主题：【第十五届原创】如何消除“鼓包”

          如何消除“鼓包”

        元月份，在用GC7890B气相色谱仪FPD检测器大批量检测有机磷农药检测过程中，发现每张图谱在22分钟和27分钟附近都会出两个大“鼓包”，鼓包”的出现影响了色谱峰的判定、报告设定、图谱美观等。

　　为了消除鼓包，在建序列时每10针插入一次“消包方法”，第1-2针出峰情况良好，但从第4针开始鼓包又会出现，“为消除或者后移“鼓包”，张工带着我进行了一系列“消包”实验。

        一、回顾我单位在用的消除鼓包方法

      为消除鼓包，张工这些年不断尝试，我单位GC7890B气相色谱仪FPD检测器在有机磷农药检测中先后使用过不同的消包方法：

      1、安装预柱

      2、每隔10个样品插入一次“消包方法”

      这两种消除鼓包方法在我单位日常监督监测和小批量例行检测中消除鼓包效果明显，一直被应用。但在今年年初大批量检测时，出现了每隔10针插入“消包方法”后，第1-2针鼓包情况消失，第3针鼓包又开始出现的情况，且频繁的插入“消包方法”延长了检测时间（每次消包时间55分钟），耽误了检测进度。显然，正在使用的这些消包方法在大批量样品检测时已不能满足检测需要，消除鼓包效果明显且检测时间适宜的方法迫在眉睫。

消包方法第一针

  第一针没有出包

第三针图片

第三针已经开始出包。

    二、多方实验，找寻新的解决鼓包方法

    1、使用不同厂家的净化柱净化检测样品。

      分别使用三组不同厂家的净化柱处理62号样品，上机检测色谱图鼓包现象仍在：22和27分钟左右还是会出两个大“鼓包”，换用净化柱没有达到消包效果。

      2、试剂厂家工程师推荐方法

    试剂厂家推荐了一个升温程序，说是该程序不会出现鼓包现象：

      进样口：230℃，不分流进样；检测器250℃。

      升温程序：温度：80℃不保持，以20℃速度上升到220℃,保持1分钟，再以5℃升温到250℃，保持11.00min，共计25分钟。

实验结果如下：

没有鼓包，但10P色谱图出现重叠现象严重。

                                                                    我们单位的原10P检测图谱，分离情况很好

      试验结果： 该实验条件确实是没有鼓包现象，但我们需要的10种有机磷目标峰大部分都重叠在一起，样品峰不能完全分离，该升温条件不适合我们使用。

      3、改变进样口，检测器温度

      使用厂家推荐的进样口，检测器温度。我单位原程序升温条件不变。

      原升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度上升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，再以15℃升温到250℃保持11.00min，共计28.333分钟。

      进样口：230℃，不分流进样；检测器250℃。

实验结果如下：

          试验结果：22分钟和25分钟左右还是出两个鼓包，说明改变进样口和检测器温度不能消除鼓包现象。

          三、考虑从仪器上想办法进行消包，开始了优化升温程序实验工作。

          3.1仪器与试剂

          GC7890B气相色谱仪（安捷伦公司）FPD检测器、高速分散均质机、离心机、混匀器、十分之一天平。乙腈（色谱纯）、正已烷（色谱纯）、丙酮（色谱纯）。

        3.2实验方法

        采用植物源性食品中农药残留量的测定用QuEChERS方法进行检测。

        3.3检测条件

        进样体积：1uL；进样口：250℃，不分流进样；检测器300℃；进样口温度：250℃，氮气流速：20mL/min；柱流速：2mL/min。

        原升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度上升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，再以15℃升温到250℃保持11.00min，共计28.333分钟。

        鼓包情况：

        2021-12-29日62号样品出包情况：22.230分钟和27.445分钟出两个鼓包。

样品62图谱2021-12-29，

36号样品图谱

36

39号样品图谱

图片

        3.4优化升温程序从三个方面着手：

        A、改变保持时间

        B、改变程序升温的速率

        C、提高柱温的最高温度

        3.4.1实验一：

          程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持5min，10℃升温到260℃，保持5min，共计28.333分钟。

        实验一结果：样品62-1在26.772分钟出现一个鼓包，22分钟的鼓包消失。

          3.4.2实验二;

          程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持3min，10℃升温到260℃，保持7min，共计28.333分钟。

        实验二结果：样品62-2在26.042分钟出现一个鼓包，22分钟的鼓包消失，和实验一效果差不多。

        3.4.3实验三：

        程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持8min，10℃升温到260℃，保持2min，共计28.333分钟。

        实验三结果：样品62-3在26.089分钟出现一个鼓包，22分钟的鼓包消失，和实验一、实验二效果差不多。

        3.4.4实验四：

        程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持5min，10℃升温到260℃，保持8min，共计32.333分钟。

        实验四结果：样品62-4在26.301分钟出现一个鼓包

        3.4.5实验五：

          程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持8min，5℃升温到260℃，保持8min，共计35.333分钟。

      实验5结果： 62-6-1出包时间32.581分钟，62-6-2出包时间34.450分钟，62-6-3出包时间32.581分钟，62-6-4出包时间34.489分钟，实验六出包时间明显后移。但缺点：检测时间35.333分钟太长。

        3.4.6实验六：

      程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持3min，5℃升温到260℃，保持8min，共计30.333分钟。

62-7样品图谱：

10P-7图谱

36-7样品图谱

          实验6结果：62-7出包时间25.972分钟，10P-7没有出包，36-7没有出包。缺点：检测时间35.333分钟太长。

          3.4.7实验七：

          程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持5min，5℃升温到270℃，保持8min，共计34.333分钟。

62-5样品图谱：

10P-5图谱：

          实验7结果：62-5-1出包时间30.838分钟，62-5-2出包时间29.558分钟，10P-5出包时间29.584分钟，出包时间明显后移。缺点：检测时间34.333分钟较长。

        3.4.8实验八：

          程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持5min，10℃升温到270℃，保持2min，共计26.333分钟。

62-8样品图谱：

10P-8图谱：

        实验8结果：62-8出包时间28.937分钟，10P-8出包时间28.725分钟，出包时间明显后移。

        3.4.9实验九：程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持5min，10℃升温到270℃，保持3min，共计27.333分钟。

62-9样品图谱：

10P-9图谱：

36-9样品图谱：

39-9样品图谱：

          实验9结果：62-9没有出包，10P-9没有出包，36-9没有出包，39-9没有出包。

          3.4.10实验十:

          程序升温条件：温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持5min，10℃升温到270℃，保持5min，共计29.333分钟。

62-10样品图谱：

10P-10图谱：

基质-10样品图谱：

丙酮-10图谱

        实验10结果;62-10没有出包，10P-10没有出包，丙酮-10没有出包，芹菜基质-10没有出包。实验十方法比实验九后期基线更低。

        经过多次对比实验,我们选择了消除鼓包效果明显且检测时间适宜的程序升温条件温度：80℃保持1min，以20℃速度升到180℃,不保持，再以5℃升温到230℃，不保持，再以15℃升温到250℃,保持5min，10℃升温到270℃，保持5min，共计29.333分钟，做为我单位今后GC7890B气相色谱仪FPD检测器有机磷农药检测的检测条件。

        总结：气相色谱柱分析条件的选择主要包括柱温，载气种类和流速等的选择，柱温是影响分析时间和分离度的重要因素，选择柱温的依据是样品的沸点范围，固定液的配比，允许使用温度，以及检测器的灵敏度。提高色谱柱的柱温可以使保留时间减少，加快分析速度，使样品中组分完全流出。最高温度的设定一般设置为最后一个色谱峰出峰温度以上20度左右，但对于复杂基质的化合物分析，应把程序升温的结束温度设定的更高一些，对色谱柱进行一段时间的烘烤，防止高沸点化合物在色谱柱中残留，影响后续检测，但是也要注意不能超过色谱柱的最高耐受温度。