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【氣相色譜法進(jìn)階必備】如何選擇耗材及老化柱子?全在這里了!
發(fā)布時(shí)間:2020-04-10編輯:

氣相色譜耗材比液相色譜耗材多多了,從進(jìn)樣口到進(jìn)樣器再到柱溫箱及檢測器,零零碎碎的耗材看得我們頭大,每個(gè)耗材又有很多不同材質(zhì),這些耗材應(yīng)該如何選擇?當(dāng)峰形出問題的時(shí)候柱子應(yīng)該如何老化?看完此篇你的問題就迎刃而解了。


一、氣相色譜中的基本概念


1、氣相色譜:


以氣體為流動相,依據(jù)組分與固定相之間分配吸附等作用力的差異而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜樣品分離的一種分離技術(shù)。分離對象是可揮發(fā)、且熱穩(wěn)定,沸點(diǎn)一般不超過500度的樣品。


2、氣體:


載氣——用于傳送樣品通過整個(gè)系統(tǒng)的氣體。

檢測器氣體——某些檢測器所需的支持氣體,如,F(xiàn)ID。


3、樣品引入:


將樣品蒸汽引入載氣的過程。該過程應(yīng)對樣品蒸汽有最小影響。


4、色譜柱:


實(shí)現(xiàn)樣品組分的分離。


5、檢測器:


對流出柱的樣品組分進(jìn)行識別和響應(yīng)。


6、數(shù)據(jù)采集:


將檢測器的信號轉(zhuǎn)換為色譜圖,以備手動或自動定性、定量分析之用。


二、耗材選擇技巧



氣路中為什么要用氣體捕集阱?GC中最常用有哪幾類捕集阱?


GC載氣中的常見的污染物有水分,氧氣,烴類化合物和鹵代烴,其對色譜柱的壽命及被分析物的檢測有很大影響,不良的影響包括:


水分:是色譜柱固定相降解的常見原因;可以損壞儀器;


氧氣:最常見的污染物;是色譜柱固定相降解和進(jìn)樣口襯管性能下降的常見原因;可引起不穩(wěn)定被分析物的分解;


烴類化合物和鹵代烴:通過增加檢測器背景噪音而降低檢測器靈敏度;還可引起基線漂移或波動、污染物色譜峰、噪音或高的基線補(bǔ)償。


水分,氧氣,烴類捕集阱是GC中最常用的捕集阱。


不同的檢測器應(yīng)該分別配什么樣的捕集阱?


FID、NPD、FPD-空氣,尾吹氣,氫氣→烴類捕集阱

FID、NPD、FPD、TCD-載氣→水分、氧氣捕集阱

ECD-尾吹氣→水分和氧氣捕集阱

TCD-參比氣→烴類捕集阱

MSD-氦氣,甲烷→除水分、氧氣、烴類的組合捕集阱(如,RMSH-2)和氧氣指示捕集阱


以上捕集阱建議6~12個(gè)月?lián)Q一次,具體看使用頻率。


在GC的進(jìn)樣口端涉及的消耗品有哪些?


注射器、進(jìn)樣墊、O型圈、襯管、平流平板(鍍金密封墊)、金屬墊片、石墨密封墊、柱螺母。



為什么要更換進(jìn)樣隔墊?隔墊有哪些類型?如何根據(jù)客戶需求選擇進(jìn)樣隔墊?


隔墊需定期更換,可防止: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。


流失性與溫度優(yōu)化隔墊(BOT):溫度范圍寬,低流失→適合于質(zhì)譜,進(jìn)樣口最高溫度400度,減少在進(jìn)樣口處的沾粘。


長壽命隔墊:預(yù)穿孔,延長使用壽命,減少成核;自動進(jìn)樣優(yōu)選隔墊,適合通宵運(yùn)行;進(jìn)樣達(dá)400次及350度高溫。


高級綠色隔墊:壽命長,耐高溫;進(jìn)樣次數(shù)多;降低進(jìn)樣口的粘貼;溫度達(dá)350度。


通用型隔墊:溫度350度,次數(shù)達(dá)200次,經(jīng)濟(jì)節(jié)約型;



如何選擇石墨墊與柱螺母?


首先了解石墨墊的兩種材質(zhì):石墨→材質(zhì)軟,溫度上限高。


vespel→由耐高溫的聚酰亞胺制成,材質(zhì)硬,高溫產(chǎn)生流失。


石墨墊與柱螺母:短墊配短帽,長墊配長帽(如,MS接口柱螺帽應(yīng)配預(yù)老化的85% vespel,15%石墨墊長墊,通用柱螺帽可配85%vespel,15%石墨墊短墊)


石墨墊的選擇(應(yīng)根據(jù)材質(zhì)及色譜柱內(nèi)徑的大小),更換頻率一般更換色譜柱、泄漏時(shí)就進(jìn)行更換。



襯管的作用是什么,什么時(shí)候更換襯管?選擇襯管時(shí)應(yīng)考慮什么因素?


襯管是進(jìn)樣體系的中心元件,樣品在此蒸發(fā)而成氣體。定期更換襯管主要取決于以下情況:對比以前做的譜圖;樣品的潔凈程度;色譜峰是否出現(xiàn)異,F(xiàn)象:出現(xiàn)鬼峰、峰形變化、重現(xiàn)性差、樣品高溫分解等。


選擇襯管應(yīng)考慮的因素:進(jìn)樣口類型/進(jìn)樣技術(shù)、襯管體積、襯管處理或去活、特殊性能(石英棉、石英杯、細(xì)徑錐等)


為什么要使用去活化的襯管及玻璃棉?什么物質(zhì)使用去活不帶玻璃棉的襯管?


進(jìn)樣口襯管上的活性點(diǎn)可以吸附樣品組分,引起色譜峰拖尾,損失靈敏度和重現(xiàn)性。


當(dāng)不分流進(jìn)樣及分析稍有極性的化合物時(shí),應(yīng)建議用去活化的襯管。


使用玻璃棉:


A.減少熱歧視,為樣品完全揮發(fā)提供足夠的表面積

B.捕獲非揮發(fā)組分和隔墊碎屑,使其不至于進(jìn)入色譜柱

C.擦凈自注射器針頭上的樣品,從而提高了重現(xiàn)性,避免樣品在隔墊上的殘留。


使用去活不帶玻璃棉襯管的化合物有:酚類、有機(jī)酸類、農(nóng)藥類、胺類、濫用藥物、反應(yīng)性極性化合物、熱不穩(wěn)定化合物。


不分流進(jìn)樣模式:痕量分析、樣品濃度低、流速低、進(jìn)樣量小。


分流進(jìn)樣模式:樣品濃度高、流速大、進(jìn)樣量大。


氟代烴O型圈及石墨O型圈


氟代烴O型圈:不易變形,易更換,多數(shù)情況下使用

石墨O型圈:易變形及剝落,進(jìn)樣口溫度高于350度時(shí)使用。


更換頻率:二者一般在更換襯管的時(shí)候也同時(shí)更換O型圈。


如何清洗分流平板(鍍金密封墊)


A.在溶劑中超聲清洗,烘干;

B.用非氯硅烷化試劑去活化:HMDS(六甲基二硅烷)或BSTFA(N,O雙(三甲基硅烷基)氟乙酰胺)或BSA(N,O-雙(三甲基硅烷基)乙酰胺)或TSIM、TSIM(N-三甲基硅烷咪唑)

C.用溶劑清洗,先惰性洗滌——甲苯,再用醇類清洗——甲醇,烘干。


色譜柱有哪些柱參數(shù)?如何根據(jù)這些參數(shù)為客戶選擇色譜柱?


色譜柱柱參數(shù):固定相,柱長,內(nèi)徑,膜厚。

固定相的選擇:相似相溶原理。

非/弱極性柱—最常用!中等極性柱—適用于復(fù)雜/困難的分離;強(qiáng)極性柱—多用于特殊應(yīng)用。


柱長:

10~15m通常十個(gè)組分以下簡單樣品的快速分析

25~30m標(biāo)準(zhǔn)柱長滿足絕大部分應(yīng)用

50m,60m,100m復(fù)雜樣品的分析


內(nèi)徑:

0.53mm大口徑可替代填充柱能承受較大體積進(jìn)樣,痕量分析

0.32mm寬徑,分流/不分流進(jìn)樣,能承受較大體積進(jìn)樣

0.25mm窄徑分流進(jìn)樣,GC/MS 應(yīng)用,較高柱效

0.18mm微徑較快分離高柱效

0.10mm快速GC,快速分離對儀器要求高


膜厚:

0.10um薄膜,保留和柱容量低適用于高沸點(diǎn)化合物、組分密集樣品或熱敏化合物0.25~0.50um 標(biāo)準(zhǔn)膜厚應(yīng)用最廣

1.0~10.0um 厚膜保留和柱容量高適用于低沸點(diǎn)揮發(fā)性化合物

厚膜有利于掩蔽活性位點(diǎn)但高溫下柱流失較大


色譜柱的溫度極限如60℃至240℃/260℃各表示什么?


60℃—溫度下限,低于該溫度使用柱效會降低,但不會損傷色譜柱

240℃—恒溫溫度上限,可在此溫度長時(shí)間使用

260℃—程序升溫溫度上限,不可超過此溫度,且在此溫度使用不得超過10分鐘


三、色譜柱老化相關(guān)問題


為什么要老化氣相色譜柱?


老化色譜柱是氣相應(yīng)用的一項(xiàng)常見工作,老化的目的在于去除固定相表面不穩(wěn)定的固定相流失碎片或污染物,讓色譜柱為即將進(jìn)行的分析做好準(zhǔn)備。通常,新柱初次使用、色譜柱放置一段時(shí)間后再次使用、或色譜柱受到一定污染或損傷后都需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦匣?/span>


毛細(xì)管柱老化的一般步驟:


1.首先使所有加熱部位(如進(jìn)樣口和檢測器)降溫;


2. 將切割好的毛細(xì)管柱接到進(jìn)樣口,開通載氣并保持適當(dāng)流速,將色譜柱出口端插入盛有甲醇或乙醇的燒杯,正常情況下應(yīng)能夠觀察有連續(xù)的氣泡冒出,否則應(yīng)及時(shí)檢查是否有漏氣、色譜柱斷裂、或進(jìn)樣口參數(shù)設(shè)置;


3. 用6倍柱體積(或吹掃約15min)的載氣吹掃色譜柱以排除柱內(nèi)可能存在的O2;


4. 關(guān)閉柱溫箱,緩慢升溫至已知分析方法的最高溫度+20°C或色譜柱恒溫溫度上限-20°C后繼續(xù)老化2個(gè)小時(shí);


老化的注意事項(xiàng):


1. 老化的最高溫度一般不要超過色譜柱的恒溫溫度上限,初次老化可以升溫至色譜柱最高使用溫度(程序升溫溫度上限)老化一段時(shí)間,建議不超過10min;


2. 對于強(qiáng)極性色譜柱(如聚乙二醇固定相),建議采用較緩的程序升溫,如5°C/min。


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