主题:【第十三届原创】写给气相色谱初学者

浏览 |回复9 电梯直达
鲁先生
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
维权声明:本文为Insp_f88c2396原创作品,本作者与仪器信息网是该作品合法使用者,该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为,我们将追究法律责任。
  我是2012年开始接触气相色谱的,刚做气相色谱实验时一头雾水,对于工作站上温度的设定、柱流速设定原因毫不清楚,当时做的是职业卫生领域,每个参数对应的标准选择的色谱柱都不同,可是我们基本都用FFAP柱解决,也是不明所以,可以说最初就是一个纯粹的操作者。因为自己做了这个工作,而且自己也想长期从事检测行业,所以,对于仅仅是会操作仪器不能满足,后来,对于自己不懂的地方,借助网络进行查询,又买了些有关气相色谱方面的书籍,加之这几年几户都在做气相色谱实验,积累了一些经验,现在将自己的一点点经验分享个大家。

  我们要做一个气相色谱实验时,需要设置一些参数,这些参数的意义是什么,尤其对于初次接触气相色谱的工作人员,如何快速掌握基本色谱参数设置呢?我们以标准《固定污染源排气中丙烯腈的测定  气相色谱法》 HJ/T 37-1999来为大家讲解。

  1.色谱柱和检测器的选择

  当我们拿到一个需要气相色谱仪进行测试的项目时,我们首先要确定该物质应该用哪种检测器和色谱柱。标准会写明所用到的检测器,作为了解,还是给大家讲下检测器的选择。气相色谱仪主要的检测器有氮磷检测器(NPD)、火焰光度检测器(FPD)、电子捕获检测器(ECD)、氢火焰离子化检测器(FID)等,前三种检测器属于专用型检测器,如电子捕获检测器(ECD),它只对具有电负性的物质有响应,常见的测试项目有卤代烃、硝基苯类化合物。接下来是色谱柱的选择。标准虽然有提供色谱柱固定相信息,但是,随着仪器发展的进步,很多事物也在逐步更新,所以,采用何种色谱柱进行分析实验需要我们的分析。色谱柱的选择是依据色谱柱填料与待测物质极性相近原则(相似相容原则)。丙烯腈,是一种极性物质,WAX柱即可满足测试要求。在环境检测涉及到气相色谱仪的项目,80%的项目是可以用WAX柱解决,在实际工作中,除了特殊物质外,尽可能选择一根“万能柱”。我曾经工作的某单位,翻开仪器检测方法信息,会发现不同的测试项目用不同的色谱柱,不仅没必要,而且带来了很多麻烦。(1)增加工作时间,更换色谱柱,需要仪器降温,进口仪器还好,国产仪器降温相当慢,对于样品量大的单位,时间就是金钱;(2)增加成本。色谱柱更换时,密封垫也是要更换的,密封垫一般是不可重复利用的,以安捷伦的vespel材质密封垫为例,一个的价钱大概需要60元左右,更换一次色谱柱需要花费120元。而实际,在不拆卸色谱柱的情况下,密封垫大概3个月左右才需要更换一次。拆卸下来的色谱柱再次使用时,需要割柱子,频繁的这种操作,色谱柱柱长有变化,而柱长的改变会影响保留时间的改变,从而影响对物质的定性,这时需要再次做曲线,一般来讲,如果质控样测试没问题,曲线是不需要再重新做的。所以,标液也在无形中浪费。柱子固定相(固定液)确定好后,应该再确定柱子其他参数选择。能保住分离效果情况下,我们再需要考虑的问题就是使分析时间尽可能缩短,而柱子的长度、内径、膜厚决定这些。

  2.温度选择

  我们需要设定的温度部分包括:进样口、色谱柱、检测器。

  (1)进样口温度:进样口温度的选择是由样品的沸点决定的,要和待测物质的沸点接近或略高一点,以保证样品可以汽化。丙烯腈的沸点是77.3℃,理论上来讲,进样口温度设置在80左右或略高些。但是,具体什么温度才是合适的,我们可以这样判断。我们先设置某温度为进样口温度,进样,接下来,我们把进样口温度再升高一些,再进样,如果此时,色谱的峰形较之前更好,则说明之前进样口温度偏低,反之,如果峰面积、保留时间等与之前有较大变化,特别是有杂峰出现时,则说明先前设定的温度过高,导致样品分解。




  以上三张图分别是进样口温度分别为85℃、120℃、220℃时丙烯腈的气相谱图,色谱峰哪种峰形是正常的,没有一个评判标准,但是一般来讲,色谱峰是近似对称型正态曲线分布,峰形偏窄。

  (2)色谱柱温度:其决定因素主要在于样品的复杂程度和进样口温度。要求所有物质都流出色谱柱,同时,要保证出峰时间稍微短一些,这样大大节省了工作时间。



色谱柱温度有恒温和程序升温两种方式。组分简单的物质,基本采用恒温。丙烯腈的测试,就可以采用恒温,柱温比其沸点低20℃左右。实际工作中,我们也会遇到一些比较复杂的情况,需要用到程序升温。程序升温原则,首选确定需要几阶程序升温。对于组分沸点范围窄,化学性质类似的物质,比如苯系物,可选用一阶程序升温。组分沸点范围宽,化学性质差异大,一般采用N阶程序升温。初温参考低组分沸点,比沸点最低组分要低一些,但一定要高于固定液凝固点。升温速率,一般在0-10℃/min,终温的选择,主要根据固定相、样品组分的热稳定性和高沸点组分的沸点确定。同样的样品组分,流出时的柱温,在毛细管柱上的温度比填充柱低,毛细管柱上的温度一般比样品的沸点约低50℃。

  (3)检测器温度:首先FID检测器不可低于100℃,但是其温度过高,会影响信号响应和噪声。样品需要二硫化碳解吸的,检测器设置到220℃-250℃之间为好。因为二硫化碳沸点低,极易残留,容易污染检测器,所以温度需要稍微高一些。顺带说一句,用到二硫化碳最好买科密欧无苯型的,2017年科密欧无苯二硫化碳停产过一段时间,我们当时选择了其他厂家的,用了一段时间后,基线噪声特别大,后经过检查,发现收集极被污染,经过对收集极的清洗,仪器基线噪声正常。

  3.柱流量设置

  柱流量的大小是和柱内径有关的。

  毛细柱柱内径与柱流量:

柱内径                                  流量
0.25um            1-2ml/min
0.32um            2-4ml/min
0.53um        10-15ml/min


5.其他参数设置

(1)分流比

  在色谱条件设置中,有一个参数的设置往往被忽略,这就是分流比。分流比指的是分流流量和色谱柱流量之比。我们为何要进行分流进样。有如下几个原因:1)防止色谱柱过载。色谱柱的内径、膜厚决定了其承受的样品量。色谱图中,前沿峰就是色谱柱样品量过载的一个提示;2)减小色谱峰展宽;3)避免分流歧视,提高重现性。样品组分在ug/ml以上级别,基本都要用到分流进样。分流比的设置分为两种,现在多数仪器分流比是以EPC控制的,就是直接在工作站进行分流比的设置;还有一种是通过手工来确定分流比的,这种仪器一般是国产,这个相对进口仪器,便捷性低。



(2)尾吹

  尾吹指的是在色谱柱出口处的另一路辅助气路,引导和促进载气、样品分子从色谱柱中流出,能改善峰形、甚至分离效果。那么尾吹的流量设置多少适宜呢?通常情况,柱内载气和尾吹流量之和为30ml/min。尾吹流量的测试同分流比,根据仪器不同,有手工测试和电子控制两种。

  以上为大家讲的内容可以让初学者快速掌握气相色谱方法的创建,有不足之处,望大家指点、交流。
该帖子作者被版主 zyl336789810积分, 2经验,加分理由:原创有奖
为您推荐
用户运营部
wazcq
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
CS2沸点低怎么就极易残留了?沸点低不就容易挥发啦
wazcq
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
0.53mm内径柱流量10-15ml/min 这个未必, 我之前用到5ml/min左右
鲁先生
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
原文由 wazcq(wazcq) 发表:CS2沸点低怎么就极易残留了?沸点低不就容易挥发啦
检测器出现几次污染,提升温度,有改善。对于二硫化碳为何易残留,我当时更倾向化合物结构和性质,售后那边提出可能和其沸点有一定关联
鲁先生
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
原文由 wazcq(wazcq) 发表:0.53mm内径柱流量10-15ml/min 这个未必, 我之前用到5ml/min左右
我写这个目的就是想让刚接触气相的能大概了解下各参数意义,好多东西理论和实际肯定有偏离。就好比,色谱柱相似相容,非极性一定对极性物质没有响应吗,肯定不是啊
zyl3367898
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
0.53内径的柱流量3-5mL/min就行,10以上太大了。
mengzhaocheng
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
zyl3367898
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
yifan1117
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵
avih1981
结帖率:
100%
关注:0 |粉丝:0
新手级: 新兵