氣相色譜儀維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)分享

1、氣相色譜儀維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)分享隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，持續(xù)繁榮，目前國(guó)內(nèi)各事業(yè)、企業(yè)等機(jī)構(gòu)在日常監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)、產(chǎn)品質(zhì)控等方面越來(lái)越多的采用到氣相色譜儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)GC），應(yīng)用于易揮發(fā)性、熱穩(wěn)定的有機(jī)化合物分析。其中不同產(chǎn)地、不同品牌的GC產(chǎn)品琳瑯滿目、品種繁多，如何能保證GC始終處于較好的狀態(tài)，這就需要我們色友們盡心盡力的進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)工作。    俗話說(shuō)得好：沒(méi)有不好騎的馬，只有騎不好馬的騎師。只有把GC當(dāng)朋友，好好了解它的習(xí)性、掌握維護(hù)保養(yǎng)要領(lǐng)并堅(jiān)持保養(yǎng)它才能服服帖帖聽(tīng)你的話。   GC主要有載氣系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)共

2、五個(gè)主要組成部分，要做好保養(yǎng)首先得先了解GC各部分構(gòu)造以及可更換或清潔的零部件，這部分知識(shí)可參考各種GC產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)。    下面主要就GC各功能部分維護(hù)保養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)、要領(lǐng)一一列舉：一、載氣系統(tǒng)：載氣系統(tǒng)主要包括氣源（氣體鋼瓶或發(fā)生器）、減壓閥、限流器、凈化器、載氣管路等部分，載氣系統(tǒng)最主要的維護(hù)工作就是檢漏，可采用廠家提供的檢漏液或者自行配制肥皂水振搖起泡，涂抹在管路連接或閥等有縫隙的地方察看。卸下高壓、低壓表頭檢定過(guò)的國(guó)產(chǎn)減壓閥大部分用不了多長(zhǎng)時(shí)間就會(huì)發(fā)生泄漏。檢漏工作應(yīng)定期作，周期示實(shí)際情況而定。每次更換氣瓶、減壓閥等也需要檢漏。需要注意的是，不要將載氣管路長(zhǎng)

3、時(shí)間放空，應(yīng)采用堵頭堵住兩端，盡量避免空氣進(jìn)入載氣管路。在質(zhì)譜應(yīng)用中，如果拆卸過(guò)載氣管路，可看到水峰（18）和氮?dú)夥澹?8）等長(zhǎng)時(shí)間下不來(lái)，此時(shí)可稍微擰松GC入口管路螺帽，開(kāi)載氣吹半個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。凈化器在載氣系統(tǒng)中作用很大，可以幫助去除氣體源中污染設(shè)備和影響分析結(jié)果的水分、烴類(lèi)、氧氣等等雜質(zhì)。凈化管有很多種選擇，主要有氧氣凈化管、水分凈化管、烴類(lèi)凈化管、綜合凈化管等等。除了部分水分及烴類(lèi)凈化管可以再生處理以外，一般均為一次性使用，壽命示實(shí)際情況而定?？稍偕?lèi)凈化管一般有顯色指示，根據(jù)指示確定是否需要再生處理，再生處理步驟為取出吸附劑，烘箱中加熱烘烤，最后干燥冷卻后重新填裝連接管路。二、進(jìn)樣

4、系統(tǒng)（進(jìn)樣口）：目前各廠家GC進(jìn)樣口主要有填充柱進(jìn)樣口、分流/不分流柱進(jìn)樣口、PTV (溫度可編程蒸發(fā)進(jìn)樣口) 、VI (揮發(fā)物接口) 、COC(冷柱頭進(jìn)樣口) 、氣體進(jìn)樣閥接口 (氣體樣品)等多種進(jìn)樣口類(lèi)型以及ALS(自動(dòng)進(jìn)樣器) 、頂空進(jìn)樣、吹掃捕集進(jìn)樣等進(jìn)樣附件。其中主要以填充柱進(jìn)樣口、分流/不分流柱進(jìn)樣口應(yīng)用最廣，填充柱進(jìn)樣口主要在老的標(biāo)準(zhǔn)方法以及氣體分析、大體積進(jìn)樣分析等應(yīng)用中常用，目前主流的進(jìn)樣口主要為分流/不分流柱進(jìn)樣口，由于其分析要求一般比較高（如農(nóng)殘分析等），維護(hù)工作尤其重要，如維護(hù)不到位，其分析結(jié)果差異較大。以下主要講述填充柱和分流/不分流柱進(jìn)樣口的維護(hù)保養(yǎng)，兩者差異不大，

5、具有一定的通用性。1、隔墊：主要起到密封進(jìn)樣、清洗進(jìn)樣針的作用，一般隔墊可達(dá)到一百次進(jìn)樣以上壽命，不同廠家不同材質(zhì)壽命不一，如Agilent BTO（經(jīng)溫度與流失處理）隔墊可達(dá)400次以上壽命，而紅色硅膠隔墊一般為一百次。如發(fā)現(xiàn)進(jìn)樣口壓力下降，可檢查是否隔墊磨損嚴(yán)重，密封性變差，必要時(shí)更換。隔墊碎屑可導(dǎo)致本底升高，還有可能污染襯管、堵塞色譜柱，應(yīng)經(jīng)常更換，不必等到非換不可的程度。很多色友在安裝更換隔墊一般擰得過(guò)緊，這樣會(huì)導(dǎo)致隔墊過(guò)于收縮、變硬，進(jìn)樣時(shí)隔墊容易產(chǎn)生碎屑，壽命大幅下降，一般以不漏氣稍緊一些即可。2、襯管：襯管在GC中主要起到樣品汽化室的作用，樣品在襯管中汽化并被帶入氣相中，有去活和

6、不去活之分，也有分流/不分流、不分流、分流、直接進(jìn)樣、直接連接、聚焦、PTV等多種之分。不定期更換或未正確使用會(huì)導(dǎo)致峰形變差、溶質(zhì)歧視、重現(xiàn)性差、樣品分解、出現(xiàn)鬼峰等結(jié)果。襯管的維護(hù)保養(yǎng)主要是清洗、硅烷化和合理使用玻璃棉。1)一般清洗主要用純水、甲醇或無(wú)水乙醇等沖洗或超聲清洗，污染嚴(yán)重可用棉簽輕輕擦拭，不可用力過(guò)度，避免破壞內(nèi)表面產(chǎn)生活性點(diǎn)，然后放置到烘箱70度烘干后干燥冷卻密封存放即可。2)硅烷化是消除載體表面活性最有效的辦法之一。它可以消除載體表面的硅醇基團(tuán)，減弱生成氫鍵作用力，使表面惰化。一般的方法是用58%硅烷化試劑的甲苯溶液浸泡或回流1個(gè)小時(shí)以上，然后用無(wú)水甲醇洗至中性，烘干備用。常

7、用的硅烷化試劑有二甲基二氯硅烷(DMCS)、三甲基氯硅烷(TMCS)和六甲基二硅氨烷(HMDS)。以DMCS的硅烷化效果最好，HMDS其次，TMCS較差。3)玻璃棉的使用。在大部分的實(shí)際應(yīng)用中，通?？梢栽谝r管里面填充一定量的玻璃棉以增加樣品的汽化效率，同時(shí)還可以起到防止隔墊碎屑堵塞色譜柱的作用，但是如果玻璃棉未經(jīng)去活或斷點(diǎn)較多，會(huì)使得活性點(diǎn)增加，會(huì)起到反作用。以下應(yīng)用不推薦使用玻璃棉：酚類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、農(nóng)藥類(lèi)、胺類(lèi)、濫用藥物類(lèi)、反應(yīng)性極性化合物類(lèi)、熱不穩(wěn)定化合物等。4)金屬密封墊（分流/不分流平板）：密封和限流等作用，有純銅、不銹鋼、鍍金等材質(zhì)，以鍍金最好。定期或按需檢查，有污染情況可卸下用純水

8、或有機(jī)溶劑超聲清洗，可用棉簽輕柔擦拭表明，不可用硬物劃傷上表面。5)色譜柱密封墊：密封色譜柱與襯管連接處作用。一般為純石墨、特氟隆、金屬、按比例添加Vespel或100%Vespel等物質(zhì)。純石墨材質(zhì)一般都是一次性使用，如果密封效果還可以，也可多次使用。其他材質(zhì)可多次使用，以密封不漏氣為準(zhǔn)。三、分離系統(tǒng)（色譜柱）：色譜柱在色譜系統(tǒng)中主要起到分離的作用。氣相色譜柱有多種類(lèi)型。從不同的角度出發(fā)，可按色譜柱的材料、形狀、柱內(nèi)徑的大小和長(zhǎng)度、固定液的化學(xué)性能等進(jìn)行分類(lèi)。這里我主要就填充柱和毛細(xì)管柱的常規(guī)保養(yǎng)維護(hù)講述。1、老化：1)填充柱：新制備的填充柱在使用前必須經(jīng)過(guò)老化處理，以便把柱內(nèi)的殘存溶劑、低

9、分子量固定液以及低沸點(diǎn)雜質(zhì)除去，使固定液在載體表面涂得更均勻牢固。老化的方法比較簡(jiǎn)單: 在室溫下將色譜柱的入口端與進(jìn)樣器相連結(jié)。為了避免污染，出口端與檢測(cè)器斷開(kāi)。然后接通載氣，調(diào)節(jié)載氣流速1020毫升/分， 再以程序升溫的方式緩慢將柱溫升至比使用溫度高20，并在此溫度下老化48 h。注意，老化溫度不能高于固定液允許的最高使用溫度。如果使用氫氣作載氣，還應(yīng)注意將出口端流出的氫氣引出室外。老化處理后，將柱溫降至室溫，把色譜柱出口端與檢測(cè)器相連結(jié)，在分析條件下觀察基線。若能獲得平穩(wěn)的基線，說(shuō)明色譜柱已經(jīng)老化合格，一般即可進(jìn)行正式分析試驗(yàn)。日常老化可不必?cái)嚅_(kāi)檢測(cè)器，老化時(shí)間也可酌情減少。2)毛細(xì)管柱：

10、通用老化程序可在比最高分析溫度高20或最高柱溫（溫度更低者）的條件下老化柱子2h，如果在高溫10min后背景不下降，立即將柱子降溫并檢查柱子是否有泄漏；如果用Vespel密封墊圈的話，老化完后重新檢查密封程度；注射非保留物質(zhì)以確定合適的平均線速度。也可采用程升溫度老化，一般可用慢升快降原則，50度下以5度/分鐘升到最高限溫下20度，恒溫30分鐘，20度/分鐘下降到50度，如此循環(huán)3個(gè)來(lái)回即可。2、清洗：通常情況下不建議清洗色譜柱，除非嚴(yán)重污染，經(jīng)老化效果不明顯情況下可以對(duì)鍵合交聯(lián)固定相的毛細(xì)管色譜柱進(jìn)行。清洗色譜柱可采用色譜柱沖洗裝置把溶劑注入色譜柱，該裝置接有一個(gè)有壓力的氣源上（氦氣或氮?dú)猓?/p>

11、，并把色譜柱插到?jīng)_洗裝置中，把溶劑加入樣品瓶里，往溶劑瓶中施加壓力，把溶劑壓到毛細(xì)管色譜柱里，殘留物溶解到溶劑中，然后用溶劑把它反吹出色譜柱，再用容積吹掃色譜柱，并把色譜柱進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦匣幚?。在沖洗色譜柱之前，把它切去半米（即靠近進(jìn)樣口一端），把連接檢測(cè)器的一端插入溶劑沖洗裝置，常使用多種溶劑沖洗色譜柱，后面繼續(xù)使用的溶劑必須要和前一種溶劑互溶，一定不要使用高沸點(diǎn)溶劑，特別是最后使用的溶劑，溶解樣品的溶劑常常是最佳的選擇。決多數(shù)情況下建議使用甲醇、二氯甲烷和己烷。丙酮是二氯甲烷的代替品（在避免使用含氯溶劑時(shí)），但是二氯甲烷是一種最好的沖洗溶劑，如果注射的是水性樣品（如生物液體和組織），在使用甲

12、醇以前要用水來(lái)沖洗，一些源于水性樣品的殘留物只能溶解在水中而不溶于有機(jī)溶劑。應(yīng)當(dāng)使用水和醇類(lèi)（如甲醇、乙醇和異丙醇）沖洗鍵和聚乙二醇為基的固定相（如DB-WAX、DB-WAXet、HP-Innowax），只作為最后使用的溶劑。四：檢測(cè)系統(tǒng)（檢測(cè)器）：就目前而言，GC檢測(cè)器主要有熱導(dǎo)檢測(cè)器 (TCD)、氫火焰離子化檢測(cè)器 (FID)、電子捕獲檢測(cè)器 (ECD)、微電子捕獲檢測(cè)器 (mECD)、氮磷檢測(cè)器 (NPD)、雙波長(zhǎng)火焰光度檢測(cè)器(DFPD)、火焰光度檢測(cè)器 (FPD)、脈沖火焰光度檢測(cè)器（PFPD）、光離子化檢測(cè)器(PID)、電導(dǎo)檢測(cè)器 (ELCD, HALL)、質(zhì)譜檢測(cè)器 (MSD)、

13、紅外光譜檢測(cè)器(IRD) 、原子發(fā)射檢測(cè)器 (AED)等等，大多數(shù)檢測(cè)器都需要簡(jiǎn)單的，但是定期的清洗，以保持最佳性能。對(duì)于高靈敏度的檢測(cè)器尤其如此。沒(méi)有日常的維護(hù)，GC系統(tǒng)性能降低并能引起檢測(cè)器失效。下面就常用的TCD、FID、ECD、NPD、FPD、MSD等幾種檢測(cè)器維護(hù)進(jìn)行詳解。1)TCD檢測(cè)器:TCD檢測(cè)器比較兩路氣體純載氣（也稱(chēng)作參比氣）和載氣加樣品組分（也稱(chēng)作柱流出氣）的熱導(dǎo)率。主要維護(hù)工作為熱絲維護(hù)和熱導(dǎo)池維護(hù)。熱絲維護(hù)：TCD的主要維護(hù)包括熱絲的維護(hù)。大多數(shù)步驟包括延長(zhǎng)熱絲壽命或確保熱絲不被損壞或污染。氧氣的持續(xù)存在會(huì)通過(guò)氧化作用永久地?fù)p壞熱絲。最常見(jiàn)的氧氣來(lái)源是載氣或尾吹氣中較

14、高的氧氣含量，或靠近檢測(cè)器處的泄漏。推薦在載氣和尾吹氣氣路中使用氧氣捕集阱以降低氧氣水平。正確的柱安裝技術(shù)和定期檢漏（特別是安裝色譜柱之后）有助于最大限度地避免泄漏問(wèn)題的發(fā)生。當(dāng)熱絲電流較高時(shí)，氧氣所引起的損壞將更加嚴(yán)重。化學(xué)活性樣品組分，如酸和鹵代化合物可能損壞熱絲。盡可能避免這些化合物將延長(zhǎng)熱絲壽命。當(dāng)TCD不使用時(shí)，關(guān)閉或大大降低熱絲電流也可延長(zhǎng)熱絲壽命。延長(zhǎng)熱絲壽命：若遵循以下啟動(dòng)程序，將延長(zhǎng)熱絲壽命。a.熱絲接通電源之前，用載氣和尾吹氣吹掃檢測(cè)器10-15min。這樣可避免熱絲因氧氣存在而被氧化，因?yàn)闊o(wú)氣流條件下氧氣已經(jīng)擴(kuò)散到了熱導(dǎo)池內(nèi)。b.在盡可能低的電流設(shè)定下打開(kāi)熱絲電流，然后逐

15、步提高熱絲電流至所需值。這樣可減少因電流引入而產(chǎn)生的功率脈沖，并延長(zhǎng)熱絲壽命。熱導(dǎo)池污染：當(dāng)采用減低檢測(cè)器溫度以改善靈敏度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱導(dǎo)池污染的問(wèn)題。還有，熱絲保持在低電流條件也會(huì)導(dǎo)致污染，因?yàn)樵谳^低電流條件下熱絲溫度也較低。如果熱導(dǎo)池被污染，用容積沖洗檢測(cè)器有助于出去冷凝物。容積沖洗步驟：a.將熱導(dǎo)池冷卻至室溫并取下色譜柱。b.將隔墊至于檢測(cè)器入口的螺母或接頭組件上。c.將螺母或接頭組件置于檢測(cè)器接頭上并擰緊。確認(rèn)有尾吹氣流。d.通過(guò)隔墊向檢測(cè)器注射20-100ul甲苯或苯。注射容積總量至少1ml。不要向檢測(cè)器注射鹵代容積，如二氯甲烷或氯仿。e.完成最后一次注射之后，允許尾吹氣繼續(xù)流動(dòng)10m

16、in或更長(zhǎng)時(shí)間。緩慢地增加熱導(dǎo)池的溫度，使其比正常操作溫度高20-30。f.30min之后，將溫度降至正常值，并按正常情況安裝色譜柱。熱清洗：柱流失或樣品臟產(chǎn)生的沉積物都回污染TCD?；€漂移、噪音增加或測(cè)試色譜圖響應(yīng)改變都表明有污染。只有當(dāng)你確認(rèn)載氣及氣路系統(tǒng)沒(méi)有泄漏且未被污染時(shí)，才可以進(jìn)行熱清洗或烘烤（加熱檢測(cè)器池體以蒸發(fā)掉污染物）。觀察因樣品與燈絲相互作用產(chǎn)生的靈敏度下降，起源于氧氣污染載氣、泄漏或柱流失。樣品含有活性化合物，如酸和鹵代化合物，也能對(duì)熱絲產(chǎn)生化學(xué)損壞。若溫度太低，樣品冷凝也會(huì)污染檢測(cè)器熱導(dǎo)池。某些類(lèi)型的污染物可以通過(guò)溫度烘烤除去。同樣在非模塊設(shè)計(jì)的檢測(cè)器中，由于溫度改變而

17、產(chǎn)生的基線波動(dòng)可以通過(guò)保持檢測(cè)器溫度恒定而得到糾正。2）NPD檢測(cè)器：NPD維護(hù)主要有銣珠維護(hù)、氣流、氣體純度、清洗和避免污染等。a.銣珠維護(hù)：NPD不很穩(wěn)定，需要經(jīng)常維護(hù)。許多參數(shù)中任何一項(xiàng)很小的變化都會(huì)改變NPD的性能特征。銣珠最需要維護(hù)。需要經(jīng)常更換，因此，一個(gè)備用的銣珠是必須的。銣珠必須保持干燥，其貯存壽命限制為6個(gè)月。當(dāng)安裝新的銣珠時(shí)，緩慢升高檢測(cè)器溫度和微銣珠電流。快速加熱能到導(dǎo)致銣珠破碎或裂開(kāi)，尤其當(dāng)銣珠在潮濕環(huán)境中貯存時(shí)，更是如此。已經(jīng)證實(shí)，較高的氫氣流速和銣珠電流將會(huì)縮短銣珠壽命。當(dāng)NPD不用時(shí)，應(yīng)當(dāng)降低或關(guān)閉氫氣流速和銣珠電流，以延長(zhǎng)銣珠壽命。在加熱的檢測(cè)器內(nèi)或當(dāng)銣珠有電流

18、時(shí)，確保某種氣流存在。銣珠壽命：為了延長(zhǎng)銣珠壽命，可采用下列措施：a)     采用最低的使用調(diào)解補(bǔ)償或銣珠電壓b)     運(yùn)行干凈樣品并保持進(jìn)樣口/襯管干凈以使污染最小c)     不使用時(shí)，關(guān)閉銣珠電流d)     保持高的檢測(cè)器溫度（320-350）e)     在溶劑出峰過(guò)程中和運(yùn)行之間，關(guān)閉氫氣流速f)     若NPD在高濕度環(huán)境中長(zhǎng)期不用，檢

19、測(cè)器中可能積聚水。為了蒸發(fā)這些水，將檢測(cè)器溫迪設(shè)定至100，并保持30min，然后設(shè)定檢測(cè)器溫度150 ，并保持30minb.氣流：氫氣、空氣及補(bǔ)充氣流速應(yīng)當(dāng)經(jīng)常測(cè)定。它們可隨時(shí)間的變化飄移，或在無(wú)征兆的情況下改變。每種氣體流速必須獨(dú)立測(cè)定以得到準(zhǔn)確的數(shù)值。NPD對(duì)于氣體流速的改變十分敏感，保持流速一致是維持性能不變所必需的。c.氣體純度：NPD具有高靈敏度，因此需要很純的氣體（99.999%或更好）。強(qiáng)烈推薦載氣及所有檢測(cè)器氣體，包括檢測(cè)器氫氣、空氣及尾吹氣，都是用水分捕集阱及烴類(lèi)捕集阱。臟的氣體不僅是色譜性能變差，而且將會(huì)縮短銣珠壽命。d.清洗和更換：NPD需要進(jìn)行定期清洗。在大多數(shù)情況下

20、，只包括清洗收集極和噴嘴。一般GC都配有刷子和金屬絲。刷子用于清掃噴嘴口的顆粒物。不要迫使太粗的金屬絲或探針進(jìn)入噴嘴口，否則噴嘴口將被破壞若噴嘴變形，將會(huì)導(dǎo)致靈敏度下降或峰形變差。用刷子清潔之后，可以用超聲波清洗各個(gè)部件。最終將需要更換噴嘴，因此，強(qiáng)烈推薦在手頭有備用的噴嘴。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，來(lái)自于銣珠或樣品的殘留物將會(huì)積聚在收集極上，并導(dǎo)致基線問(wèn)題。在更換銣珠2-3次后，應(yīng)該清洗檢測(cè)器。每次拆裝均會(huì)造成金屬墊片等的磨損。幾次拆裝之后（5次或更多次），密封環(huán)就可能無(wú)效導(dǎo)致基線不穩(wěn)。更換檢測(cè)器不見(jiàn)時(shí)一定要將檢測(cè)器溫度降低到室溫。因?yàn)镹PD沒(méi)有任何火焰，其噴嘴不像FID噴嘴那樣收集二氧化硅和燃燒煙塵。雖然可以清洗噴嘴，但是簡(jiǎn)單的用新噴嘴取代臟噴嘴往往更加實(shí)用。清洗噴嘴記得用金屬