淺析氣源引起的氣相色譜儀基線問(wèn)題

2021-08-09 10:34:21來(lái)源：admin

在氣相色譜儀分析中，基線問(wèn)題是常見(jiàn)的維護(hù)熱點(diǎn)。基線問(wèn)題主要包括三個(gè)方面：基線噪聲大；出現(xiàn)躍遷、雜峰等；有規(guī)律/無(wú)規(guī)律波動(dòng)等。一方面，基線噪聲的大小、基線位置可以反映儀器的工作狀態(tài)是否正常；另一方面，基線的雜峰、波動(dòng)可能會(huì)干擾正常的樣品分析和定性定量；再一方面，良好的基線狀態(tài)意味著儀器系統(tǒng)的穩(wěn)定性和分析的品質(zhì)，比如更低的方法檢出限等。因此需要正視氣相色譜儀器的基線問(wèn)題，積極排查和解決問(wèn)題。

引起氣相色譜儀器基線問(wèn)題的原因多種多樣，在日常的使用中，首先，應(yīng)當(dāng)從合格和可靠的供應(yīng)商獲取儀器耗材，如鋼瓶氣、進(jìn)樣墊、襯管等；其次，應(yīng)當(dāng)做好耗材的日常維護(hù)，包括氣體凈化裝置（除水、除氧和除烴裝置）、進(jìn)樣口進(jìn)樣墊（進(jìn)樣隔墊、注射墊）、襯管、O型圈、分流部件（分流平板、毛細(xì)柱適配器）、分流捕集阱等的清洗和更換；再則，應(yīng)當(dāng)做好色譜柱的老化、FID檢測(cè)器噴嘴與收集極的清洗，ECD的高溫老化等部件維護(hù)；再次，應(yīng)當(dāng)按照儀器使用說(shuō)明書(shū)正確設(shè)置和操作儀器；最后，還應(yīng)當(dāng)注意實(shí)驗(yàn)室環(huán)境應(yīng)當(dāng)符合儀器的安裝使用要求。

然而，實(shí)際的情況是，即使注意到了以上方面，基線問(wèn)題在很多情況下仍然是困擾實(shí)驗(yàn)室分析人員的一大難題。本期譜析色譜小編將介紹氣源引起的氣相色譜儀基線問(wèn)題的一些實(shí)例。

概述

對(duì)于氣相色譜儀而言，氣源是必不可少的組成部分，氣源提供氣相色譜正常工作所需要的各種氣體。從氣相色譜儀對(duì)氣體的使用用途而言，多數(shù)情況下大致可以分為四種：載氣、燃?xì)狻⒅細(xì)夂臀泊禋狻?/span>

載氣用于將樣品帶入儀器系統(tǒng)進(jìn)行分離和測(cè)定。常用的載氣有氫氣、氦氣、氮?dú)狻鍤獾取Ｈ細(xì)夂椭細(xì)庥糜谔峁z測(cè)器內(nèi)部形成火焰和進(jìn)行燃燒；燃?xì)庖话阒笟錃猓細(xì)庵缚諝猓ㄕ?qǐng)注意，不要使用氧氣）。尾吹氣一般與載氣類型相同，作用有很多，比如稀釋火焰，消除檢測(cè)器死體積等，用于采用毛細(xì)柱分離的情況。除上面所說(shuō)之外，還有轉(zhuǎn)化爐使用的氫氣，驅(qū)動(dòng)閥所用的空氣/氮?dú)獾取?/span>

氣相色譜儀分析中的氣體除了載氣之外，燃?xì)狻⒅細(xì)狻⑽泊禋夂娃D(zhuǎn)化爐使用的氫氣、驅(qū)動(dòng)多通閥轉(zhuǎn)動(dòng)的氣體均可稱之為輔助氣。

氣源對(duì)氣相色譜儀分析基線的影響

由于氣源提供氣相色譜正常工作所需要的各種載氣、燃?xì)狻⒅細(xì)夂臀泊禋獾龋瑓⑴c氣相色譜的工作過(guò)程，因此氣源會(huì)影響氣相色譜分析的基線。主要體現(xiàn)在氣源供氣純度上，另外氣源（如氣體發(fā)生器）的穩(wěn)定性也是重要的影響因素。

載氣純度對(duì)基線的影響

使用氣相色譜儀進(jìn)行分析時(shí)，均要求使用高純載氣，一般建議純度為99.999%，條件難以滿足時(shí)，也應(yīng)在99.99%以上。如果載氣不純（含有微量的氧、水和烴類等）可能會(huì)導(dǎo)致多方面的影響，如基線噪聲大，長(zhǎng)期使用損壞色譜柱（含有微量的氧、水等），分析低含量烴類出負(fù)峰（含有微量烴類，非甲烷總烴可能出負(fù)峰）等。除了噪聲變大之外，也會(huì)導(dǎo)致色譜柱損壞，使分析過(guò)程產(chǎn)生嚴(yán)重柱流失和鬼峰等問(wèn)題，下圖為上例同一色譜柱使用不純載氣之后程序升溫的柱流失圖（使用FID檢測(cè)器）

氫氣和助燃?xì)猓諝猓?duì)基線的影響

在氣相色譜分析中，氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）、氮磷檢測(cè)器（NPD，又稱之為熱離子檢測(cè)器FTD）和火焰光度檢測(cè)器（FPD）均需要使用氫氣和助燃?xì)猓諝猓┤紵a(chǎn)生火焰以維持正常工作，因此氫氣的純度以及助燃?xì)猓諝猓┑碾s質(zhì)含量（尤其是烴類含量）會(huì)影響到檢測(cè)器的基線噪聲大小，氣體越潔凈，燃燒的背景值越低，基線噪聲也越小。

除了氫氣之外，助燃?xì)猓諝猓┮矔?huì)對(duì)基線噪聲造成影響，主要表現(xiàn)在：（1）使用質(zhì)量較差的鋼瓶空氣和質(zhì)量較好的鋼瓶空氣之間；（2）使用空氣發(fā)生器（空氣源），由于某些空氣發(fā)生器不能做到無(wú)油，或者室內(nèi)環(huán)境有污染物導(dǎo)致空氣發(fā)生器壓縮的空氣內(nèi)雜質(zhì)較多。下圖為氫火焰離子化檢測(cè)器（FID）使用空氣發(fā)生器和使用高純空氣（高純氧氣和高純氮?dú)饣旌希┑狞c(diǎn)火基線躍遷值，使用高純空氣躍遷值較小，說(shuō)明其中雜質(zhì)含量低，燃燒背景值小，也意味著基線噪聲更低。

鋼瓶使用方式對(duì)基線的影響

在使用鋼瓶時(shí)為了防止空氣倒灌和保證用氣安全，使用時(shí)內(nèi)部氣體不應(yīng)用盡，一般要求留有0.5MPa-1MPa的余氣；同時(shí)，當(dāng)鋼瓶氣即將用盡時(shí)候，由于下部沉積了比較多的雜質(zhì)，也會(huì)導(dǎo)致基線較差，下圖展示了當(dāng)鋼瓶空氣低于0.5MPa時(shí)，氮磷檢測(cè)器（NPD）的基線：

更換空氣鋼瓶后，相同實(shí)驗(yàn)條件下可以看到基線明顯好轉(zhuǎn)：

小結(jié)

氣源是氣相色譜分析必不可少的組成部分，氣源提供氣相色譜正常工作所需要的各種氣體，因此應(yīng)當(dāng)保證氣源的供應(yīng)質(zhì)量和正確使用。氣源引起的基線問(wèn)題除了上述氣體純度和雜質(zhì)原因之外，鋼瓶漏氣、氣體發(fā)生器內(nèi)部漏氣以及氣源供氣壓力的穩(wěn)定性不佳（氣源內(nèi)部的緩沖空間過(guò)小或者漏氣）等均會(huì)對(duì)基線造成影響，在實(shí)際使用中應(yīng)當(dāng)加以注意。

淺析氣源引起的氣相色譜儀基線問(wèn)題

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