气相色谱仪器故障排除方法_第1页
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文档简介

1、气相色谱仪器故障排除方法(定量重复性差)引起定量不重复的原因是多方面的,一般可以归结为两大类:一类为单纯性灵敏度变化型,即除了定量重复性不合格外,其它指标未发现异常;另一类为伴随性灵敏度变化型,即除灵敏度变化之外还伴随有其它异常现象出现,包括基线不稳定性、峰保留时间变化及产生峰形畸变等异常现象。属于第一类型故障的原因,主要是:进样技术不佳,注射器有堵漏,样品制备不均匀,进样口污染物堆积以及气路存在漏气现象等。属于第二类型故障的原因,主要是:载气流量变化,检测器玷污、过载,柱温变化以及检测器操作条件(如氢气、极化电压、脉冲电压等)发生变化。考虑到各种故障产生可能性的大小以及故障鉴别的方便性,制定

2、出下述检测方案:(1)进样技术检查:进样技术不佳是造成色谱峰不重复的最可能原因。它通常表现为峰高/峰面积忽大忽小,峰高/峰面积大小变化无规则。提高进样重复性的关键,在于始终保持进样操作各个步骤的重复性。这包括取样操作,取样到进样期间的空闲时间,进针快慢及拔出注射器的早晚。通常操作人员在经过较多地进样重复性训练之后,可以达到所需的要求。(2)注射器检查:操作人员进样技术提高后,色谱峰灵敏度仍然无显著改观,需认真检查注射器本身是否有堵塞或泄漏现象。必要时更换一个好的注射器重新进样试验。(3)样品均匀性检查:制备的样品在样品瓶中混合不均匀或每次取样时注射器对样品产生玷污以及样品挥发等都会影响出峰灵敏

3、度的重复性(不能漏过此项检查)。定量不重复由上述三种原因引起的可能性很大,而且都和进样操作密切相关,因此可一起进行检查。只有在上述检查后无异常发现时才转入接下的检查步骤。(4)伴随现象观察:在检查灵敏度情况的同时注意是否有下述异常现象发生,包括基线是否稳定,出峰保留时间是否重复,峰形是否有畸变三种情况,如果出现其中一种,应先按所出现的故障进行排除,再重新进行定量重复性测试。没发现伴随异常现象时,应转入下面的检查步骤。(5)进样口污染及系统漏气检查:关断桥电流(对TCD而言)后,取下进样口隔垫,观察进样口内是否有污染或堆积物,如果有,需进行清除和清洗。清洗完毕装上隔垫后需对气路系统进行试漏:堵住

4、检测器出口,观察转子流量计中的转子应能下降为零,否则说明气路有泄漏。在确信进样口无严重污染及气路无漏气的情况下进行(6)的检查。(6)特种原因检查:对有些检测器而言,某些原因所伴随的故障异常不太明显,易被忽略掉,因此应按照此项进行检查,以便不漏过可能发生故障的因素。a)对FID来说,极化电压较低及氢气流量不稳,有可能导致灵敏度变化而无其它明显异常。对此可首先测试极化电压大小以确定极化电压是否太低,过低的极化电压以及无极化电压都属于故障。正常时极化电压为150300V。如极化电压正常,则应转入放大器的灵敏档观察氢焰基始电流的变动情况,在氢气流不稳定时基流应能呈现出摆动和漂移现象。b)对于任何检测

5、器,样品中的某些组分在检测器中逐渐冷凝并累积,将会影响下一次进样后的灵敏度,情况严重时还会造成气路堵塞。通常的解决方法也是适当提高检测器的温度,以减少或消除样品室的冷凝现象.来源:药物分析网2、测试条件的如何确定气相色谱仪使用气体的纯度和选择原则操作气相色谱仪如何选用不同气体纯度的气源做载气和辅助气体,虽然是一个老的技术问题,但是对于刚刚接触气相色谱仪的用户,目前很难找到有关这方面的综合资料,所以他们总是到处询问究竟选择什么样的气体纯度最好的这类问题。根据每一家用户具体使用的那一类(高,中,抵挡)仪器,选择什么样纯度的气体,确实是一个比较复杂的问题。原则上讲,选择气体纯度时,主要取决于 分析对

6、象;色谱柱中填充物;检测器.我们建议在满足分析要求的前提下,尽可能选用纯度较高的气体。这样不但会提高(保持)仪器的高灵敏度,而且会延长色谱柱,整台仪器(气路控制部件,气体过滤器)的寿命。实践证明,作为中高档仪器,长期使用较低纯度的气体气源,一旦要求分析低浓度的样品时,要想恢复仪器的高灵敏度有时十分困难。对于低档仪器,作常量或半微量分析,选用高纯度的气体,不但增加了运行成本,有时还增加了气路的复杂性,更容易出现漏气或其他的问题而影响仪器的正常操作。另外,为了某些特殊的分析目的要求特意在载气中加入某些“不纯物”,如:分析极性化合物添加适量的水蒸气,操作火焰光度检测器时,为了提高分析硫化物的灵敏度,

7、而添加微量硫。操作氦离子化检测器要氖的含量必须在525ppm,否则会在分析氢,氮和氩气时产生负峰或“W”形峰等。本文就不在此做详细讨论了。 气体纯度低的不良影响根据分析对象,色谱柱的类型,操作仪器的挡次和具体检测器,若使用不合要求的低纯度气体,不良影响有以下几种可能:1. 样品失真或消失:如H2O气使氯硅样品水解;2. 色谱柱失效:H2O,CO2使分子筛柱失去活性,H2O气使聚脂类固定液分解,O2使PEG固定液断链。3. 有时某些气体杂质和固定液相互作用而产生假峰;4. 对柱保留特性的影响:如:H2O对聚乙二醇等亲水性固定液的保留指数会有所增加,载气中氧含量过高时,无论是极性或是非极性固定液柱

8、的保留特性,都会产生变化,使用时间越长影响越大;5. 检测器:TCD:信噪比减小,无法调另,线性变窄,文献中的校正因子不能使用,氧含量过大,使元件在高温时加速老化,减少寿命;FID:特别是在Dt110/秒下操做时,CH4等有机杂质,会使基流激增,噪声加大不能进行微量分析;ECD:载气中的氧和水对检测器的正常工作影响最大,在不同的供电工作方式中,脉冲供电比直流电压供电影响大,固定基流脉冲调制式供电比脉冲供电影响大。这就是为什么目前诸多在操作固定基流脉冲调制式ECD时,在载气纯度低时必须把载气纯度选择开关从“标准氮”拨到“一般氮”位置的原因。大家会发现在此情况下操作,不但灵敏度变低,而且线性亦变窄

9、了。实践证明:在操作ECD时载气中的水含量低于0.02ppm,氧低于1ppm时可达到较理想的性能.值得指出的是,我们多次发现由于仪器的调节气路系统被污染而造成的对载气的二次污染至使ECD基频大幅度增加使信燥比减小.FPD NPD等常用检测器,由于他们属于选择性检测器,操做时要根据分析要求,特别注意被测敏感物质中杂质的去除.6、在做程序升温操作时,载气中的某些杂质,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"。7、仪器影响a. 各类过滤器加速失效;b. 调节阀(稳压阀,稳流阀,针形阀)被污染,气阻堵塞,调节精度降低或失灵;c. 气路

10、系统被污染,若要恢复仪器在高灵敏度情况下操做,有时要吹洗很长时间(可能一周以上)污染严重时有时再也无法恢复。d. 检测器的寿命实践表明,对ECD和TCD的寿命最明显,这点应引起用户特别注意。对气体纯度选择的一般原则1. 从分析角度讲,微量分析比常量分析要求高,也就是说,气体中的杂质含量必须低于被分析组分的含量,如果用TCD分析10ppm的CO,则载气中的杂质总含量不得超过10ppm,因为99.999%纯度的气体则含0.001%的杂质,相当于10ppm所以对于10ppm的痕量分析,载气的纯度应高于99.999%;对于FID使用气体,碳氢化合物含量必须很低,载气中的大量氧杂质只要不对色谱柱造成影响

11、,就不影响FID的性能,而操作ECD,载气中的氧气和水的含量必须很低等.2. 毛细管柱分析比填充柱分析要求高;3. 程序升温分析比恒定温度分析要求高;4. 浓度型检测器比质量型检测器要求高;5. 配有甲烷装置的FID比单FID操作的对载气中的微量CO,CO2要求要高的多.6. 从仪器寿命和保持仪器的高灵敏度讲,中高档仪器比低当仪器要求高。操作不同检测器推荐使用的气体纯度我们推荐气体纯度的技术要求,通常用于常规分析,对于特殊高灵敏度的痕量分析应采用高一级纯度的气体,如果不在意色谱柱和仪器的使用寿命,或分析样品组分浓度很高时,也可以不使用过高纯度的气体,由于各个制气厂设置不同,其杂质含量将有所不同

12、;为满足不同的使用要求,选用不同厂家不同纯度的气源后,可以通过气体净化处理满足分析要求,对于不同杂质的气体采用何种净化方法和装置有机会在加以讨论.综上所述,新气相色谱仪接入气源时一定要做到心中有数,决不能随意接入,否则会造成ECD,甲烷化装置等的损坏,信噪比减小的无法使用,下表给出了用于常规分析时,推荐使用的气体纯度气象色谱时,气体纯度的选择:1.从分析角度讲,微量分析比常量分析要求高,也就是说,气体中的杂质含量必须低于被分析组分的含量,如果用TCD分析10ppm的CO,则载气中的杂质总含量不得超过10ppm,因为99.999%纯度的气体则含0.001%的杂质,相当于10ppm所以对于10pp

13、m的痕量分析,载气的纯度应高于99.999%;对于FID使用气体,碳氢化合物含量必须很低,载气中的大量氧杂质只要不对色谱柱造成影响,就不影响FID的性能,而操作ECD,载气中的氧气和水的含量必须很低等.2. 毛细管柱分析比填充柱分析要求高;3. 程序升温分析比恒定温度分析要求高;4. 浓度型检测器比质量型检测器要求高;5. 配有甲烷装置的FID比单FID操作的对载气中的微量CO,CO2要求要高的多.6. 从仪器寿命和保持仪器的高灵敏度讲,中高档仪器比低当仪器要求高。气相色谱柱长,口径的选择:1.柱长的选择:由于分辨率与柱长的平方根成正比。柱子长,则提高分辨率。15m的短柱用于快速分离较简单的样

14、品,也适于 快速成分扫描分析;30m的色谱柱是最常用的柱长,大多数分析在此长度的柱子上完成;50m、60m或更长的色谱柱用于分离比较复杂的样品。2.口径的选择:柱径直接影响柱子的效率、保留特性和样品容量。小口径柱比大口径柱有更高柱效,但柱容量更小。0.25mm:具有较高的柱效,柱容量较低。分离复杂样品较好。0.32mm:柱效稍低于0.25mm的色谱柱,但柱容量约高60%。0.53mm:具有类似于填充柱的柱容量,可用于分流进样,也可用于不分流进样,当柱容量是主要考虑因素时(如痕量分析),选择大口径毛细管柱较为合适。 专家认为,对于普通用户,可选30米或50米长的毛细管,口径选0.32mm较为便利

15、。相色谱分离操作时载气种类及流速的选择 1.对于确定的色谱柱和试样,有一个最佳的载气流速,此时柱效最高,根据公式:H AB/UC用在不同流速下测得的塔板高度H对流速u作图,得H-u曲线图。在曲线的最低点,塔板高度H最小(H最小)。此时柱效最高。2.对于填充柱,N2的最佳实用线速为1012cm/s;H2为1520cm/s。通常载气的流速习惯上用柱前的体积流速(mL/s)来表示,用转子流量计测量;也可通过皂膜流量计在柱后进行测定。若色谱柱内径为3mm,N2的流速一般为4060L/min,H2的流速为60-90mL/min。气相色谱分离操作条件的选择气相色谱条件主要受载气种类、流速、柱温、汽化温度、

16、柱长、柱内径、进样时间和进样量等因素影响。根据范第姆特方程,流速是影响塔板高度的重要因素,通常选择稍高于最佳流速的载气流速;载气流速大时,应选择相对分子量小,扩散系数大的H2,Ne等作载气,反之选择相对分子量大,扩散系数小的N2,Ar等作载气;提高柱温可以提高传质速率,提高柱效,但柱温过高又会使组分间分离度减小。采用较低的柱温,减少固定相的用量和适当增加载气的流速,可在短时间内获得良好的分离效果;汽化温度应以能使试样迅速汽化而不产生分解为准,通常比柱温高20-70,柱温应比试样中各组分的平均沸点低20-30, 对于沸点范围较宽的试样,宜采用程序升温;增加柱长会提高分离度,但分析时间增长,因此,

17、一般在满足一定分离度的条件下尽可能用短柱子;进样应在1秒以内完成,以减小峰变宽;最大允许的进样量应该控制在使峰面积或峰高与进样量呈线性关系的范围内。气相色谱分离操作时柱温的选择 柱温是一个重要的操作参数,直接影响分离效能和分析速度。首先要考虑到每种固定液都有一定的使用温度。柱温不能高于固定液的最高使用温度,否则固定液挥发流失。柱温对组分分离的影响较大,(1)提高柱温使各组分的挥发靠拢,不利于分离, 所以,从分离的角度考虑,宜采用较低的柱温。(2)柱温太低,被测组分在两相中的扩散速率大为减少,分配不能迅速达到平衡,峰形变宽,柱效也会下降,并会延长分析时间。柱温的选择原则是:应使难分离的两组分达到

18、预期的分离效果,峰形正常的前提下,尽可能采用较高的柱温。一般柱温应比试样中各组分的平均沸点低2030,具体的选择可通过试验决定。3、具体物质的分析方法气相色谱定性与定量分析方法:各种色谱分析方法的定性与定量分析的基本方法都是一样的。色谱定性分析1. 保留时间定性2. 利用不同检测方法定性3. 保留指数定性4. 柱前或柱后化学反应定性5. 与其他仪器联用定性1. 保留时间定性在一定的色谱系统和操作条件下,每种物质都有一定的保留时间,如果在相同色谱条件下,未知物的保留时间与标准物质相同,则可初步认为它们为同一物质。为了提高定性分析的可靠性,还可进一步改变色谱条件(分离柱、流动相、柱温等)或在样品中

19、添加标准物质,如果被测物的保留时间仍然与标准物质一致,则可认为它们为同一物质。2. 利用不同检测方法定性同一样品可以采用多种检测方法检测,如果待测组分和标准物在不同的检测器上有相同的响应行为,则可初步判断两者是同一种物质。在液相色谱中,还可通过二极管阵列检测器比较两个峰的紫外或可见光谱图。3. 保留指数定性在气相色谱中,可以利用文献中的保留指数数据定性。保留指数随温度的变化率还可用来判断化合物的类型,因为不同类型化合物的保留指数随温度的变化率不同。4. 柱前或柱后化学反应定性在色谱柱后装T型分流器,将分离后的组分导入官能团试剂反应管,利用官能团的特征反应定性。也可在进样前将被分离化合物与某些特

20、殊反应试剂反应生成新的衍生物,于是,该化合物在色谱图上的出峰位置或峰的大小就会发生变化甚至不被检测。由此得到被测化合物的结构信息。5. 与其他仪器联用定性将具有定性能力的分析仪器如质谱(MS)、红外(IR)、原子吸收光谱(AAS)、原子发射光谱(AES,ICP-AES)等仪器作为色谱仪的检测器即可获得比较准确的定性信息。定量分析色谱定量分析的依据是被测物质的量与它在色谱图上的峰面积(或峰高)成正比。数据处理软件(工作站)可以给出包括峰高和峰面积在内的多种色谱数据。因为峰高比峰面积更容易受分析条件波动的影响,且峰高标准曲线的线性范围也较峰面积的窄,因此,通常情况是采用峰面积进行定量分析。1. 校

21、正因子定量2. 归一化法3. 外标法4. 内标法5. 标准加入法1. 校正因子定量绝对校正因子 :单位峰面积所对应的被测物质的浓度(或质量),即样品组分的峰面积与相同条件下该组分标准物质的校正因子相乘,即可得到被测组分的浓度。绝对校正因子受实验条件的影响,定量分析时必须与实际样品在相同条件下测定标准物质的校正因子。相对校正因子 :某物质i与一选择的标准物质S的绝对校正因子之比。即相对校正因子只与检测器类型有关,而与色谱条件无关。2. 归一化法归一化法是将所有组分的峰面积 分别乘以它们的相对校正因子后求和,即所谓"归一",被测组分X的含量可以用下式求得:采用归一化法进行定量分

22、析的前提条件是样品中所有成分都要能从色谱柱上洗脱下来,并能被检测器检测。归一法主要在气相色谱中应用。3. 外标法直接比较法: 将未知样品中某一物质的峰面积与该物质的标准品的峰面积直接比较进行定量。通常要求标准品的浓度与被测组分浓度接近,以减小定量误差。标准曲线法: 将被测组分的标准物质配制成不同浓度的标准溶液,经色谱分析后制作一条标准曲线,即物质浓度与其峰面积(或峰高)的关系曲线。根据样品中待测组分的色谱峰面积(或峰高),从标准曲线上查得相应的浓度。标准曲线的斜率与物质的性质和检测器的特性相关,相当于待测组分的校正因子。 4. 内标法内标法是将已知浓度的标准物质(内标物)加入到未知样品中去,然

23、后比较内标物和被测组分的峰面积,从而确定被测组分的浓度。由于内标物和被测组分处在同一基体中,因此可以消除基体带来的干扰。而且当仪器参数和洗脱条件发生非人为的变化时,内标物和样品组分都会受到同样影响,这样消除了系统误差。当对样品的情况不了解、样品的基体很复杂或不需要测定样品中所有组分时,采用这种方法比较合适。内标物应满足的要求: 在所给定的色谱条件下具有一定的化学稳定性;在接近所测定物质的保留时间内洗脱下来; 与两个相邻峰达到基线分离; 物质特有的校正因子应为已知的或者可测定; 与待测组分有相近的浓度和类似的保留行为; 具有较高的纯度。为了进行大批样品的分析,有时需建立校正曲线。具体操作方法是用

24、待测组分的纯物质配制成不同浓度的标准溶液,然后在等体积的这些标准溶液中分别加入浓度相同的内标物,混合后进行色谱分析。以待测组分的浓度为横坐标,待测组分与内标物峰面积(或峰高)的比率为纵坐标建立标准曲线(或线性方程)。在分析未知样品时,分别加入与绘制标准曲线时同样体积的样品溶液和同样浓度的内标物,用样品与内标物峰面积(或峰高)的比值,在标准曲线上查出被测组分的浓度或用线形方程计算。 5. 标准加入法标准加入法可以看作是内标法和外标法的结合。具体操作是取等量样品若干份,加入不同浓度的待测组分的标准溶液进行色谱分析,以加入的标准溶液的浓度为横坐标,峰面积为纵坐标绘制如图7-24所示的工作曲线。样品中

25、待测组分的浓度 即为工作曲线在横坐标延长线上的交点到坐标原点的距离。由于待测组分以及加入的标准溶液处在相同的样品基体中,因此,这种方法可以消除基体干扰。但是,由于对每一个样品都要配制三个以上的、含样品溶液和标准溶液的混合溶液,因此,这种方法不适于大批样品的分析。其他色谱相关HP-5890A气相色谱仪操作规程一、开机1、首先打开氮气钢瓶总阀门、调节减压阀压力为0.50.6Mpa2、打开HP5890A的电源开关,当屏幕上显示出Passed Selftes后,即可设测试参数,设定柱温时,一定要注意柱子的最高使用温度。3、当温度达到设定温度时,打开空气压缩机开关,氢气钢瓶阀门调节氢气分压表为0.30.

26、4Mpa。再打开仪器面板上空气、氢气开关,用点火器点火,稳定大约30min后,待HP-5890面板上Not-Ready灯熄灭后,即可测定。4、数据处理机HP-3392内容的设定,最小峰面积一般200。去掉倒信号:InT01 8 Time 0 纸速:一般设CHT SP 0.20.3二、测试条件的设定:色谱条件的设定要根据不同化合物的不同性质选择柱子,一般情况极性化合物选则极性柱。非极性化合物选择非极性柱。色谱柱柱温的确定主要由样品的复杂程度决定。对于混合物一般采用程序升温法。柱温的设定要同时兼顾高低沸点或溶点化合物。以下提供几种方法,仅供参考。1、柱温 6080 恒温5min 升温速率1015/

27、min 最终温度 200进口温度 200 检测温度 2202、柱温 100160 速率不变 最终温度230进样口温度 250 检测器温度 2503、对于高沸点(高溶点)的化合物可采用 柱温200升至240 进样口温度 250 检测温度260以上条件可根据不同的化合物任意改动,其目的要达到在最短的时间里,使每个化合物的组份完全分离。一般测试化合物有两种测试方法:毛细管柱分流法:样品被直接进入色谱柱,不需稀释进样量要少于0.1l。若为固体化合物,则尽可能用少量溶剂稀释,进样量为0.20.4l大口径毛细管法不分流:无论固体或液体,一定要稀释后,方可进样进样量为0.20.4l(1ml/mg)我组目前备

28、有30米HP-1毛细管柱 5米 HP-1、10米HP-1、30米 HP-5、10米 HP-17每个测试者可根据自己化合物的性质选择合适的柱子,需要说明的交若需管理员换柱子,所用时间均计为使用机时。三、注意事项:1、检测器温度不能低于进样口温度,否则会污染检测器 进样口温度应高于柱温的最高值,同时化合物在此温度下不分解。2、含酸、碱、盐、水、金属离子的化合物不能分析,要经过处理方可进行。3、进样器所取样品要避免带有气泡以保证进样重现性。4、取样前用溶剂反复洗针,再用要分析的样品至少洗2-5次以避免样品间的相互干拢。5、需直接进样品,要将注射器洗净后,将针筒抽干避免外来杂质的干拢。气相色谱仪器故障

29、排除方法(定量重复性差)引起定量不重复的原因是多方面的,一般可以归结为两大类:一类为单纯性灵敏度变化型,即除了定量重复性不合格外,其它指标未发现异常;另一类为伴随性灵敏度变化型,即除灵敏度变化之外还伴随有其它异常现象出现,包括基线不稳定性、峰保留时间变化及产生峰形畸变等异常现象。属于第一类型故障的原因,主要是:进样技术不佳,注射器有堵漏,样品制备不均匀,进样口污染物堆积以及气路存在漏气现象等。属于第二类型故障的原因,主要是:载气流量变化,检测器玷污、过载,柱温变化以及检测器操作条件(如氢气、极化电压、脉冲电压等)发生变化。考虑到各种故障产生可能性的大小以及故障鉴别的方便性,制定出下述检测方案:

30、(1)进样技术检查:进样技术不佳是造成色谱峰不重复的最可能原因。它通常表现为峰高/峰面积忽大忽小,峰高/峰面积大小变化无规则。提高进样重复性的关键,在于始终保持进样操作各个步骤的重复性。这包括取样操作,取样到进样期间的空闲时间,进针快慢及拔出注射器的早晚。通常操作人员在经过较多地进样重复性训练之后,可以达到所需的要求。(2)注射器检查:操作人员进样技术提高后,色谱峰灵敏度仍然无显著改观,需认真检查注射器本身是否有堵塞或泄漏现象。必要时更换一个好的注射器重新进样试验。(3)样品均匀性检查:制备的样品在样品瓶中混合不均匀或每次取样时注射器对样品产生玷污以及样品挥发等都会影响出峰灵敏度的重复性(不能

31、漏过此项检查)。定量不重复由上述三种原因引起的可能性很大,而且都和进样操作密切相关,因此可一起进行检查。只有在上述检查后无异常发现时才转入接下的检查步骤。(4)伴随现象观察:在检查灵敏度情况的同时注意是否有下述异常现象发生,包括基线是否稳定,出峰保留时间是否重复,峰形是否有畸变三种情况,如果出现其中一种,应先按所出现的故障进行排除,再重新进行定量重复性测试。没发现伴随异常现象时,应转入下面的检查步骤。(5)进样口污染及系统漏气检查:关断桥电流(对TCD而言)后,取下进样口隔垫,观察进样口内是否有污染或堆积物,如果有,需进行清除和清洗。清洗完毕装上隔垫后需对气路系统进行试漏:堵住检测器出口,观察

32、转子流量计中的转子应能下降为零,否则说明气路有泄漏。在确信进样口无严重污染及气路无漏气的情况下进行(6)的检查。(6)特种原因检查:对有些检测器而言,某些原因所伴随的故障异常不太明显,易被忽略掉,因此应按照此项进行检查,以便不漏过可能发生故障的因素。a)对FID来说,极化电压较低及氢气流量不稳,有可能导致灵敏度变化而无其它明显异常。对此可首先测试极化电压大小以确定极化电压是否太低,过低的极化电压以及无极化电压都属于故障。正常时极化电压为150300V。如极化电压正常,则应转入放大器的灵敏档观察氢焰基始电流的变动情况,在氢气流不稳定时基流应能呈现出摆动和漂移现象。b)对于任何检测器,样品中的某些

33、组分在检测器中逐渐冷凝并累积,将会影响下一次进样后的灵敏度,情况严重时还会造成气路堵塞。通常的解决方法也是适当提高检测器的温度,以减少或消除样品室的冷凝现象.来源:药物分析网2、测试条件的如何确定气相色谱仪使用气体的纯度和选择原则操作气相色谱仪如何选用不同气体纯度的气源做载气和辅助气体,虽然是一个老的技术问题,但是对于刚刚接触气相色谱仪的用户,目前很难找到有关这方面的综合资料,所以他们总是到处询问究竟选择什么样的气体纯度最好的这类问题。根据每一家用户具体使用的那一类(高,中,抵挡)仪器,选择什么样纯度的气体,确实是一个比较复杂的问题。原则上讲,选择气体纯度时,主要取决于 分析对象;色谱柱中填充

34、物;检测器.我们建议在满足分析要求的前提下,尽可能选用纯度较高的气体。这样不但会提高(保持)仪器的高灵敏度,而且会延长色谱柱,整台仪器(气路控制部件,气体过滤器)的寿命。实践证明,作为中高档仪器,长期使用较低纯度的气体气源,一旦要求分析低浓度的样品时,要想恢复仪器的高灵敏度有时十分困难。对于低档仪器,作常量或半微量分析,选用高纯度的气体,不但增加了运行成本,有时还增加了气路的复杂性,更容易出现漏气或其他的问题而影响仪器的正常操作。另外,为了某些特殊的分析目的要求特意在载气中加入某些“不纯物”,如:分析极性化合物添加适量的水蒸气,操作火焰光度检测器时,为了提高分析硫化物的灵敏度,而添加微量硫。操

35、作氦离子化检测器要氖的含量必须在525ppm,否则会在分析氢,氮和氩气时产生负峰或“W”形峰等。本文就不在此做详细讨论了。 气体纯度低的不良影响根据分析对象,色谱柱的类型,操作仪器的挡次和具体检测器,若使用不合要求的低纯度气体,不良影响有以下几种可能:1. 样品失真或消失:如H2O气使氯硅样品水解;2. 色谱柱失效:H2O,CO2使分子筛柱失去活性,H2O气使聚脂类固定液分解,O2使PEG固定液断链。3. 有时某些气体杂质和固定液相互作用而产生假峰;4. 对柱保留特性的影响:如:H2O对聚乙二醇等亲水性固定液的保留指数会有所增加,载气中氧含量过高时,无论是极性或是非极性固定液柱的保留特性,都会

36、产生变化,使用时间越长影响越大;5. 检测器:TCD:信噪比减小,无法调另,线性变窄,文献中的校正因子不能使用,氧含量过大,使元件在高温时加速老化,减少寿命;FID:特别是在Dt110/秒下操做时,CH4等有机杂质,会使基流激增,噪声加大不能进行微量分析;ECD:载气中的氧和水对检测器的正常工作影响最大,在不同的供电工作方式中,脉冲供电比直流电压供电影响大,固定基流脉冲调制式供电比脉冲供电影响大。这就是为什么目前诸多在操作固定基流脉冲调制式ECD时,在载气纯度低时必须把载气纯度选择开关从“标准氮”拨到“一般氮”位置的原因。大家会发现在此情况下操作,不但灵敏度变低,而且线性亦变窄了。实践证明:在

37、操作ECD时载气中的水含量低于0.02ppm,氧低于1ppm时可达到较理想的性能.值得指出的是,我们多次发现由于仪器的调节气路系统被污染而造成的对载气的二次污染至使ECD基频大幅度增加使信燥比减小.FPD NPD等常用检测器,由于他们属于选择性检测器,操做时要根据分析要求,特别注意被测敏感物质中杂质的去除.6、在做程序升温操作时,载气中的某些杂质,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"。7、仪器影响a. 各类过滤器加速失效;b. 调节阀(稳压阀,稳流阀,针形阀)被污染,气阻堵塞,调节精度降低或失灵;c. 气路系统被污染,若要

38、恢复仪器在高灵敏度情况下操做,有时要吹洗很长时间(可能一周以上)污染严重时有时再也无法恢复。d. 检测器的寿命实践表明,对ECD和TCD的寿命最明显,这点应引起用户特别注意。对气体纯度选择的一般原则1. 从分析角度讲,微量分析比常量分析要求高,也就是说,气体中的杂质含量必须低于被分析组分的含量,如果用TCD分析10ppm的CO,则载气中的杂质总含量不得超过10ppm,因为99.999%纯度的气体则含0.001%的杂质,相当于10ppm所以对于10ppm的痕量分析,载气的纯度应高于99.999%;对于FID使用气体,碳氢化合物含量必须很低,载气中的大量氧杂质只要不对色谱柱造成影响,就不影响FID

39、的性能,而操作ECD,载气中的氧气和水的含量必须很低等.2. 毛细管柱分析比填充柱分析要求高;3. 程序升温分析比恒定温度分析要求高;4. 浓度型检测器比质量型检测器要求高;5. 配有甲烷装置的FID比单FID操作的对载气中的微量CO,CO2要求要高的多.6. 从仪器寿命和保持仪器的高灵敏度讲,中高档仪器比低当仪器要求高。操作不同检测器推荐使用的气体纯度我们推荐气体纯度的技术要求,通常用于常规分析,对于特殊高灵敏度的痕量分析应采用高一级纯度的气体,如果不在意色谱柱和仪器的使用寿命,或分析样品组分浓度很高时,也可以不使用过高纯度的气体,由于各个制气厂设置不同,其杂质含量将有所不同;为满足不同的使

40、用要求,选用不同厂家不同纯度的气源后,可以通过气体净化处理满足分析要求,对于不同杂质的气体采用何种净化方法和装置有机会在加以讨论.综上所述,新气相色谱仪接入气源时一定要做到心中有数,决不能随意接入,否则会造成ECD,甲烷化装置等的损坏,信噪比减小的无法使用,下表给出了用于常规分析时,推荐使用的气体纯度气象色谱时,气体纯度的选择:1.从分析角度讲,微量分析比常量分析要求高,也就是说,气体中的杂质含量必须低于被分析组分的含量,如果用TCD分析10ppm的CO,则载气中的杂质总含量不得超过10ppm,因为99.999%纯度的气体则含0.001%的杂质,相当于10ppm所以对于10ppm的痕量分析,载

41、气的纯度应高于99.999%;对于FID使用气体,碳氢化合物含量必须很低,载气中的大量氧杂质只要不对色谱柱造成影响,就不影响FID的性能,而操作ECD,载气中的氧气和水的含量必须很低等.2. 毛细管柱分析比填充柱分析要求高;3. 程序升温分析比恒定温度分析要求高;4. 浓度型检测器比质量型检测器要求高;5. 配有甲烷装置的FID比单FID操作的对载气中的微量CO,CO2要求要高的多.6. 从仪器寿命和保持仪器的高灵敏度讲,中高档仪器比低当仪器要求高。气相色谱柱长,口径的选择:1.柱长的选择:由于分辨率与柱长的平方根成正比。柱子长,则提高分辨率。15m的短柱用于快速分离较简单的样品,也适于 快速

42、成分扫描分析;30m的色谱柱是最常用的柱长,大多数分析在此长度的柱子上完成;50m、60m或更长的色谱柱用于分离比较复杂的样品。2.口径的选择:柱径直接影响柱子的效率、保留特性和样品容量。小口径柱比大口径柱有更高柱效,但柱容量更小。0.25mm:具有较高的柱效,柱容量较低。分离复杂样品较好。0.32mm:柱效稍低于0.25mm的色谱柱,但柱容量约高60%。0.53mm:具有类似于填充柱的柱容量,可用于分流进样,也可用于不分流进样,当柱容量是主要考虑因素时(如痕量分析),选择大口径毛细管柱较为合适。 专家认为,对于普通用户,可选30米或50米长的毛细管,口径选0.32mm较为便利。相色谱分离操作

43、时载气种类及流速的选择 1.对于确定的色谱柱和试样,有一个最佳的载气流速,此时柱效最高,根据公式:H AB/UC用在不同流速下测得的塔板高度H对流速u作图,得H-u曲线图。在曲线的最低点,塔板高度H最小(H最小)。此时柱效最高。2.对于填充柱,N2的最佳实用线速为1012cm/s;H2为1520cm/s。通常载气的流速习惯上用柱前的体积流速(mL/s)来表示,用转子流量计测量;也可通过皂膜流量计在柱后进行测定。若色谱柱内径为3mm,N2的流速一般为4060L/min,H2的流速为60-90mL/min。气相色谱分离操作条件的选择气相色谱条件主要受载气种类、流速、柱温、汽化温度、柱长、柱内径、进

44、样时间和进样量等因素影响。根据范第姆特方程,流速是影响塔板高度的重要因素,通常选择稍高于最佳流速的载气流速;载气流速大时,应选择相对分子量小,扩散系数大的H2,Ne等作载气,反之选择相对分子量大,扩散系数小的N2,Ar等作载气;提高柱温可以提高传质速率,提高柱效,但柱温过高又会使组分间分离度减小。采用较低的柱温,减少固定相的用量和适当增加载气的流速,可在短时间内获得良好的分离效果;汽化温度应以能使试样迅速汽化而不产生分解为准,通常比柱温高20-70,柱温应比试样中各组分的平均沸点低20-30, 对于沸点范围较宽的试样,宜采用程序升温;增加柱长会提高分离度,但分析时间增长,因此,一般在满足一定分

45、离度的条件下尽可能用短柱子;进样应在1秒以内完成,以减小峰变宽;最大允许的进样量应该控制在使峰面积或峰高与进样量呈线性关系的范围内。气相色谱分离操作时柱温的选择 柱温是一个重要的操作参数,直接影响分离效能和分析速度。首先要考虑到每种固定液都有一定的使用温度。柱温不能高于固定液的最高使用温度,否则固定液挥发流失。柱温对组分分离的影响较大,(1)提高柱温使各组分的挥发靠拢,不利于分离, 所以,从分离的角度考虑,宜采用较低的柱温。(2)柱温太低,被测组分在两相中的扩散速率大为减少,分配不能迅速达到平衡,峰形变宽,柱效也会下降,并会延长分析时间。柱温的选择原则是:应使难分离的两组分达到预期的分离效果,

46、峰形正常的前提下,尽可能采用较高的柱温。一般柱温应比试样中各组分的平均沸点低2030,具体的选择可通过试验决定。3、具体物质的分析方法气相色谱定性与定量分析方法:各种色谱分析方法的定性与定量分析的基本方法都是一样的。色谱定性分析1. 保留时间定性2. 利用不同检测方法定性3. 保留指数定性4. 柱前或柱后化学反应定性5. 与其他仪器联用定性1. 保留时间定性在一定的色谱系统和操作条件下,每种物质都有一定的保留时间,如果在相同色谱条件下,未知物的保留时间与标准物质相同,则可初步认为它们为同一物质。为了提高定性分析的可靠性,还可进一步改变色谱条件(分离柱、流动相、柱温等)或在样品中添加标准物质,如

47、果被测物的保留时间仍然与标准物质一致,则可认为它们为同一物质。2. 利用不同检测方法定性同一样品可以采用多种检测方法检测,如果待测组分和标准物在不同的检测器上有相同的响应行为,则可初步判断两者是同一种物质。在液相色谱中,还可通过二极管阵列检测器比较两个峰的紫外或可见光谱图。3. 保留指数定性在气相色谱中,可以利用文献中的保留指数数据定性。保留指数随温度的变化率还可用来判断化合物的类型,因为不同类型化合物的保留指数随温度的变化率不同。4. 柱前或柱后化学反应定性在色谱柱后装T型分流器,将分离后的组分导入官能团试剂反应管,利用官能团的特征反应定性。也可在进样前将被分离化合物与某些特殊反应试剂反应生

48、成新的衍生物,于是,该化合物在色谱图上的出峰位置或峰的大小就会发生变化甚至不被检测。由此得到被测化合物的结构信息。5. 与其他仪器联用定性将具有定性能力的分析仪器如质谱(MS)、红外(IR)、原子吸收光谱(AAS)、原子发射光谱(AES,ICP-AES)等仪器作为色谱仪的检测器即可获得比较准确的定性信息。定量分析色谱定量分析的依据是被测物质的量与它在色谱图上的峰面积(或峰高)成正比。数据处理软件(工作站)可以给出包括峰高和峰面积在内的多种色谱数据。因为峰高比峰面积更容易受分析条件波动的影响,且峰高标准曲线的线性范围也较峰面积的窄,因此,通常情况是采用峰面积进行定量分析。1. 校正因子定量2.

49、归一化法3. 外标法4. 内标法5. 标准加入法1. 校正因子定量绝对校正因子 :单位峰面积所对应的被测物质的浓度(或质量),即样品组分的峰面积与相同条件下该组分标准物质的校正因子相乘,即可得到被测组分的浓度。绝对校正因子受实验条件的影响,定量分析时必须与实际样品在相同条件下测定标准物质的校正因子。相对校正因子 :某物质i与一选择的标准物质S的绝对校正因子之比。即相对校正因子只与检测器类型有关,而与色谱条件无关。2. 归一化法归一化法是将所有组分的峰面积 分别乘以它们的相对校正因子后求和,即所谓"归一",被测组分X的含量可以用下式求得:采用归一化法进行定量分析的前提条件是样

50、品中所有成分都要能从色谱柱上洗脱下来,并能被检测器检测。归一法主要在气相色谱中应用。3. 外标法直接比较法: 将未知样品中某一物质的峰面积与该物质的标准品的峰面积直接比较进行定量。通常要求标准品的浓度与被测组分浓度接近,以减小定量误差。标准曲线法: 将被测组分的标准物质配制成不同浓度的标准溶液,经色谱分析后制作一条标准曲线,即物质浓度与其峰面积(或峰高)的关系曲线。根据样品中待测组分的色谱峰面积(或峰高),从标准曲线上查得相应的浓度。标准曲线的斜率与物质的性质和检测器的特性相关,相当于待测组分的校正因子。 4. 内标法内标法是将已知浓度的标准物质(内标物)加入到未知样品中去,然后比较内标物和被测组分的峰面积,从而确定被测组分的浓度。由于内标物和被测组分处在同一基体中,因此可以消除基体带来的干扰。而且当仪器参数和洗脱条件发生非人为的变化时,内标物和样品组分都会受到同样影响,这样消除了系统误差。当对样品的

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