有关色谱使用的一些知识.docx
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有关色谱使用的一些知识
有关色谱使用的一些知识
包括：
选择毛细管柱的几个指标、气相色谱常见故障检查诊断、毛细管分析常见问题的解决、气相色谱常识问答、色谱检测器的清洗
选择毛细管柱的几个指标
来源：
一、固定液使用
固定相:
ATSE-30,ATOV-1
组成100%甲基聚硅氧烷
极性非极性
应用碳氢化合物
同类型号DB（HP）-1、AC1、SPB-1、CPSIL5、DM-1、RT-1
使用温度50—300
固定相:
ATOV-101
组成100%甲基聚硅氧烷（胶体）
极性非极性
应用氨基酸、基油
同类型号HP-101、AC1、SP-2100
使用温度0—350
固定相:
ATSE-52ATSE-54
组成5%苯基甲基聚硅氧烷，1%乙烯基5%苯基甲基聚硅氧烷
极性非极性
应用多核芳烃、酚、酯、碳氢化合物、药物、醇
同类型号DB（HP）-5、AC5、SPB-5、DM-5、CPSiL8、Rtx-5
使用温度50—350
固定相:
ATOV-1701
组成7%氰丙基7%苯基甲基聚硅氧烷
极性非极性
应用药物、醇、酯、硝基化合物
同类型号DB（HP）-1701、AC10、DB-1701、SPB-1701、RT-1701、CP-Sil19CB
使用温度0—280
固定相:
ATXE-60
组成25%氰乙基甲基聚硅氧烷
极性中极性
应用酯、硝基化合物
同类型号DB（HP）-225、AC225
使用温度0—280
固定相:
ATOV-17
组成50%苯基甲基聚硅氧烷
极性中极性
应用药物、农药
同类型号DB（HP）-17、AC10
使用温度0—250
固定相:
ATFFAP
组成聚乙二醇—TPA改性
极性极性
应用酸、醇、醛、酯、腈、酮、基油
同类型号DB（HP）–FFAP、SP-1000、Supecl-NUKOL、AC20
使用温度50—250
固定相:
ATPEG-20M
组成聚乙二醇—20M
极性极性
应用
同类型号HP-Wax、DB-Wax、AC20
使用温度50—200
固定相:
AT农残Ⅰ号AT农残Ⅱ号
组成
极性
应用六六六、DDT等八种含氯农药拟除虫菊酯类、含磷类农药
同类型号SPB-608、HP-608
使用温度25—300
二、毛细管柱内径
0.53mm具有近似填充柱的负荷量，总柱效则远远超过填充柱。
达到同样的分离度时，0.53mm大口径柱的分析时间显著快于填充柱。
可方便的采用柱上进样或直接进样技术，适合于分析不太复杂的样品，是填充柱理想的替代柱。
0.32mm柱效稍低于0.25mm常规柱，负荷量大于常规柱的60%，用特制注射针可做柱上进样。
0.25mm最常用的内径规格。
有较高的柱效，负荷量较低，必须分流进样或无分流进样。
用于复杂多组份样品分析。
0.20mm柱效高,负荷量低，流失较小，适合与质谱等灵敏检测器联用。
三、毛细管柱长度
5—12m短柱：
分离少于10个组份（不包含难分离物质对）的简单样品。
25—30m中长柱：
分离10—50个组份的样品。
50m长柱：
分离大于50个组份或包含有难分离物质对的复杂样品。
四、膜厚
0.1—0.2um薄液膜
低负荷量，高温下流失较小，适合于高沸点化合物的分析，适于配高灵敏检测器。
0.25—0.33um标准液厚
一般商品柱的标准液膜。
0.5—5.0um厚液膜
较高的样品负荷量，在高温下流失较大，适于分析低沸点样品。
气相色谱常见故障检查诊断
气相色谱种类很多，性能也各有差别。
主要包括两个系统。
即气路系统和电路系统。
气路系统主要有压力表、净化器、稳压阀、稳流阀、转子流量计、六通进样阀、进样器、色谱柱、检测器等；电子系统包括各用电部件的稳压电源、温控装置、放大线路、自动进样和收集装置、数据处理机和记录仪等电子器件。
要分析和判断色谱仪的故障所在，就必须要熟悉气相色谱的流程和气、电路这两大系统，特别是构成这两个系统部件的结构、功能。
色谱仪的故障是多种多样的，而且某一故障产生的原因也是多方面的，必须采用部分检查的方法，即排除法，才可能缩小故障的范围。
对于气路系统出的故障，不外乎是各种气体（特别是载气）有漏气的现象、气体不好、气体稳压稳流不好等等。
例如：
基线若始终向下漂移，即“电平”值逐渐变小至负数，这极有可能是载气泄漏，那么就要查找各个接头部件是否有漏的现象，若不漏而基线仍漂移，则可能是电路系统的故障。
色谱气路上的故障，分析工作者可以找出并排除，但要排除电路上的故障则并非易事，就需要分析工作者有一定的电子线路方面的知识，并且要弄清楚主机接线图和各系统的电原理图（尤其是接线图）。
在这些图上清楚的画出了控制单元和被控对象间的关系，具体的标明了各接插件引线的编号和去向，按图去检查电路、找寻故障是非常方便的。
色谱电路系统的故障，一般是温度控制系统的故障和检测放大系统的故障，当然不排除供给各系统的电源的故障。
温控系统（包括柱温、检测器温控、进样器温控）的主回路由可控硅和加热丝所组成，可控硅导通角的变化，使加热功率变化，而使温度变化（恒定或不恒定）。
而控制可控硅导通角变化的是辅回路（或称控温电路），包括铂电阻（热敏元件）和线性集成电路等等。
由上所述可知，若是温控系统的毛病，则应首先要检查可控硅是否坏，加热丝是否坏（断或短路），铂电阻是否坏（断或短路）或是否接触不良。
其次检查辅回路的其它电子部件。
。
放大系统常见故障是离子讯号线受潮或断开、高阻开关（即灵敏度选择）受潮、集成运算放大器（如：
AD515JH、OP07等）性能变差或坏等等。
色谱故障的排除既要做到局部又要考虑到整体，有“果”必有“因”，弄清线路的走向，逐步排除产生“果”（故障）的“因”，把故障范围缩小。
例如：
若出现基线不停的抖动或基线噪音很大时，可先将放大器的讯号输入线断开，观察基线情况，如果恢复正常，则说明故障不在放大器和处理机（或记录仪），而在气路部分或温度控制单元；反之，则说明故障发生在放大器、记录仪（或处理机）等单元上。
这种部分排除的检查故障方法，在实际中是非常有用的。
毛细管分析常见问题的解决
一、峰丢失
可能的原因及应采用的排除方法
1.注射器有毛病，用新注射器验证。
2.未接入检测器，或检测器不起作用，检查设定值
3.进样温度太低，检查温度，并根据需要调整
4.柱箱温度太低，检查温度，并根据需要调整
5.无载气流，检查压力调节器，并检查泄漏，验证柱进品流速
6.柱断裂，如果柱断裂是在柱进口端或检测器末端，是可以补救的，切去柱断裂部分，重新安装
二、前沿峰
1.柱超载，减少进样量
2.两个化合物共洗脱，提高灵敏度和减少进样量，使温度降低10~20度，以使峰分开
3.样品冷凝，检查进样口和柱温，如有必要可升温
4.样品分解，采用失活化进样器衬管或调低进样器温度
三、拖尾峰
1.进样器衬套或柱吸附活性样品：
更换衬套。
如不能解决问题，就将柱进气端去掉1~2圈，再重新安装
2.柱或进样器温度太低：
升温（不要超过柱最高温度）。
进样器温度应比样品最高沸点高25度
3.两个化合物共洗脱：
提高灵敏度，减少进样量，使温度降低10~20度，以使峰分开
4.柱损坏：
更换柱
5.柱污染：
从柱进口端去掉1~2圈，再重新安装
毛细管分析常见问题的解决
四、只有溶剂峰
1.注射器有毛病：
用新注射器验证。
2.不正确的载气流速（太低）：
检查流速，如有必要，调整之
3.样品太稀：
注入已知样品以得出良好结果。
如果结果很好，就提高灵敏度或加大注入量。
4.柱箱温度过高：
检查温度，并根据需要调整
5.柱不能从溶剂峰中解析出组分：
将柱更换成较厚涂层或不同极性
6.载气泄漏：
检查泄漏处（用肥皂水）
7.样品被柱或进样器衬套吸附：
更换衬套。
如不能解决问题，就从柱进口端去掉1~2圈，并重新安装
五、宽溶剂峰
1.由于柱安装不当，在进样口产生死体积：
重新安装柱。
2.进样技术差（进样太慢）：
采用快速平稳进样技术。
3.进样器温度太低：
提高进样器温度。
4.样品溶剂与检测相互影响（二氯甲烷/ECD）：
更换样品溶剂。
5.柱内残留样品溶剂：
更换样品溶剂
6.隔垫清洗不当：
调整或清洗
7.分流比不正确（分流排气流速不足）：
调整流速
六、假峰
1.柱吸附样品，随后解吸：
更换衬管，如不能解决问题，就从柱进样口端去掉1~2圈，再重新安装。
2.注射器污染：
用新注射器及干净的溶剂试一试，如假峰消失，就将注射器冲洗几次。
3.样品量太大：
减少进样量。
4.进样技术差（进样太慢：
采用快速平稳的进样技术
七、过去工作良好的柱出现未分辨峰
1.柱温不对：
检查并调整温度
2.不正确的载气流速：
检查并调整流速。
3.样品进样量太大：
减少样品进样量
4.进样技术水平太差（进样太慢）：
采用快速平稳进样技术。
5.柱和衬套污染：
更换衬套。
如不能解决问题，就从柱进口端去掉1~2圈，并重新安装
八、基线不规则或不稳定
1.柱流失或污染：
更换衬套。
如不能解决问题，就从柱进口端去掉1~2圈，并重新安装。
2.检测器或进样器污染：
清洗检测器和进样器
3.载气泄漏：
更换隔垫，检查柱泄漏。
4.载气控制不协调：
检查载所源压力是否充足。
如压力≤500psi，请更换气瓶。
5.载气有杂质或气路污染：
更换气瓶，使用载气净化装置清洁金属管。
6.载气流速不在仪器最大/最小限定范围之内（包括FID用氢气和空气）：
测量流速，并根据使用手册技术指标，予以验证。
7.检测器出毛病：
参照仪器使用手册进行检查。
8.进样器隔垫流失：
老化或更换隔垫
九、同一根柱保留时间长短不一
1.柱温太低或太高，检查并调整柱温。
2.载气流速太低或太高，在柱出口处用适当的，经标定气源测量流速。
3.样品器隔垫或柱泄漏，如必要，请检查并修复。
4.柱污染或损坏，重新老化或更换柱
5.样品超载，减少样品进样量。
6.记录仪出毛病，检查记录仪。
7.载气控制不协调，检查载气源，看压力是否足够。
如压力≤500psi，请更换气瓶。
气相色谱常识问答
一、气相色谱法有哪些特点？
答：
气相色谱是色谱中的一种，就是用气体做为流动相的色谱法，在分离分析方面，具有如下一些特点：
１、高灵敏度：
可检出１０-１０克的物质，可作超纯气体、高分子单体的痕迹量杂质分析和空气中微量毒物的分析。
２、高选择性：
可有效地分离性质极为相近的各种同分异构体和各种同位素。
３、高效能：
可把组分复杂的样品分离成单组分。
４、速度快：
一般分析、只需几分钟即可完成，有利于指导和控制生产。
５、应用范围广：
即可分析低含量的气、液体，亦可分析高含量的气、液体，可不受组分含量的限制。
６、所需试样量少：
一般气体样用几毫升，液体样用几微升或几十微升。
７、设备和操作比较简单仪器价格便宜。
二、气相色谱的分离原理为何？
答：
气相色谱是一种物理的分离方法。
利用被测物质各组分在不同两相间分配系数（溶解度）的微小差异，当两相作相对运动时，这些物质在两相间进行反复多次的分配，使原来只有微小的性质差异产生很大的效果，而使不同组分得到分离。
三、何谓气相色谱？
它分几类？
答：
凡是以气相作为流动相的色谱技术，通称为气相色谱。
一般可按以下几方面分类：
１、按固定相聚集态分类：
（１）气固色谱：
固定相是固体吸附剂，
（２）气液色谱：
固定相是涂在担体表面的液体。
２、按过程物理化学原理分类：
（１）吸附色谱：
利用固体吸附表面对不同组分物理吸附性能的差异达到分离的色谱。
（２）分配色谱：
利用不同的组分在两相中有不同的分配系数以达到分离的色谱。
（３）其它：
利用离子交换原理的离子交换色谱：
利用胶体的电动效应建立的电色谱；利用温度变化发展而来的热色谱等等。
３、按固定相类型分类：
（１）柱色谱：
固定相装于色谱柱内，填充柱、空心柱、毛细管柱均属此类。
（２）纸色谱：
以滤纸为载体，
（３）薄膜色谱：
固定相为粉末压成的薄漠。
４、按动力学过程原理分类：
可分为冲洗法，取代法及迎头法三种。
四、气相色谱法简单分析装置流程是什么？
答：
气相色谱法简单分析装置流程基本由四个部份组成：
１、气源部分，２、进样装置，３、色谱柱，４、鉴定器和记录器.
五、气相色谱法的一些常用术语及基本概念解释？
答：
１、相、固定相和流动相：
一个体系中的某一均匀部分称为相；在色谱分离过程中，固定不动的一相称为固定相；通过或沿着固定相移动的流体称为流动相。
２、色谱峰：
物质通过色谱柱进到鉴定器后，记录器上出现的一个个曲线称为色谱峰。
３、基线：
在色谱操作条件下，没有被测组分通过鉴定器时，记录器所记录的检测器噪声随时间变化图线称为基线。
４、峰高与半峰宽：
由色谱峰的浓度极大点向时间座标引垂线与基线相交点间的高度称为峰高，一般以h表示。
色谱峰高一半处的宽为半峰宽，一般以x１／２表示。
５、峰面积：
流出曲线（色谱峰）与基线构成之面积称峰面积，用Ａ表示。
６、死时间、保留时间及校正保留时间：
从进样到惰性气体峰出现极大值的时间称为死时间，以td表示。
从进样到出现色谱峰最高值所需的时间称保留时间，以tr表示。
保留时间与死时间之差称校正保留时间。
以Ｖd表示。
７、死体积，保留体积与校正保留体积：
死时间与载气平均流速的乘积称为死体积，以Ｖd表示，载气平均流速以Ｆc表示，Ｖd=tdxFc。
保留时间与载气平均流速的乘积称保留体积，以Ｖr表示，Ｖr=trxFc。
８、保留值与相对保留值：
保留值是表示试样中各组分在色谱柱中的停留时间的数值，通常用时间或用将组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。
以一种物质作为标准，而求出其他物质的保留值对此标准物的比值，称为相对保留值。
９、仪器噪音：
基线的不稳定程度称噪音。
10、基流：
氢焰色谱，在没有进样时，仪器本身存在的基始电流（底电流），简称基流/
六、一般选择载气的依据是什么？
气相色谱常用的载气有哪些？
答：
作为气相色谱载气的气体，要求要化学稳定性好；纯度高；价格便宜并易取得；能适合于所用的检测器。
常用的载气有氢气、氮气、氩气、氦气、二氧化碳气等等。
七、载气为什么要净化？
应如何净化？
答：
所谓净化，就是除去载气中的一些有机物、微量氧，水分等杂质，以提高载气的纯度。
不纯净的气体作载气，可导致柱失效，样品变化，氢焰色谱可导致基流噪音增大，热导色谱可导致鉴定器线性变劣等，所以载气必须经过净化。
一般均采用化学处理的方法除氧，如用活性铜除氧；采用分子筛、活性碳等吸附剂除有机杂质；采用矽胶，分子筛等吸附剂除水分。
八、试样的进样方法有哪些？
答：
色谱分离要求在最短的时间内，以“塞子”形式打进一定量的试样，进样方法可分为：
１、气体试样：
大致进样方法有四种：
（１）注射器进样，（２）量管进样，（３）定体积进样，（４）气体自动进样。
一般常用注射器进样及气体自动进样。
注射器进样的优点是使用灵活，方法简便，但进样量重复性较差。
气体自动进样是用定量阀进样，重复性好，且可自动操作。
２、液体试样：
一般用微量注射器进样，方法简便，进样迅速。
也可采用定量自动进样，此法进行重复性良好。
３、固体试样：
通常用溶剂将试样溶解，然后采用和液体进样同样方法进样。
也有用固体进样器进样的。
九、简述在气相色谱分析中柱长、柱内径、柱温、载气流速、固定相、进样等操作条件对分离的影响？
答：
操作条件对于色谱分离有很大影响。
１、柱长，柱内径：
一般讲，柱管增长，可改善分离能力，短则组分馏出的快些；柱内径小分离效果好，柱内径大处理量大，但柱内径过大，将导致担体不能均匀地分布在色谱柱中。
分析用柱管一般内径为３－６毫米，柱长为１－４米。
２、柱温：
是一个重要的操作变数，直接影响分离效能和分析速度。
选择柱温的根据是混合物的沸点范围，固定液的配比和鉴定器的灵敏度。
提高柱温可缩短分析时间；降低柱温可使色谱柱选择性增大，有利于组分的分离和色谱柱稳定性提高，柱寿命延长。
一般采用等于或高于数十度于样品的平均沸点的柱温为较合适，对易挥发样用低柱温，不易挥发的样品采用高柱温。
３、载气流速：
载气流速是决定色谱分离的重要原因之一。
一般讲流速高色谱峰狭，反之则宽些，但流速过高或过低对分离都有不利的影响。
流速要求要平稳，常用的流速范围每分钟在１０－１００亳升之间。
４、固定相：
固定相是由固体吸附剂或涂有固定液的担体构成。
（１）固体吸附剂或担体粗细：
一般采用４０－６０目、６０－８０目、８０－１００目。
当用同等长度的柱子，颗粒细的分离效率就要比粗的好些。
（２）固定液含量：
固定液含量对分离效率的影响很大，它与担体的重量比一般用１５％－２５％。
比例过大有损于分离，比例过小会使色谱峰拖尾。
５、进样：
一般讲进样快，进样量小，进样温度高其分离效果好。
对进液体样，速度要快，汽化温度要高于样品中高沸点组分的沸点值，一次汽化，保证色谱峰形不致展宽、使柱效高。
当进样量在一定限度时，色谱峰的半峰宽是不变的。
若进样量过多就会造成色谱柱超载。
一般讲柱长增加四倍，样品的许可量增加一倍。
对于常规分析，液体进样量为１－２０微升；气体进样量为０、１－５毫升。
十、色谱柱管材料应根据什么原则选择？
常用的柱管是由什么材质制成的？
答：
对色谱柱管材质，应按如下要求选择：
１、应与固定相、试样、载气不起化学反应。
２、要易于加工成型。
３、管内壁应光滑，横截面应均匀呈圆形。
一般色谱柱管形状呈Ｕ型或螺旋形，大多由铜、不锈钢，玻璃等材质制成。
十一、新的色谱柱管（铜或不锈钢管）应怎样处理后方能使用？
答：
新柱管应先用稀酸或稀碱（１：
１盐酸或氢氧化钠）洗涤，以除去油污等脏垢，而后用自来水冲洗,继而用蒸馏水冲洗至中性，再用干净的空气吹洗并烘干后，即可使用了。
十二、什么叫担体？
对担体有哪些要求？
答：
担体是一种多孔性化学惰性固体，在气相色谱中用来支撑固定液。
对担体有如下几点要求：
１、表面积较大，一般应在０、５－２米／克之间；
２、具有化学惰性和热稳定性；
３、有一定的机械强度，使涂渍和填充过程不引起粉碎；
４、有适当的孔隙结构，利于两相间快速传质；
５、能制成均匀的球状颗粒，利于气相渗透和填充均匀性好；
６、有很好的浸润性，便于固定液的均匀分布。
完全满足上述要求的担体是困难的，人们在实践中只能找出性能比较优良的担体。
十三、担体分几类？
其特点如何？
答：
通常分为硅藻土和非硅藻土两大类，每一类又有种种小类。
１、硅藻土类型：
（１）白色的：
表面积小，疏松，质脆，吸附性能小，经适当处理，可分析强极性组分；
（２）红色的：
有较大的表面积和较好的机械强度，但吸附性较大。
2、非硅藻土类型：
（１）氟担体：
表面惰性好，可用来分析高极性和腐蚀性物质，但装柱不易，柱效率低些。
（２）玻璃微球：
表面积小，用它做担体柱温可以大大降低，而分离完全且快速。
但涂渍困难，柱效低。
（３）多孔性高聚物小球：
机械强度高，热稳定性好，吸附性低，耐腐蚀，分离效率高，是一种性能优良的新型色谱固定相。
（４）炭分子筛：
中性，表面积大，强度高，祛寿命长，在微量分析上有无比的优越性。
（５）活性炭：
可以单独做为固定相。
（６）沙：
主要用于分离金属。
十四、一般常用的担体有哪几种？
各属哪类？
答：
１０１担体：
为白色硅藻土担体；
１０２担体：
为白色硅藻土担体；
celite545：
为白色硅藻土担体；
２０１担体：
为红色硅藻土担体；
６２０１担体：
为红色硅藻土担体；
Ｃ－２２保温砖：
为红色硅藻土担体；
chromosorb：
为红色硅藻土担体。
十五、使用担体为何要进行处理？
一般处理的方法有哪些？
答：
常用的担体表面并非惰性，它具有不同程度的催化作用和吸附性（特别是固定液含量低时和分离极性物质时）造成峰拖尾和柱效下降，保留值改变等影响，因而需要预处理。
现将一般处理方法简述如下：
１、酸洗法：
用浓盐酸加热处理担体２０－３０分钟，然后用自来水冲洗至中性，再用
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