氣相色譜常見問題簡答指南
許多氣相色譜實驗中碰到的問題通過日常維護一般都可以避免,例如,定期更換隔墊,保持進樣器和檢測器的整潔以及維護良好會解決很多問題。本文列出了許多氣相色譜的常見故障以及解決的辦法或建議。當你解決了一個故障后,請記錄下來,以幫助解決未來的問題,成為您實驗室日常維護工作中的一部分。當然也可以咨詢我們更快速準確的明確色譜問題。
一、基線問題
基線上各種異常可以歸為下述幾類:漂移,噪音,基線位置突然改變,毛刺,低頻率噪音。
基線向下漂移 |
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可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
新色譜柱剛安裝在儀器上,基線可能連續向下漂移幾分鐘,這是正常現象 | 提高柱溫箱溫度至色譜柱最高連續使用溫度附近,如果新色譜柱在初次使用中,基線連續10min中沒有下降的趨勢,應該立即冷卻色譜柱并檢查氣路有無泄露。 |
檢測器未達到平衡 | 延長檢測器平衡時間 |
檢測器或者GC系統中其他部分沉積污染物被高溫“烘烤”出對基線的干擾 | 清理系統中的污染物 |
基線向上漂移 |
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可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
色譜柱固定相被破壞 | 取決于被破壞的原因,可能是因為不潔凈的載氣和過高的使用溫度,更換新的色譜柱 |
載氣流速不穩定 | 清洗或者更換氣路中的壓力和流量調節閥,調整載氣壓力 |
噪音
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
毛細管色譜柱末端插入FID、NPD或者FPD檢測器的火焰區過深 | 重新安裝色譜柱,確保色譜柱插入插入檢測器至正確的溫度 |
使用ECD或TCD檢測器時,氣體泄露可引發基線噪音 | 檢查、維修氣路 |
使用FID,NPD或者FPD檢測器時燃氣選擇不當或者流速設置不當,引起基線噪音 | 使用干燥潔凈的高等級燃氣,調整燃氣流速 |
進樣口被污染 | 清潔進樣口,更換進樣隔墊,更換襯管中的玻璃纖維和硅烷化玻璃珠 |
毛細管色譜柱被污染 | 高溫烘焙色譜柱 切除色譜柱首端10cm 使用溶劑清洗色譜柱 更換色譜柱 |
檢測器發生故障 | 維修或者更換檢測器配件 |
檢測器電路發生故障 | 及時聯系生產商或者專業維修機構 |
Offset(基線位置突然改變)
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
電壓波動 | 觀察線路電壓與基線Offset之間的變化關系。建議安裝電源穩壓器 |
電器接口處連接不好 | 檢查電路接口處,清理接口處的污染物和銹斑,重新將松動的接口擰緊 |
進樣口被污染 | 清潔進樣口,更換進樣隔墊。更換襯管中的玻璃纖維和硅烷化玻璃珠 |
毛細管色譜柱被污染 | 高溫烘焙色譜柱 切除色譜柱首端10cm 使用溶劑清洗色譜柱 更換色譜柱 |
毛細管色譜柱末端被插入FID,NPD或者FPD檢測器的火焰過區過深 | 重新安裝色譜柱,確保色譜柱插入檢測器正確的深度 |
檢測器被污染 | 清理檢測器 |
毛刺
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
電磁干擾通過電源線或者儀器外殼形成對基線的影響 | 一般這種干擾很強有周期性,很多情況是來自附近其他的電子設備,關閉或移動這些設備,在必要的情況下增加穩壓電源,可以消除電流變化引起的干擾 |
顆粒污染進入檢測器 | 清潔檢測器,清楚顆粒雜質來源。注意:潔凈的H2燃燒時,火焰無色,有機物污染時,H2燃燒的顏色為黃色 |
氣路密封松動,氣壓升高,氣體從松動處泄露,壓力開始下降到密封可以再次密封。如此壓力周期性變化,引起基線規律性毛刺出峰 | 擰緊松動的密封 |
檢測器內部電路接口或輸出輸入信號,接口松動、積塵或者被腐蝕 | 檢查接口、清潔接口并擰緊松動部分,更換腐蝕嚴重的火焰檢測器部件 |
Wander(低頻率噪音)
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
例如溫度、電壓等環境條件的波動,會引起基線的wander | 找到環境因素的變化與基線wander間的關系,然后穩定該因素 |
溫度控制偏移,檢查變化是否與基線位置變化相關 | 測量檢測器的溫度。如正在使用TCD檢測器,檢查一遍檢測器 |
使用恒溫條件時的基線wander,那么載氣中可能含有雜質 | 更換載氣氣源或者氣體凈化器 |
進樣口被污染 | 清潔進樣口,更換進樣隔墊。更換襯管中的玻璃纖維或硅烷化玻璃珠 |
色譜柱被污染 | 高溫烘焙色譜柱 切除色譜柱首端10cm 使用溶劑清洗色譜柱 更換色譜柱 |
氣體流速控制失靈 | 清洗或者更換氣體流速調節閥 |
二、峰型問題
峰型問題有下列幾種常見現象:
~所有組分峰變小 ~分離度減小 ~平頭峰 ~對樣品的檢測靈敏度下降 ~峰伸舌 ~峰分叉
~鬼峰 ~峰拖尾 ~峰高或者峰面積不重復 ~溶劑峰被拉寬 ~負峰 ~柱性能快速下降
~保留時間漂移 ~無峰
所有組分峰變小
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
進樣后樣品滲漏,例如隔墊失效引起滲漏或者載氣流泄漏。嚴重泄漏會產生很差的峰形 | 判斷滲漏點井且進行維修,調節載氣流。 |
吹掃氣體流速過高或者進樣分流比過大 | 調整氣體流速和分流比。 |
分析大分子量或者低揮發樣品時,樣品的氣化溫度或者柱溫低 | 提高樣品氣化溫度或者柱溫。使用升溫程序時特別要注意色譜柱標示的最高使用溫度。 |
NPD檢測器中銣鹽表面被二氧化硅覆蓋這層涂覆物-般來源于色譜柱中硅樹脂的流失,或者衍生過程中硅烷化試劑的殘留 | 更換銣鹽,盡量避免硅化物進人檢測器中。銣鹽表面的硅化物熔球一般只有6個月的壽命。 |
NPD檢測器的使用溫度過高、在沒有潔凈氣流下加熱或者儲存時受潮,都會造成銣鹽的流失,直接影響檢測器對樣品的分析 | 更換銣鹽;當氣流受阻或者被切斷時 立即關閉NPD檢測器。避免過高的使用溫度。暫時停止使用NPD檢測器時,以在150°C的溫度下保持對檢測器的加熱狀態儀器長期停止使用時,使用干燥劑保存。 |
采用不分流進樣模式時,分流閥截止時間過短或者色譜柱初始溫度過高都會阻礙樣品的聚集,而影響檢測的結果 | 增加進樣過程中分流閥的截止時間 降低色譜柱的初始溫度或者使用低揮發性溶劑,使用初始柱溫低于溶劑的沸點。 |
檢測器與樣品不匹配 | 選擇對樣品有充分響應的檢測器。 |
輸出信號幅度不足 | 檢測輸出信號水平。 |
樣品的揮發 | 檢查樣品的濃度與穩定性。 |
平頭峰
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
檢測器過載,形成饅頭峰,甚至平頭峰,檢測器輸出信號溢出 | 減少樣品進樣量或者稀釋樣品 減少進樣量或者對檢測器的輸出信號進行衰減 |
峰伸舌
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
色譜柱過載 | 減少樣品進樣體積(有時需要相應的提高儀儀器的靈敏度),也可以選用大容量的色譜柱進行分析,大內徑或者厚膜柱有較大的樣品容量,但是分離能力可能會下降。 |
鬼峰-指在譜圖中出現的不明組分峰(例如空白實驗中的不明峰。)
可能的起因 | 建議采取的措施 |
以前分析的樣品在進樣口及色譜柱中形成殘留,常在提高進樣口和溫度和柱溫時出現鬼峰 | 提高停止使用前的色譜柱柱溫,并延長運行時間,讓保留其上的樣品能被充分的洗脫下來。 如果鬼峰持續出現,清潔進樣口。 在比目前更高的使用溫度條件下(不應超出允許的最高連續使用溫度)烘培色譜柱。 切除10厘米毛細柱的首端,并/或將柱子反接在系統中(殘留不多時可以保持原有的連續方向)通入載氣進行高溫清理。 使用溶劑清洗,或更換色譜柱 |
樣品進樣過程中的反閃造成樣品附近的殘留,反閃是指當樣品體積超過襯管體積,多余的部分從襯管中溢出的現象,溢出的蒸汽在隔墊、載氣進口、進樣口等溫度較低的區域冷凝濃縮形成殘留,在后續的進樣過程中,殘留再次被氣化,形成鬼峰或者對樣品的干擾 | 反閃影響可通過以下方式減小: 清洗隔墊。 減少進樣量。 使用大體積的襯管。 選擇適宜的進樣溫度。 使用氣體壓力脈沖程序。 |
進樣隔墊老化,流失以及碎屑進入襯管和色譜柱 | 清潔進樣口,更換隔墊、襯管和玻璃纖維。 |
峰高、峰面積不重復
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
平行進樣不重復,偏差大
| 加強手動進樣練習,使用自動進樣器。 |
其他峰形變化引起的峰錯位、峰干擾 | 結合“二、峰形問題”中的內容進行優化。 |
來自基線的干擾 | 結合“一、基線問題”中的內容進行優化。 |
儀器系統參數設定的改變 | 將參數設定標準化、規范化。 |
負峰
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
檢測器與數據處理系統的信號連接極性相反,呈現幾乎全部負峰 | 將信號連接倒置。 |
如果樣品組分的導熱系統高于載氣的導熱系數,使用TCD檢測器時,出現負峰應屬正常現象 | 沒有解決方案。 |
選擇性檢測某些特殊元素的檢測器過載,如ECD,NPD,FPD等,能產生正峰和負峰 | 使分析的化合物或其它高濃度的化合物在不同時間到達檢測器。使用TCD檢測器和氦氣為載氣時氫氣能產生負峰。 |
ECD檢測器在被污染后,可能在正峰的出現后跟隨一個負峰 | 清理或更換ECD檢測器 |
無峰
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
注射器損壞造成進樣失敗 | 用新的或者無損的進樣器。 |
進樣后樣品在進樣口處發生滲漏 | 清洗進樣口,擰緊松動的部分。 |
載氣流速出現異常 | 重新調整載氣的流速. |
色譜柱連接在錯誤的檢測器上或者進樣口上,甚至色譜柱發生斷裂 | 重新安裝色譜桂或者更換色譜柱 |
檢測器沒有工作,或者檢測器沒有與數據處理系統連接 | 觀察檢測器是否正常工作 (例如判斷FID的火焰是否 點燃);檢查檢測器與數據處理系統之間的連接。 |
對樣品的檢測靈敏度下降
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
色譜柱、襯管被污染,造成對乙醇、胺類和羧酸等活性物質的選擇性和靈敏度的下降 | 清洗襯管。 高溫烘培色譜柱。 使用溶劑清洗色譜柱。對樣品的選擇性下降嚴重時,更換色譜柱。 |
進樣時的樣品滲漏使樣品中組分峰減小,對于易揮發的樣品,相應造成的靈敏度下降尤其明顯 | 查找滲漏點。并按照儀器“操作維修手冊”進行維修。 |
使用分流氣化進樣模式時,色譜柱初始溫度過高,致使樣品氣化后擴散加劇,對于低沸點樣品,可能引起分析靈敏度的下降 | 使用低于樣品溶劑沸點的初始柱溫。使用高沸點的溶劑。 |
進樣口歧視-進樣口溫度太低。較遲洗脫和低揮發性化合物有較低的響應 | 增加進樣溫度。 |
峰分叉
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
進樣過急、不平穩,形成二次進樣 | 加強手動進樣練習,使用自動進樣器。 |
色譜柱安裝失敗 | 重新安裝色譜柱。 |
溶劑不匹配-固定相極性與溶劑極性不匹配 | 改變溶劑,使用更大的分流比,安裝保留間隙管,或改變固定相。 |
錯誤的襯管,不能在同一地方氣化樣品 | 如果可能的話,使用中間有玻璃毛的襯管。 |
柱溫波動 | 修理儀器的溫度控制部分。 |
不分流進樣或者柱頭進樣時,樣品溶劑 的混合 | 使用相同的樣品溶劑。 |
不分流進樣時,由于進樣量大,進樣時間長,希望利用“溶劑效應”進行譜帶濃縮。如果用的溶劑對固定相的濕潤性差,溶劑將在柱中形成幾米長、厚度不均的溶劑帶,破壞正常的譜帶深伸縮,樣品被分離后的譜峰會被拉寬分叉。 | 在毛細管色譜柱的前端連接5米左右的去活、末涂覆固定液的毛細柱管。 |
峰拖尾
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
襯管、色譜柱被污染,或者有活化中心點 | 清洗、更換襯管。 不要使用含玻璃纖維的襯管。 使用溶劑沖洗色譜柱。 |
襯管、色譜柱安裝不當,存在死體積 | 注射惰性樣品(如甲烷),如果出峰拖尾,表明色譜柱安裝不當。重新安裝襯管和色譜柱。 |
色譜柱柱頭不平 | 用寶石頭筆或者陶瓷切片平滑地切開色譜柱保護層,然后在刻痕處折段柱體。用20x放大鏡仔細檢查切口,如果切口不平、有裂痕或有碎屑進入柱中,重新切割。切割后的柱頭保持向下,安裝卡套和螺母,防止切割碎屑進人色譜柱中。 |
固定相的極性與溶劑極性不匹配 | 選擇其他型號的固定相。一般非極性柱或不干凈的色譜柱分析極性樣品時,經常發生峰拖尾 |
在樣品流經的路線有冷阱 | 消除在樣品流經的線路中的過低溫度區。 |
襯管或者色譜柱中堆積切割碎屑 | 清理更換襯管,切除柱頭10cm。 |
進樣時間過長 | 縮短進樣時間。 |
分流比過低 | 增加分流比,至少大于20/1。 |
迸樣量過高 | 減少進樣體積或者稀釋樣品。 |
醇胺、伯胺、叔胺和羧酸類物質的分析易產生拖尾 | 選擇更高極性指標的色譜柱。 對樣品進行衍生處理。 |
保留時間漂移
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
柱溫變化 | 檢查柱溫箱的溫度。 |
氣體流速變化 | 注射不保留,可被檢測的樣品(例如甲烷)測定載氣的線速度,調節載氣壓力。 |
進樣口泄露 | 檢查進樣口隔墊,如果損壞,立即更換。 判斷其他泄漏處,維修泄漏處。 |
溶劑變化 | 樣品與標準品使用同樣條件的溶劑。 |
色譜柱污染 | 高溫烘培色譜柱。 切除色譜柱柱頭10cm。 溶劑清洗色譜柱,或者更換新的色譜柱。 |
分離度下降
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
色譜柱固定相破壞 | 更換新的色譜柱。這種情況多為固定相的過度流失。 |
進樣器問題 | 檢查泄漏,維修泄漏處。 檢查溫度的適應性。 檢查分流比。 檢查吹掃時間。 檢查襯管中是否積污。 檢查襯管中的玻璃纖維。 |
樣品濃度過高 | 稀釋樣品。 減少進樣量。 采用高分流比。 |
溶劑峰拉寬
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
色譜柱安裝失敗 | 重新安裝色譜柱。 |
樣品滲漏 | 判斷其滲漏點,維修滲漏點。 |
進樣量高 | 減少進樣量或稀釋樣品。 |
進樣溫度過低 | 提高氣化溫度,保證進樣后樣品瞬間氣化。高于色譜柱連續使用溫度的氣化溫度,不會破壞色譜柱的使用。 |
分流比過低 | 提高分流比。 |
柱溫過低 | 提高柱溫。使用更低沸點溶劑。 |
不分流進樣時,初始柱溫過高 | 降低初始柱溫。使用高沸點的溶劑,使初始柱溫低于溶劑的沸點。 |
吹掃時間過長(不分流進樣) | 定義短時間的吹掃程序。 |
柱效快速下降
可能引起的原因 | 建議采取的措施 |
色譜柱斷裂
| 重新安裝色譜柱。 注意: 防止損壞聚酰亞胺涂層。 避免使用在高于370℃的溫度下。 防止色譜柱的磨損擦傷(例如色譜柱安裝不當,輕微的震蕩會使色譜柱與柱溫箱內的銳邊接觸,擦傷保護層) 不要過分地彎曲或扭曲柱體。色譜柱的斷裂不一定在保護層被破壞后立刻發生的,但保護層的損傷卻常常是致命的。 |
色譜柱在過高的溫度下長期使用 | 更換色譜柱。降低使用溫度至安全的范圍內。 |
有氧進入色譜柱中,特別在升溫的過程中 | 使用純凈的載氣。 查找氣路中的泄露點,并及時維修。 |
無機酸、堿對色譜柱的化學損害 | 避免讓無機酸、堿進入色譜柱中。 |
不揮發、難揮發物質對色譜柱的污染 | 防止不揮發、難揮發的物質進入色譜柱中。 建議使用保護柱。 |