.L.M.Synge)聊起......
    屬于“氣相色譜”的關鍵時間點(點擊查看大圖)1952年James和Martin提出氣液相色譜法,同時也發明了第一個氣相色譜檢測器這是一個接在填充柱出口的滴定裝置,用來檢測脂肪酸的分離用滴定溶液體積對時間做圖,得到積分色譜圖。
    以后,他們又發明了氣體密度天平1954年Ray提出熱導計,開創了現代氣相色譜檢測器的時代此后至1957年,是填充柱、TCD年代1958年Gloay首次提出毛細管,同年,Mcwillian和Harley同時發明了FID,Lovelock發明了氬電離檢測器(AID)使檢測方法的靈敏度提高了2~3個數量級。
    20世紀60和70年代,由于氣相色譜技術的發展,柱效大為提高,環境科學等學科的發展,提出了痕量分析的要求,又陸續出現了一些高靈敏度、高選擇性的檢測器如1960年Lovelock提出電子俘獲檢測器(ECD);1966年Brody等發明了FPD;1974年Kolb和Bischoff提出了電加熱的NPD;1976年美國HNU公司推出了實用的窗式光電離檢測器(PID)等。
    同時,由于電子技術的發展,原有的檢測器在結構和電路上又作了重大的改進如TCD出現了衡電流、衡熱絲溫度及衡熱絲溫度檢測電路;ECD出現衡頻率變電流、衡電流脈沖調制檢測電路等,從而使性能又有所提高
    20世紀80年代,由于彈性石英毛細管柱的快速廣泛應用,對檢測器提出了體積小、響應快、靈敏度高、選擇性好的要求,特別是計算機和軟件的發展,使TCD、FID、ECD、和NPD的靈敏度和穩定性均有很大提高,TCD和ECD的池體積大大縮小。
    進入20世紀90年代,由于電子技術、計算機和軟件的飛速發展使MSD生產成本和復雜性下降,以及穩定性和耐用性增加,從而成為最通用的氣相色譜檢測器之一其間出現了非放射性的脈沖放電電子俘獲檢測器(PDECD)、脈沖放電氦電離檢測器(PDHID)和脈沖放電光電離檢測器(PDECD)以及集次三者為一體的脈沖放電檢測器(PDD),4年后,美國Varian公司推出了商品儀器,它比通常FPD靈敏度高100倍。
    另外,快速GC和全二維GC等快速分離技術的迅猛發展,促使快速GC檢測方法逐漸成熟
    “氣相色譜儀”的結構及原理氣相色譜儀的結構氣相色譜儀的種類繁多,功能各異,但其基本結構相似氣相色譜儀一般由氣路系統、進樣系統、分離系統(色譜柱系統)、檢測及溫控系統、記錄系統。
    組成。
    1.氣路系統氣路系統包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制及氣體化裝置,是一個載氣連續運行的密閉管路系統通過該系統可以獲得純凈的、流速穩定的載氣它的氣密性、流量測量的準確性及載氣流速的穩定性,都是影響氣相色譜儀性能的重要因素。
    氣相色譜中常用的載氣有氫氣、氮氣、氬氣,純度要求99.99%以上,且化學惰性好,不與相關物質反應載氣的選擇除了要求考慮對柱效的影響外,還要與分析對象和所用的檢測器相配氣相色譜選擇載氣,是根據色譜柱系統及色譜儀的檢測器等條件來確定的。
    氫氣(H2)具有相對分子質量小、熱導系數大、黏度小等特點,是熱導檢測器常用的載氣、氫火焰離子化檢測器中必用的燃氣,但氫氣易燃、易爆,使用時要特別注意安全氮氣(N2)相對分子質量較大、擴散系數小、柱效相對較高、安全、價格便宜,因此,氮氣是最為常用的載氣,在氫火焰離子化檢測器中常用,但由于其熱導系數低、靈敏度差、定量線性范圍較窄,因此在熱導檢測器中少用。
    氦氣(He)相對分子量小、熱導系數大、黏度小、使用時線速度大,與氫氣相比,更安全,但成本高,常用于氣一質聯用分析氬氣(Ar)相對分子量大、熱導系數小,但由于成本高,因而應用較少2.進樣系統(1)進樣器:根據試樣的狀態不同,采用不同的進樣器
    液體樣品的進樣一般采用微量注射器氣體樣品的進樣常用色譜儀本身配置的推拉式六通閥或旋轉式六通閥固體試樣一般先溶解于適當試劑中,然后用微量注射器進樣(2)氣化室:氣化室一般由一根不銹鋼管制成,管外繞有加熱絲,其作用是將液體或固體試樣瞬間氣化為蒸氣。
    為了讓樣品在氣化室中瞬間氣化而不分解,因此要求氣化室熱容量大,無催化效應(3)加熱系統:用以保證試樣氣化,其作用是將液體或固體試樣在進入色譜柱之前瞬間氣化,然后快速定量地轉入到色譜柱中3.分離系統分離系統是色譜儀的核心。
    其作用就是把樣品中的各個組分分離開來分離系統由柱室、色譜柱、溫控部件組成其中色譜柱是色譜儀的核心部件色譜柱主要有兩類:填充柱和毛細管柱柱材料包括金屬、玻璃、融熔石英、聚四氟乙烯等色譜柱的分離效果除與柱長、柱徑和柱形有關外,還與所選用的固定相和柱填料的制備技術以及操作條件等許多因素有關。
    4.檢測系統檢測器是將經色譜柱分離出的各組分的濃度或質量(含量)轉變成易被測量的電信號(如電壓、電流等),并進行信號處理的一種裝置,是色譜儀的眼睛通常由檢測元件、放大器、數模轉換器三部分組成被色譜柱分離后的組分依次進檢測器,按其濃度或質量隨時間的變化,轉化成相應電信號,經放大后記錄和顯示,繪出色譜圖。
    檢測器性能的好壞將直接影響到色譜儀器最終分析結果的準確性根據檢測器的響應原理,可將其分為濃度型檢測器和質量型檢測器(1)濃度型檢測器:測量的是載氣中組分濃度的瞬間變化,即檢測器的響應值正比于組分的濃度如熱導檢測器電子捕獲檢測器
    (2)質量型檢測器:測量的是載氣中所攜帶的樣品進入檢測器的速度變化,即檢測器的響應信號正比于單位時間內組分進入檢測器的質量如氫火焰離子化檢測器火焰光度檢測器5.溫度控制系統在氣相色譜測定中,溫度控制是重要的指標,直接影響柱的分離效能、檢測器的靈敏度和穩定性。
    溫度控制系統主要指對氣化室、色譜柱、檢測器三處的溫度控制在氣化室要保證液體試樣瞬間氣化;在色譜柱室要準確控制分離需要的溫度,當試樣復雜時,分離室溫度需要按一定程序控制溫度變化,保證各組分在最佳溫度下分離;在檢測器要使被分離后的組分通過時不在此處冷凝。
    控溫方式分恒溫和程序升溫兩種(1)恒溫模式:對于沸程不太寬的簡單樣品,可采用恒溫模式一般氣體分析和簡單液體樣品分析都采用恒溫模式(2)程序升溫:程序升溫是指在一個分析周期里色譜柱的溫度隨時間由低溫到高溫呈線性或非線性地變化,使沸點不同的組分,各在其最佳柱溫下流出,從而改善分離效果,縮短分析時間。
    對于沸程較寬的復雜樣品,如果在恒溫下分離很難達到好的分離效果,應使用程序升溫方法6.記錄系統記錄系統是記錄檢測器的檢測信號,進行定量數據處理一般采用自動平衡式電子電位差計進行記錄,繪制出色譜圖一些色譜儀配備有自動積分儀,可測量色譜峰的面積,直接提供定量分析的準確數據。
    03“氣相色譜儀”的分類按固定相狀態不同,可以分為兩種,用固體吸附劑作固定相的叫氣固色譜,用涂有固定液的擔體作固定相的叫氣液色譜,在實際氣相色譜分析中,氣液色譜占90%以上按色譜分離原理,可分為吸附色譜和分配色譜兩類。
    吸附色譜是利用固體吸附表面對不同組分物理吸附性能的差異達到分離的色譜;分配色譜是利用不同的組分在兩相中有不同的分配系數以達到分離的色譜氣固色譜屬于吸附色譜,氣液色譜屬于分配色譜按色譜柱外觀形態,可分為填充柱色譜和毛細管柱色譜兩類。
    一般填充柱是將固定相裝在一根玻璃或金屬管中,管內徑為2~6毫米毛細管柱色譜通常為常用內徑0.1~0.5mm的玻璃或彈性石英毛細管毛細管柱比填充柱有更高的分離效率,但因其內徑小,柱容量小,且對進樣技術要求高,載氣流速控制要求更為精確。
    04“氣相色譜儀”的應用氣相色譜儀利用被測物質各組分在不同兩相間分配系數(溶解度)的微小差異,當兩相作相對運動時,這些物質在兩相間進行反復多次的分配,使原來只有微小的性質差異產生很大的效果,而使不同組分得到分離
    氣相色譜法作為近代迅速發展起來的一種新型分離分析技術,具有分離效能高,分析速度快,樣品用量少等特點,被廣泛用于石油化工、環境監測、醫藥生產、以及食品分析等領域1、石油化工氣相色譜常用于石油化工行業中常量氣體組成及痕量雜質分析,一般采用熱導池檢測器(TCD)和氫火焰離子化檢測器(FID)色譜法。
    汽油餾分組成分析也石化分析的一個重要部分,主要包括汽油中烴族、芳烴、含氧化合物、含硫化合物的組成分析,均離不開氣相色譜的身影2、環境監測氣相色譜技術在土壤中的應用主要體現在對有機污染物的檢測,包括農殘、多氯聯苯、多環芳烴等持久性污染物的分析等。
    環境水和生活飲用水中鹵代烴、苯系物、有機酸、揮發性有機物(VOCs)等沸點較低,易汽化,氣相色譜技術在上述物質的分析檢測中具有廣泛應用伴隨著工業生產,不可避免的會有有毒有害的揮發性有機物分散到空氣中,利用空氣采樣管吸附,然后通過石油醚解析,并使用氣相色譜外標法定性定量,可滿足大氣中多種有毒有害組分的分析。
    3、醫藥分析氣相色譜在中藥定性鑒別、雜質檢查、含量測定、中藥揮發油分析、中藥農藥殘留量等各項指標分析中都有廣泛應用隨著氣相色譜與質譜、紅外光譜等技術的聯用,為未知試樣的定性分析提供了新的手段,特別是與質譜聯用適合于中藥中揮發性成分指紋圖譜的研究。
    中藥的安全性控制,包括毒性成分、有害元素、農藥殘留等是其質量評價的重要內容《中國藥典》附錄中收載有“農藥殘留量測定法“,對有機磷、有機氯類以及擬除蟲菊酯類農藥采用GC法測定4、食品分析食品安全檢測一直是重要的民生問題之一,氣相色譜因其靈敏度高、分離效果好,在食品檢測中已經得到廣泛應用。
    主要應用之一為對水果蔬菜農藥殘留方面的檢測使用氣相色譜法,可以對幾十種農藥同時進行檢測一般來說,主要通過毛細管色譜柱分離并使用ECD或FID進行檢測,該方法具有速度快、結果準確的優勢主要應用之二為對食品添加劑的檢測,如甜味劑、防腐劑等,一般都是采用GC/FID氣相色譜技術。
    氣相色譜還可以用于食品理化性質的分析,如白酒中甲醇含量、酯類成分分析等,以此來確定白酒品質和等級05“氣相色譜儀”的安裝及調試(一)色譜儀的安裝準備1、對色譜儀分析室的要求a.分析室周圍不得有強磁場,易燃及強腐蝕性氣體。
    b.室內環境溫度應在5~35度范圍內,濕度小于等于85%(相對濕度),且室內應保持空氣流通有條件的實驗室最好安裝空調c.準備好能承受整套儀器,寬高適中,便于操作的工作平臺一般要求高0.6~0.8米,平臺不能緊靠墻,應離墻0.5~1.0米,便于接線及檢修。
    d.供儀器使用的動力線路容量應在10KVA左右,且儀器使用電源應盡可能不與大功率耗電量設備或經常大幅度變化的用電設備公用一條線,電源必須接地良好2、氣源準備及凈化a.氣源準備一般用氮氣,氫氣,空氣這三種氣體,有的實驗室使用氫氣發生器和空氣壓縮機也可以,但空壓機必須無油。
    當鋼瓶氣壓下降到1~2Mpa時,應更換氣瓶上述氣體一般要求純度達到99.99%,電子捕獲檢測器必須使用高純氣源(純度達99.999%及以上)b.氣源凈化為了除去氣體中可能含有的水分,灰分和有機氣體成分,在氣體進入儀器之前應先經過嚴格凈化處理。
    氣相色譜凈化裝置裝填的主要有5A分子篩(吸附氣源中的水分和低摩爾質量的有機雜質),在5A分子篩之后裝入少量變色硅膠(當分子篩失效時,水開始被變色硅膠吸附),硅膠變紅說明分子篩需要重新活化還需裝入一些活性炭(吸附烴類雜質)。
    應定期進行各種凈化劑的更換或烘干,以確保氣體純度注意:凈化管的出口和入口處應加標志;出口處應當用少量紗布或脫脂棉塞上,防止凈化機粉塵流入氣相色譜儀(二)色譜儀成套性檢查及安裝儀器開箱后,按資料袋內附件清單,進行逐項清點,并將易損零件的備件予以妥善保存。
    然后按照儀器的使用說明書上要求,將其放置于工作平臺上,并對著接線圖和各插頭,插座將儀器各部分連接起來,最后連接記錄儀和數據處理機注意各接頭不要接錯1、外氣路的連接a.減壓閥的安裝有的儀器隨機帶有減壓閥,若沒有的則要購買。
    所用的是2只氧氣,1只氫氣減壓閥將2只氧氣減壓閥,1只氫氣減壓閥分別裝到氮氣,空氣和氫氣鋼瓶上(注意氫氣減壓閥螺紋是反向的,并在接口處加上所附的O形塑料墊圈,以便密封),旋緊螺帽后,關閉減壓閥調節手柄(即旋松),打開鋼瓶高壓閥,此時減壓閥高壓表應有指示,關閉高壓閥后,其指示壓力不應下降,否則有漏,應及時排除(用墊圈或生料帶密封),有時高壓閥也會漏,要注意。
    然后旋動調節手柄將余氣排掉b.外氣路連接把鋼瓶中的氣體引入色譜儀中,有的采用不銹鋼管(φ2×0.5mm),有的采用耐壓塑料管(φ3×0.5mm)從鋼瓶到儀器的管路長度視需要而定,不宜過長,然后用不銹鋼管或耐壓塑料管把氣源和儀器(氣體進口)連接起來。
    c.外氣路檢漏把主機氣路面板上載氣,氫氣,空氣的閥旋鈕關閉,然后開啟各路鋼瓶的高壓閥,調節減壓閥上低壓表輸出壓力,使載氣,空氣壓力為0.35~0.6Mpa(約3.5~6.0kg/cm3),氫氣壓力為0.2~0.35Mpa。
    然后關閉高壓閥,此時減壓閥上低壓表指示值不應下降,如下降,則說明連接氣路中有漏,應予排除2、色譜儀氣路氣密性檢查氣密性檢查是一項十分重要的工作,若氣路有漏,不僅直接導致儀器工作不穩定或靈敏度下降,而且還有發生爆炸的危險,故在操作使用前必須進行這項工作。
    方法是,打開色譜柱箱蓋,把柱子從檢測器上拆下,將柱口堵死,然后開啟載氣流路,調低壓輸出壓力為0.35~0.6Mpa,打開主機面板上的載氣旋鈕,此時壓力表應有指示最后將載氣旋鈕關閉,半小時內其柱前壓力指示值不應有下降,若有下降則有漏,應予排除。
    若是主機內氣路有漏,則拆下主機有關側板,用肥皂水(最好是十二烷基磺酸鈉溶液)逐個接頭檢漏,最后將肥皂水擦干3、儀器開機檢查及調試儀器的調試把氣路,儀器等按上述接好,安置好后,便可進行下面檢查和調試工作a.將接通載氣,調節主機面板上的載氣旋鈕(即:載氣穩流閥),使載氣流量為20~30ml/min。
    b.啟動主機,檢查是否有異樣聲響及儀器運轉情況;若無異常,檢查儀器溫控準確度,包括柱溫箱、進樣器、檢測器溫度控制精度,一般要求溫控精度達到0.01度4、色譜柱安裝及老化色譜柱的正確安裝才能保證發揮其最佳的性能和延長使用壽命。
    正確的安裝請參考以下步驟:a.檢查氣體過濾器、載氣、進樣墊和襯管等檢查氣體過濾器和進樣墊,保證輔助氣和檢測器的用氣暢通有效如果以前做過較臟樣品或活性較高的化合物,需要將進樣口的襯管清洗或更換b.將螺母和密封墊裝在色譜柱上,并將色譜柱兩端要小心切平。
    c.將色譜柱連接于進樣口上(色譜柱在進樣口中插入深度應視儀器不同而定)正確合適的插入能最大可能地保證試驗結果的重現性通常來說,色譜柱的入口應保持在進樣口的中下部,當進樣針穿過隔墊完全插入進樣口后,如果針尖與色譜柱入口相差1-2cm,這就是較為理想的狀態。
    (具體的插入程度和方法參見所使用GC的隨機手冊)避免用力彎曲擠壓毛細管柱,并小心不要讓標記牌等有鋒利邊緣的物品與毛細柱接觸摩擦,以防柱身斷裂受損將色譜柱正確插入進樣口后,用手把連接螺母擰上,擰緊后(用手擰不動了)用扳手再多擰1/4~1/2圈,保證安裝的密封程度。
    因為不緊密的安裝,不僅會引起裝置的泄漏,還有可能對色譜柱造成永久損壞d.接通載氣當色譜柱與進樣口接好后,通載氣,調節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己烷的樣品瓶中,正常情況下,我們可以看見瓶中穩定持續的氣泡。
    如果沒有氣泡,就要重新檢查一下載氣裝置和流量控制器等是否正確設置,并檢查一下整個氣路有無泄漏等所有問題解決后,將色譜柱出口從瓶中取出,保證柱端口無溶劑殘留,再進行下一步的安裝e.將色譜柱連接于檢測器上
    其安裝和所需注意的事項與色譜柱與進樣口連接大致相同如果在應用中系統所使用的是ECD或NPD等,那么在老化色譜柱時,應該將柱子與檢測器斷開,這樣檢測器可能會更快達到穩定f.確定載氣流量,再對色譜柱的安裝進行檢查注意:如果不通入載氣就對色譜柱進行加熱,會快速且永久性的損壞色譜柱。
    g.色譜柱的老化色譜柱安裝和系統檢漏工作完成后,就可以對色譜柱進行老化了將色譜柱升至一恒定溫度,通常為其溫度上限特殊情況下,可加熱至高于最高使用溫度10-20℃左右,但是一定不能超過色譜柱的溫度上限當到達老化溫度后,記錄并觀察基線。
    初始階段基線應持續上升,在到達老化溫度后5-10分鐘開始下降,并且會持續30-90分鐘當到達一個固定的值后就會穩定下來如果在2-3小時后基線仍無法穩定或在15-20分鐘后仍無明顯的下降趨勢,那么有可能系統裝置有泄漏或者污染。
    遇到這樣的情況,應立即將柱溫降到40℃以下,盡快的檢查系統并解決相關的問題如果還是繼續的老化,不僅對色譜柱有損壞而且始終得不到正常穩定的基線06“氣相色譜儀”的使用注意事項1、使用純度滿足要求的載氣:載氣一定要用高純級的,以避免干擾分析和污染色譜柱或檢測器。
    2、及時更換進石墨密封墊:石墨密封墊漏氣是GC常見故障之一盡量不要在不同色譜柱上重復使用同一密封墊,即使同一根柱卸下重新安裝時,最好也要換新密封墊,這樣能保證更高的工作效率3、定期更換氣體凈化器填料:變色硅膠可據顏色變化來判斷其性能,但分子篩等吸附有機物的凈化器就不好用肉眼判斷了,所以須定期更換,最好3個月更換一次。
    如果硅膠與分子篩裝在一起,則更換硅膠時也要更換分子篩4、使用性能可靠的氣體減壓閥:新的減壓閥在使用時一定要試漏,在長期的使用過程中也要經常檢漏如果不注意該問題,輕則造成氣體浪費,重則出現安全問題5、定期更換進樣襯墊:。
    進樣口襯墊漏氣也是GC常見故障之一另外,襯墊的老化降解也會給色譜分析帶來干擾比如其碎屑掉進汽化室內也可能導致鬼峰至于多長時間換一次襯墊,則要看所分析的樣品性質和分析條件而定一般不建議,一個襯墊連續使用時間超過一周。
    6、及時清洗注射器:保持注射器清潔能避免樣品記憶效應的干擾更換樣品時要清洗,用同一樣品多次進樣時也要用樣品本身清洗注射器一支注射器暫時不用時,更要徹底清洗,否則殘留其中的樣品可能將針芯粘牢,造成注射器報廢。
    7、定期檢查并清洗進樣襯管:儀器長期使用后,進樣襯管內會有焦油狀物質,這是樣品中的不揮發成分造成的此外還會有顆粒狀物質積存(隔墊碎屑,樣品中的固體物質)這些都會干擾分析的正常進行因此要定期檢查,及時清洗。
    在襯管中填充一些經硅烷化處理的石英玻璃毛,既可提高樣品的汽化效率,又能防止隔墊碎屑進入色譜柱造成堵塞8、做好儀器使用和分析記錄并定期歸檔:這是儀器的履歷,應逐日記錄,包括操作者、分析樣品及條件、儀器工作狀態等,一旦儀器出現問題,這是查找原因的重要資料。
    以上內容來自儀器信息網牽頭編寫的《氣相色譜實戰寶典》,更多內容請購買紙質書:07“氣相色譜儀”的常見故障及排除1、進樣后不出色譜峰氣相色譜儀在進樣后檢測信號沒有變化,不出峰,輸出仍為直線遇到該情況,應從進樣針、進樣口到檢測器的順序逐一檢查。
    a.首先檢查進樣針是否堵塞;b.再檢查進樣口和檢測器的石墨墊圈是否緊固、不漏氣;c.檢查色譜柱是否斷裂或漏氣;d.檢測器是否出現故障,如堵塞或者未點火2、基線出現負峰a.載氣不純:當樣品中的物質含量比載氣低時便會有負峰,此時更換純度更高的載氣;。
    b.TCD中,樣品熱導率大于載氣熱導率,或使用氮氣作載氣,或TCD電源接反;c.積分儀或記錄儀輸入線接反,倒相開關位置改變;d.在雙柱系統中,進樣時進錯色譜柱;e.離子化檢測器輸出選擇開關的位置錯誤,放射源或電極被污染;
    f.脈沖發生器不正常,收集極接觸不良或短路3、基線漂移在溫度不變的情況下,若基線有漂移通常可考慮以下幾種情況:a.檢查色譜儀本身和積分儀的接地線是否良好,保證接地可靠;b.載氣漏氣、流速不穩也會使基線漂移,檢漏;。
    c.柱箱密封性要好,使箱體周圍沒有間隙,防止室內空氣進入箱內而造成溫度不穩定;d.載氣閥(包括色譜內部閥)有故障,氣源壓力不穩;e.從進樣系統到檢測器的連接管,或者TCD的池體受到污染需要清洗掉污染物;
    f.若色譜柱內填充物流失,需要重新老化色譜柱在高靈敏度操作時,由于柱流失使基線漂移是正常現象;g.TCD故障,檢修或更換;h.檢測器的溫度過高(或過低)對于TCD,檢測器質量較大,當溫度改變時,熱容大,溫度平衡慢,允許有一定時間使基線穩定;。
    i.檢測器檢測元件被氧化,用不銹鋼管或銅管替代四氟乙烯管,這樣空氣中的氧氣不會滲透到載氣管線中,從而減少元件的氧化;j.基線漂移很大,色譜柱老化不充分,再次進行老化,色譜柱被污染也會發生大的漂移,只有充分老化色譜柱才行。
    色譜柱老化后又出現了大的基線漂移,可能是有高沸點液體樣品在程序升溫過程中沒有被吹出去,在色譜柱允許的最高使用溫度下,通載氣,升溫清洗;k.如果是雙柱系統操作時,兩路載氣不平衡,設置相同的柱流速即可4、程序升溫過程中基線上升
    在程序升溫過程中基線上升,可能的原因以及排除方法如下:a.色譜柱內固定相流失現象相對上升,可以老化色譜柱并進行柱補償;b.兩柱的流速不一樣,設置相同的柱流速;c.色譜柱有可能被污染,充分老化色譜柱2h以上。
    5、基線不在零位基線不在零位,故障原因較多,主要考慮以下幾種:a.積分儀零點沒調合適,重調其零點;積分儀接線錯誤,檢查各條連接線,特別檢查屏蔽線的接法;積分儀滑線電阻故障,檢修或更換;b.TCD電源故障或沒有調平衡,檢修或更換新件,重調平衡;
    c.柱的固定相流失大,改用低流失柱;d.檢測器可能被污染,需要清洗6、基線出現尖峰基線出現無規律或有規律的尖峰,其原因有:a.房間內的開關門,排氣扇的啟動等使大氣壓迅速改變,撥打手機時產生的電磁信號流也會影響,可以通過改善儀器放置環境來解決這一問題;。
    b.TCD電源故障,檢修或更換新件;c.熱絲老化不好,充分老化;d.溫度不穩,橋流過大,設置合適的參數;e.載氣被污染,用大流量載氣吹洗管路,凈化載氣或更換過濾器,或更換新的載氣鋼瓶;f.有其他高沸點液體殘留在TCD檢測器出口,將檢測器溫度升高,但不能超過其使用溫度,使凝聚物蒸發,或在檢測器排氣口注入少量的丙酮等溶劑熱清洗,除去管內的凝聚物;
    g.TCD的檢測器元件故障或橋流不穩定,更換有故障的元件7、出現拖尾峰出現拖尾峰,可進行如下幾種操作:a.減少樣品的進樣量;b.進樣器氣化管有殘渣或破損,清洗或更換,檢查檢測器是否被污染,必要時清洗;。
    c.檢查載氣流量、隔膜清洗流量是否設置正確,分流比或其他條件設置是否合理;d.氣化溫度設置是否正確,若柱箱溫度過低,增加其溫度,提高檢測器溫度;e.色譜柱安裝方法是否正確,在柱入口端切除1~2m,使用的柱不合適,致使樣品和固相擔體相互作用,更換合適的色譜柱,填充柱使用時間過長,重新裝填柱子。
    8、出現圓頂或平頂峰出現圓頂或平頂峰,有如下可能:a.操作超出檢測器輸出范圍,針對此種情況可以減小進樣量,降低靈敏度;b.積分儀故障或重新調整9、信號陡然下降到原基線信號陡然下降到原基線,故障原因如下:。
    a.樣品量過大,減小樣品量;b.檢測器信號值太高,調零;信號線發生短路,或檢測器已壞,進行修理更換;c.載氣流速太大,調整流速以上內容來自儀器信息網牽頭編寫的《氣相色譜實戰寶典》,更多內容請購買紙質書:。
    08“氣相色譜儀”的選購氣相色譜儀廠家眾多,我們如何從眾多氣相色譜儀廠家之中找出合適自己樣品分析的氣相色譜儀呢?下面針對以上問題,為大家列舉你在購買氣相色譜儀的時候需要考慮的事情1、被分析樣品情況a.樣品本身的組成和狀態,是氣態,液態,固態還是混合態,能直接用氣相色譜儀分析嗎?b.被測組分是熱不穩定,易分解,還是易催化反應。
    時間,溫度,壓力等變化是否會引起被測組分的變化;c.樣品中是否有煙塵,懸浮物,高佛點組分和有腐蝕性成分以考慮樣品如何采集獲得,如何進行樣品的預處理;d.樣品來源容易嗎?允許樣品的消耗量,有利于選擇進樣方式;。
    e.不需分析的組分及大致的濃度范圍;f.每天需要分析樣品的次數,兩次分析的間隔時間;2、分析的目的a.做定性分析:被分析組分已知或未知,有無標準物?b.定量分析:在那個范圍—常量(10-1`~10-3);半微量(10-3~10-5);微量(10-5~10-7);痕量(10-6~10-9)或超痕量(≤10-9)
    c.定量精度和分析準確性,若是半定量要求就簡單的多3、單位需求定位a.科研院所——各方面要求高;b.監測和分析中心——數據準確可靠;c.在線的現場分析用——重現性高;4、檢出限儀器的檢出限表示在一定的置信范圍內能與儀器噪音相區別的最小檢測信號對應的待測物質的量,是評價儀器的重要指標——簡單的說,檢出限越低,那么檢測出來低濃度物質含量的能力越強。
    因此,在痕量分析中,應當盡可能的選擇檢出限較低的儀器目前來說,國內外氣相色譜儀中,FID和ECD檢測器的檢出限差別不大,其他檢測器則有一定的差距5、相關標準及同行咨詢尋找有無被分析樣品的國標、行標、企標或國外有關參考資料,若有,在標準中會給出在一般場合下,應使用氣相色譜儀的功能和技術要求。
    同行有無做同類樣品的分析者,若有,對選型和日后建立色譜分析方法會有直接幫助;6、同一種樣品,從理論上講可能有用多種儀器的分析方法,從儀器的性價比,操作特性,維修服務等多方比較,列出選用氣色譜儀分析的理由。
    7、實用性實用性指標某種程度上來說就是性價比評價實用性應該從兩個方面來談:一方面是自己的儀器預算是多少,在預算的范圍內購買合適檔位的儀器;另外一方面是能不能滿足自己分析要求,只要可以滿足自己的分析要求,不一定要購買貴的。
    08“氣相色譜儀”的采購建議氣相色譜儀廠家眾多,我們如何從眾多氣相色譜儀廠家之中找出合適自己樣品分析的氣相色譜儀呢?下面針對以上問題,為大家列舉你在購買氣相色譜儀的時候需要考慮的事情1、被分析樣品情況a.樣品本身的組成和狀態,是氣態,液態,固態還是混合態,能直接用氣相色譜儀分析嗎?b.被測組分是熱不穩定,易分解,還是易催化反應。
    時間,溫度,壓力等變化是否會引起被測組分的變化;c.樣品中是否有煙塵,懸浮物,高佛點組分和有腐蝕性成分以考慮樣品如何采集獲得,如何進行樣品的預處理;d.樣品來源容易嗎?允許樣品的消耗量,有利于選擇進樣方式;。
    e.不需分析的組分及大致的濃度范圍;f.每天需要分析樣品的次數,兩次分析的間隔時間;2、分析的目的a.做定性分析:被分析組分已知或未知,有無標準物?b.定量分析:在哪個范圍—常量(10-1~10-3);半微量(10-3~10-5);微量(10-5~10-7);痕量(10-6~10-9)或超痕量(≤10-9)
    c.定量精度和分析準確性,若是半定量要求就簡單的多3、單位需求定位a.科研院所——各方面要求高;b.監測和分析中心——數據準確可靠;c.在線的現場分析用——重現性高;4、檢出限儀器的檢出限表示在一定的置信范圍內能與儀器噪音相區別的最小檢測信號對應的待測物質的量,是評價儀器的重要指標——簡單的說,檢出限越低,那么檢測出來低濃度物質含量的能力越強。
    因此,在痕量分析中,應當盡可能的選擇檢出限較低的儀器目前來說,國內外氣相色譜儀中,FID和ECD檢測器的檢出限差別不大,其他檢測器則有一定的差距5、相關標準及同行咨詢尋找有無被分析樣品的國標、行標、企標或國外有關參考資料,若有,在標準中會給出在一般場合下,應使用氣相色譜儀的功能和技術要求。
    同行有無做同類樣品的分析者,若有,對選型和日后建立色譜分析方法會有直接幫助;6、同一種樣品,從理論上講可能有用多種儀器的分析方法,從儀器的性價比,操作特性,維修服務等多方比較,列出選用氣色譜儀分析的理由。
    7、實用性實用性指標某種程度上來說就是性價比評價實用性應該從兩個方面來談:一方面是自己的儀器預算是多少,在預算的范圍內購買合適檔位的儀器;另外一方面是能不能滿足自己分析要求,只要可以滿足自己的分析要求,不一定要購買貴的。
    09“氣相色譜儀”檢測器的分類及選擇1、氣相色譜儀檢測器分類檢測器是氣相色譜儀的重要部件,其作用是將色譜柱分離后各組分在載氣中濃度或質量變化轉換成易于測量的電信號,然后記錄并顯示出來根據檢測原理的不同,氣相色譜檢測器可分為濃度型檢測器和質量型檢測器。
    濃度型檢測器測量的是載氣中某組分濃度瞬間的變化,即檢測器的響應值和組分的濃度成正比,如熱導檢測器電子捕獲檢測器質量型檢測器測量的是載氣中某組分單位時間內進入檢測器的含量變化,即檢測器的響應值和單位時間內進入檢測器某組分的量成正比。
    如火焰離子化檢測器和火焰光度檢測器等根據樣品是否被破壞,氣相色譜檢測器又可分為破壞性檢測器和非破壞性檢測器破壞性檢測器有:FID(氫火焰離子化檢測器)、NPD(氮磷檢測器)、FPD火焰光度檢測器)等;非破壞性檢測器有
    :TCD(熱導池檢測器)、PID(光離子化檢測器)、ECD(電子捕獲檢測器)等根據對被檢測物質響應情況,氣相色譜檢測器又可分為通用型檢測器和選擇性檢測器常見的通用型檢測器有:TCD(熱導池檢測器)、FID(氫火焰離子化檢測器)、PID(光離子化檢測器)。
    常見的選擇性檢測器有:FPD(火焰光度檢測器)、ECD(電子捕獲檢測器)、NPD(氮磷檢測器)2、氣相色譜常見的6種檢測器a.氫火焰離子化檢測器(FID)通過有機化合物在氫氣-空氣的擴散火焰中燃燒形成離子流,產生電信號,經過放大,然后由記錄器記錄電壓隨時間的變化,從而得出色譜圖。
    其特點是只對含碳有機物有明顯的響應,而對非烴類、惰性氣體或在火焰中難電離或不電離的物質,則訊號較低或無信號,如一些氮的氧化物(NO、N2O等)、一些無機氣體(SO2、NH3等)、CO2、CS2和H2O等,甲酸因氧化態較高不易在火焰中形成離子也不產生顯著的信號。
    FID檢測器具有靈敏度高,線性范圍寬,響應快等特點,常用于微量有機物分析b.熱導檢測器(TCD)根據各種物質均具有不同的熱傳導系數,當載氣中混入其他氣態物質時,熱導率發生變化,利用被測組分與載氣的熱導率不同來檢測組分的濃度變化。
    其結構簡單,性能穩定,對無機和有機物都有響應,通用性好,而且線性范圍寬,可用于常量、半微量分析c.電子捕獲檢測器(ECD)利用放射性同位素作為放射源轟擊載氣生成正離子和自由電子,在所施電場的影響下,電子向正極移動,形成了一定的離子流,稱為基流。
    當載氣帶著微量的電負性組分(含鹵素、硫、磷、氰基等的化合物)進入時,這些親電子的組分將捕獲電子形成負離子而使基流下降,從而產生檢測信號ECD檢測器對電負性物質有極高的靈敏度,對非電負性的物質則沒有響應常用于有機氯農藥殘留分析。
    d.火焰光度檢測器(FPD)通過燃燒分解從色譜柱中流出的含P和S的化合物分子,使之碎片化,然后把這些碎片激發到高能級,這些激發態的分子回到基態,發射出特征的帶狀光譜這些發射光譜通過392nm(對于硫)或526nm(對于磷)處的濾光片,用光電倍增管測定其強度。
    FPD檢測器對含硫、磷化合物有高選擇性和高靈敏度,常用于有機磷農藥殘留量測定、大氣中痕量硫化物的微量分析e.氮磷檢測器(NPD)具有與FID相似的結構,只是將一種涂有堿金屬鹽(如硅酸鈉或硅酸銣)的陶瓷珠放置在燃燒的氫火焰和收集氣之間,當試樣蒸汽和氫氣流經堿金屬鹽表面時,含N、P的化合物便會從被氫氣還原的堿金屬蒸汽上獲得電子而離子化;失去電子的堿金屬則形成鹽再沉積到陶瓷珠表面上。
    這個堿金屬陶珠是作為電子轉移反應的催化劑來起作用的NPD檢測器只對含磷和氮化合物有很高的選擇性和靈敏度,用于有機磷、含氮化合物的微量分析,主要用于食品、藥品、農藥殘留以及亞硝胺類等物質的分析f.光離子化檢測器(PID)
    是一種非破壞性的檢測器,通過光子激發使載氣中的樣品分子電離而產生信號10.2eV的光源使用得最廣,它能使大多數分子電離(永久性氣體、低于5個碳數的烴類、甲醇、乙腈和各種氯代甲烷除外)PID檢測器已經成功用于測定工業環境中的CS2、H2S、CH3SH和四乙基鉛,水中芳香烴,無機組份,農藥和藥品中的含硫、氯組分等。
    10“氣相色譜儀”的常見品牌到了這里,相信各位已經對‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍氣相色譜儀有了很深的了解。

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