影響氣相色譜基線的因素之一:氣源
在氣相色譜分析中,基線問題是常見的維護(hù)熱點(diǎn)?;€問題主要包括三個方面:基線噪聲大;出現(xiàn)躍遷、雜峰等;有規(guī)律/無規(guī)律波動等。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、波動可能會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題,積極排查和解決問題。
引起氣相色譜儀器基線問題的原因多種多樣,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)按照儀器使用說明書正確設(shè)置和操作儀器;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。本期將介紹氣源引起的氣相色譜基線問題的一些實(shí)例。
一 氣源
1.1 概述
對于氣相色譜儀而言,氣源是的組成部分,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)?、助燃?xì)夂臀泊禋狻?/p>
載氣用于將樣品帶入儀器系統(tǒng)進(jìn)行分離和測定。常用的載氣有氫氣、氦氣、氮?dú)?、氬氣等。燃?xì)夂椭細(xì)庥糜谔峁z測器內(nèi)部形成火焰和進(jìn)行燃燒;燃?xì)庖话阒笟錃?,助燃?xì)庵缚諝猓ㄕ堊⒁猓灰褂醚鯕猓?。尾吹氣一般與載氣類型相同,作用有很多,比如稀釋火焰,消除檢測器死體積等,用于采用毛細(xì)柱分離的情況。除上面所說之外,還有轉(zhuǎn)化爐使用的氫氣,驅(qū)動閥所用的空氣/氮?dú)獾取?/p>
氣相色譜中的氣體除了載氣之外,燃?xì)?、助燃?xì)?、尾吹氣和轉(zhuǎn)化爐使用的氫氣、驅(qū)動多通閥轉(zhuǎn)動的氣體均可稱之為輔助氣。
1.2 氣源對氣相色譜分析基線的影響
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?,參與氣相色譜的工作過程,因此氣源會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。
1.2.1 載氣純度對基線的影響
使用氣相色譜進(jìn)行分析時,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,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)可能會導(dǎo)致多方面的影響,如基線噪聲大,長期使用損壞色譜柱(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,也會導(dǎo)致色譜柱損壞,使分析過程產(chǎn)生嚴(yán)重柱流失和鬼峰等問題。
1.2.2 氫氣和助燃?xì)猓諝猓€的影響
在氣相色譜分析中,氫火焰離子化檢測器(FID)、氮磷檢測器(NPD,又稱之為熱離子檢測器FTD)和火焰光度檢測器(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)會影響到檢測器的基線噪聲大小,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€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。
1.2.3 鋼瓶使用方式對基線的影響
在使用鋼瓶時為了防止空氣倒灌和保證用氣安全,使用時內(nèi)部氣體不應(yīng)用盡,一般要求留有0.5MPa-1MPa的余氣;同時,當(dāng)鋼瓶氣即將用盡時候,由于下部沉積了比較多的雜質(zhì),也會導(dǎo)致基線較差。
1.3 小結(jié)
氣源是氣相色譜分析的組成部分,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)部的緩沖空間過小或者漏氣)等均會對基線造成影響,在實(shí)際使用中應(yīng)當(dāng)加以注意。
文章來源:VX 氣相色譜分析