熱導(dǎo)氣相色譜儀使用的幾點注意事項

　　　　摘要：根據(jù)省市果蔬保鮮重點實驗室使用TCD氣相色譜儀的經(jīng)驗，提出教學與科研過程中，TCD的日常使用注意事項、色譜柱 的老化和再生以及注射進墊的使用注意事項。 關(guān)鍵詞：TCD 色譜柱注射進墊
　　　　氣相色譜分析是一種效能高、選擇性 好、靈敏度高、檢出限低、分析速度快、樣品 用量少、應(yīng)用廣泛的分析方法。它能用于氣 體試樣的分析，也能用于易揮發(fā)或可轉(zhuǎn)化 為易揮發(fā)的液體或固體的分析；不僅可分 析有機物，也可分析部分無機物。一般地 說，只要沸點在500°C以下、熱穩(wěn)定性良好、 相對分子質(zhì)量在400以下的物質(zhì)，原則上都 可采用氣相色譜法進行分析。因此，氣相色 譜儀在目前高校的教學與科研中的使用也 越來越普遍。華南農(nóng)業(yè)大學目前已有固定 資產(chǎn)記錄的氣相色譜儀已達23臺，其中園 藝學院有4臺，部分教研室目前還在采購 中。
　　使用TCD應(yīng)注意的幾個問題
　　氣相色譜儀主要由氣路系統(tǒng)、進樣系 統(tǒng)、色譜柱、檢測器、信號放大處理系統(tǒng)和 記錄儀等部分組成。穩(wěn)定的載氣，將汽化的 樣品由汽化室送入色譜柱，在色譜柱中不 同組分得到分離后，從色譜柱中流出，經(jīng)過 檢測器，被分開的組分就形成一個一個的 色譜峰記錄在記錄儀上。其中檢測器是檢 測組分的重要器件。檢測器一般由傳感器 與檢測電路組成。傳感器利用被測物質(zhì)的 各種物理化學性質(zhì)與載氣的差異，檢測出 被測物質(zhì)的存在及其量值。檢測電路則是 把傳感器產(chǎn)生的信號轉(zhuǎn)變成電信號的裝 置。TCD,即熱導(dǎo)檢測器，是利用被測組分 與載氣熱導(dǎo)率不同而響應(yīng)的濃度型檢測 器，由載氣的導(dǎo)熱系數(shù)與組分的導(dǎo)熱系數(shù) 相差越大，靈敏度越高，一般要求以導(dǎo)熱系 數(shù)大的氫氣或氦氣作載氣。
　　本實驗室采用純度高達99.999%的氦 氣做載氣，在TCD使用過程中要求注意以
　　下幾點。
　　每次啟動前，通載氣10min~15min 后才能加電流啟動TCD,以防止氣路中殘 留的氧的影響。
　　當檢測器達到所需溫度，并穩(wěn)定后， 才能加電流，防止燒壞熱絲。
　　工作結(jié)束時應(yīng)先關(guān)橋電流，并進行降 溫，待檢測器溫度降到100C以下時才能關(guān)閉 載氣，防止高溫下氧氣滲入，氧化電熱絲。
　　更換進樣墊或色譜柱前，一定要先 關(guān)橋流，降溫后再操作。
　　沒有充分老化的色譜柱以及長時間 老化中的色譜柱不要直接連接檢測器。
　　在日常使用過程中，可能出現(xiàn)在其 他條件都穩(wěn)定的情況下，基線長時間以上 不能穩(wěn)定的現(xiàn)象，這時可能是檢測器潮濕 或者受污染導(dǎo)致的，可將檢測器溫度設(shè)置 在200C左右加熱一段時間。
　　橋流值的選擇：本實驗室該氣相色 譜儀由于使用的頻率比較高，使用時間也 已達5年之久，因此出現(xiàn)了對印2的測定達 不到以前的低限問題。我們使用高純He做 載氣，在zui高靈敏度下，在經(jīng)過一系列措 施，如對柱子進行除雜再生等，仍不能恢復(fù) 到原來的檢測下限，因此采取通過提高橋 流來提高靈敏度，從而達到恢復(fù)CO2的測定 下限的目的。但是橋流的增加除提高靈敏 度外，沒有其他好處，同時可能引起以下問 題：高橋流時，檢測器對空氣進入氣路、不 適當?shù)闹魇У雀用舾?；基線噪聲、漂移 通常和橋流值成正比；橋流波動，定量誤差 也波動；過大的電流，熱絲容易氧化燒壞。 橋流的zui大值要根據(jù)使用熱絲的材料、池 體溫度和載氣種類來做適當?shù)倪x擇。在操 作中，只要能滿足靈敏度要求，選擇較低的 橋流對各方面都有利，同時能獲得更好的 信噪比。
　　色譜柱的老化和再生及應(yīng)注意的問題
　　色譜柱的老化，是指在較低的載氣流 速下，將色譜柱溫度設(shè)置高于樣品檢測溫 度，低于色譜柱固定液zui高使用溫度進行 “燒柱子”。新色譜柱殘留有有機溶劑或其 他沸點低的雜質(zhì)，不經(jīng)老化就用于分析，很 可能會污染檢測器；新的填充柱經(jīng)老化后， 一方面能除去對分析不利的雜質(zhì)，另一方 面能促進固定液均勻、牢固地分布在載體 上，提高柱的分離效能，提高穩(wěn)定性。
　　色譜柱的再生：色譜柱使用一段時間 后，會滯留一些高沸點的組分、氧化物或其 他污染物等, 柱效降低, 如該機子在使用過 程中可能出現(xiàn)：樣品峰形展寬，保留時間發(fā) 生了明顯變化；峰拖尾或者出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象； 基線漂移等現(xiàn)象。這時，則需要用老化柱子 的方法，通過高溫除去污染物，恢復(fù)柱效。 使用過的填充柱，如果有超過3個月甚至1 個月沒有使用，則可能受污染，需老化后才 能使用。
　　本實驗室采用的色譜柱為填充柱，色 譜柱老化時應(yīng)注意以下幾點。
　　新柱子老化以及舊柱子長時間老化 時，色譜柱不得與檢測器連接；短時間老化 除雜時，檢測器溫度一定要比柱溫至少高 10C,以防止檢測器受污染。長時間老化 時，采用程序升溫的方法，填充柱一般 升溫速率為10C/min。
　　老化時載氣流量不得太大（一般為 30mL/min左右），否則可能將填充柱的固定 液從一頭壓到另一頭，容易造成柱效下降、 峰拖尾。
　　老化的zui高溫度不得超過色譜柱允 許使用的zui高溫度（可從色譜柱信息牌上 獲得），至少比色譜柱允許使用的zui高 溫度低10C。
　　老化的溫度越低越好，原則上比分 析樣品所用的溫度高25C即可。
　　老化時間從幾個小時到數(shù)天不等。 柱子再生的老化可能需要十幾個小時，有 些新柱子的老化可能要3天以上。為了解老 化效果是否達到要求, 可將柱子降到室溫 后，接入檢測器，在分析條件下觀察基線， 若能獲得平穩(wěn)的基線即可。過分老化可能 導(dǎo)致固定液流失盡，柱子失去分離作用。本 實驗室所測樣品為氣體，每次使用前后可 進行十幾分鐘的老化進行除雜，這樣可降 低色譜柱被污染的幾率。
　　進樣隔墊使用注意事項
　　進樣隔墊的作用是保證氣路系統(tǒng)中， 進樣口處于密封狀態(tài)，無論進樣與否，防止漏氣，避免外部氣體滲入。本實驗室該氣相 色譜儀目前只用于氣體樣品的分析，一般 用注射針進樣，對進樣隔墊的使用應(yīng)注意 以下幾點。
　　要選擇質(zhì)量合格的隔墊，要達到耐 高溫的要求，否則進樣墊可能在很低的溫 度下則變質(zhì)流失或變形。我們目前采用的 隔樣墊要求能耐400°C以上高溫。
　　選用盡可能低的進樣口溫度。進樣 口溫度越高，隔墊的壽命越短，因此，在實 際操作時，進樣口溫度能滿足要求即可，不 能盲目地把溫度升高。
　　選用的注射針要針尖鋒利、無倒刺。 針尖的質(zhì)量對隔墊使用的穿刺次數(shù)影響zui 大，采用質(zhì)量差的注射針進樣，一方面會大 大降低隔墊的使用次數(shù)，另一方面會造成 進樣量的損失，因此，要求使用質(zhì)量較好的 注射針進樣。
　　隔墊的更換：隔墊使用一定次數(shù)后 要進行更換。當出現(xiàn)以下現(xiàn)象時，則可能是 隔墊漏氣，需要進行更換；進樣后，出現(xiàn)色 譜峰后，基線上移或下移；保留時間發(fā)生了 變化。更換隔墊前應(yīng)先關(guān)閉TCD電流，并將 進樣口溫度、爐溫和檢測器進行降溫，待進樣 口和爐溫降至室溫,檢測器溫度降至100C以 下時，方可進行操作；更換隔墊時應(yīng)使用鑷 子，避免用手直接接觸；要防止碎渣進入色 譜柱，引起峰拖尾。更換新隔墊時，進樣口 墊帽螺母不要擰得太緊，一般擰緊后應(yīng)往倒擰1/4至半圈，或根據(jù)柱前壓大小適當 調(diào)節(jié)松緊，以保證拔針不漏氣為準。否則， 一方面隔墊很難穿刺，不好進樣，另一方面 會大大降低隔墊使用壽命。扎針一定次數(shù) 后，再將螺母擰緊。
　　其他問題及其解決辦法：
　　該儀器在使用過程中還可能出現(xiàn)以下 情況。
　　進樣后不出峰。解決辦法：檢查色譜 柱是否與檢測器相連；是否加載TCD電流。 該問題基本是由于學生粗心大意造成的， 一方面對儀器及其工作原理不熟悉，另一 方面急于做實驗，未了解儀器狀況即進樣。
　　進樣后峰重疊。解決辦法：對色譜柱 進行再生；降低載氣流速，減少進樣量，降 低柱溫。
　　拖尾。解決辦法：清潔進樣口；對色 譜柱進行再生；提高分析溫度。
　　出現(xiàn)平。解決辦法：減少進樣 量；提高柱溫；降低載氣流速。