操作
尾吹氣的使用
尾吹氣是從
色譜柱出口直接進入檢測器的一路氣體,又叫補充氣或輔助氣。填充柱不用尾吹氣,而毛細管
大多採用
尾吹氣。這是因為毛細管柱內載氣流量太低(常規為1~3ml/min),不能滿足檢測器的最佳操作
條件(一般檢測器要求20ml/min的載氣流量)。在色譜柱後增加一路載氣直接進入檢測器,就可保證檢測
器在高靈敏度狀態下工作。尾吹氣的另一個重要作用是消除檢測器的死體積的柱外效應。經分離的化合物
流出
色譜柱後,可能由於管道體積的增大而出現體積膨脹,導致流速緩慢,從而引起譜帶展寬。加入尾吹
氣後就消除了這一現象。
那么,尾吹氣流量究竟多少合適呢?這要看所用檢測器和色譜柱的尺寸而定。比如,用0.53mm大口徑柱時
,柱內流量可達15ml/min,這對微型
TCD和單絲TCD來說已經夠大了,就沒有必要再加尾吹氣了。而對於
FID、
NPD、
FPD則需要至少10ml/min的尾吹氣的流量,對於
ECD就需要20ml/min的尾吹氣(ECD一般需要載
氣總流量大於25ml/min)。使用常規或微徑柱時,尾吹氣流量應相應加大。經驗參考值為:FID、NPD、
FPD需要柱內載氣和尾吹氣的流量之和為30ml/min左右,ECD則需要40~60ml/min。當需要在最高靈敏度狀
態下工作時,應針對具體樣品最佳化尾吹氣流量以及其他氣體流量。一般情況下尾吹氣所用氣體類型應與載
氣相同。
尾吹氣流量是在安裝好色譜柱後,在檢測器出口處用皂膜流量計測定的。注意,測定尾吹氣流量時要關閉
其他氣體(如使用FID時要關閉空氣和氫氣),用0.32以下內徑的色譜柱時,可不關閉柱內載氣,這時測
得的流量為柱內載氣和尾吹氣流量之和。
FID使用注意事項
1. FID雖然是通用型檢測器,但是有些物質在此檢測器上的回響值很小或無回響。這些物質包括永久氣體
、鹵代矽烷、H2O、NH3、CO、CO2、CS2、Ccl4等等。所以,檢測這些物質時不應使用
FID。
2. FID是用氫氣和空氣燃燒所產生的火焰使被測物質離子化的,故應注意安全問題。在未接色譜柱時,不
要打開氫氣閥門,以免氫氣進入柱箱。測定流量時,一定不能讓氫氣和空氣混合,即測氫氣時,要關閉空
氣,反之亦然。無論什麼原因導致火焰熄滅時,應儘快關閉氫氣閥門,直到排除了故障,重新點火時,再
打開氫氣閥門。高檔儀器有自動檢測和保護功能,火焰熄滅時可自動關閉氫氣。
3. FID的靈敏度與氫氣、空氣和氮氣的比例有直接的關係,因此要注意最佳化。一般三者的比例接近或等於
1:10:1 ,如氫氣30~40ml/min ,空氣300~400ml/min ,氮氣30~40ml/min 。另外,有些儀器設計有不
同的噴嘴分別用於填充柱和毛細柱,使用時要查看說明書。
4. 為防止檢測器被污染,檢測器溫度設定不應底於色譜柱實際工作的最高溫度。一旦檢測器被污染,輕
則靈敏度下降或噪聲增大,重則點不著火。消除污染的辦法是清洗,主要是清洗噴嘴表面和氣路管道。具
體辦法是拆下噴嘴,依次用不同的溶劑(
丙酮、
氯仿和
乙醇)浸泡,並在超音波水浴中超聲10min以上。
還可用細不鏽鋼絲穿過噴嘴中間的孔,或用酒精燈燒掉噴嘴內的油狀物,以達到徹底清洗的目的。有時使
用時間長了,噴嘴表面會積碳(一層黑色的沉積物),這會影響靈敏度。可用細紗紙輕輕打磨表面除去。
清洗之後將噴嘴烘乾,再裝在檢測器進行測定。
TCD使用注意事項
1. 確保熱絲不被燒斷!在檢測器通電之前,一定要確保載氣已經通過了檢測器,否則,熱絲可能被燒
斷,致使檢測器報廢!同時,關機時一定要先關檢測器電源,然後關載氣。任何時候進行有可能切斷通過
TCD載氣流量的操作,都要關閉檢測器電源。這是TCD操作必須遵循的規則!
2. 載氣中含有氧氣時,會使熱絲壽命縮短,所以有TCD時載氣必須徹底除氧。而且不要使用聚四氟乙烯
作載氣輸送管,因為它會滲透氧氣。
3. 載氣種類對TCD的靈敏度影響較大。原則上講,載氣與被測物的傳熱係數之差越大越好,故氫氣或氦
氣作載氣時比氮氣作載氣時的靈敏度高。當然,要測定氫氣時就必須用氮氣作載氣。
NPD使用注意事項
1.
NPD是在
FID基礎上發展起來的,它與FID的不同在於增加了一個熱離子源(由銣鹽珠構成),其用
微氫焰。在熱離子源通電加熱的條件下,含氮和含磷化合物的離子化效率大為提高,故可選擇性地檢測這
兩類化合物。由於用氫氣,NPD的安全問題與FID相同。
2. 熱離子源的溫度變化對檢測器靈敏度的影響極大。溫度高,靈敏度就高,但銣鹽珠的壽命就會縮短
。增加熱離子源的電壓,加大氫氣流量,均可提高靈敏度。然而必須要注意,空氣流量太低又會導致檢測
器的平衡時間太長;氫氣流量太高,又會形成FID那樣的火焰,大大降低了銣鹽珠的使用壽命,而且破壞
了對氮和磷的選擇信性回響。氣體流量一般設定為,氫氣3~4ml/min ,空氣100~120ml/min ,用填充柱和
大口徑柱,載氣流量在20ml/min左右,不用尾吹氣,用常規毛細柱時,尾吹氣設定為30ml/min左右。
3. 在調節和設定熱離子源的電壓時,切記關閉檢測器電源,以免不小心燒毀銣鹽珠。
4. 熱離子源的活性元素(銣鹽)容易被污染縮短使用壽命。要延長其使用壽命應注意;第一,避免
SiO2進入檢測器,色譜柱要很好的老化,尤其矽氧烷類固定液,其液膜要薄。還要避免衍生化後樣品中有
SiO2殘留進入色譜柱。第二,關閉載氣(如換鋼瓶或換色譜柱)前,應將熱離子源的電壓調為0,否則沒
有載氣通過,銣鹽珠會在幾分鐘內燒毀。第三,在滿足靈敏度要求的條件下,儘可能用低的熱離子源電壓
。第四,儀器存放要避免潮濕,當儀器不用時,最好保持檢測器溫度在100以上(熱離子源電壓要關閉)
。第五,如果一段時間不進樣分析(如過夜),就應該降低熱離子源電壓,但不要關閉。因為減低電壓後
銣鹽珠仍是熱的,再進樣時升高電壓很快就能穩定。如果關閉後再通電壓,則檢測器需要幾小時的平衡時
間。
ECD使用注意事項
1. 防止放射性的污染。
ECD都有放射源(一般為63Ni),故檢測器出口一定要管道接到室外,最好接到
通風出口。不經過特殊培訓,不要自己拆開ECD。要遵循實驗室有關放射性的管理條例。比如,至少6個月
應測試有無放射性泄露。
2. ECD的操作溫度一般要高一些,常用溫度範圍為250~300℃。
清洗
在色譜操作過程中,鑑定器有時受固定相流失及樣品中的高沸點成分、易分解及腐蝕性物質的作用而被沾污,以至不能正常進行工作,因而提出了如何清洗鑑定器的問題。若沾污的物質僅限於高沸點成分,通常可將鑑定器加熱至最高使用溫度後,再通入載氣,就可清除。使用有放射源的鑑定器時加熱要多加小心,例如通常以氚源作成的電子捕獲鑑定器一般都不能超過120度,此外還應注意加熱的溫度不能損壞鑑定器的絕緣材料。
如用加熱法不適宜,也可以用純的丙酮等溶液從進樣口注入(每次可注入幾十微升)進行清洗,這在沾污程度較輕時是有效的。
若以上方法都不能解決沾污問題,應將鑑定器卸下進行較徹底的清洗,先選擇適宜溶劑,要既能溶解沾污物又不能損壞鑑定器,用注射器注入測量池進行清洗。若有條件,用超生波清洗就更理想些,要注意的是:清洗的部分不能用手摸。
熱傳導鑒測器的清洗
將
丙酮,
乙醚,
十氫萘等溶劑裝滿鑑定器的測量池,浸泡一段時間(20分鐘左右)後傾出,如此反覆進行多次至所傾出的溶液比較乾淨為止。當選用一種溶劑不能洗淨時,可根據沾污物的性質先選用高沸點溶劑進行浸泡清洗,然後再用低沸點溶劑反覆清洗。洗淨後加熱趕去溶劑,再裝到儀器上,加熱鑒測器,通載氣沖洗數小時後即可使用。
氫焰離子化鑒測器的清洗
當沾污不太嚴重時,可不必卸下清洗,此時只需要將
色譜柱取下,用一根管子將進樣口與鑑定器聯接起來,
然後通載氣並將鑒測器爐溫升至120度以上,從進樣口先注入20微升左右的蒸餾水,再用幾十微升丙酮或氟里昂(Freon113等)溶劑進行清洗。在此溫度下保持1-2小時檢查基線是否平穩,若仍不滿意可重複上述操作或卸下清洗。
當沾污比較嚴重時,必須卸下清洗。先卸下收集極,正極,噴嘴等,若噴嘴是石英材料製成的,先將其放在
水中進行浸泡過夜。若噴嘴是不鏽鋼等材料做成,則可與電極等一起,先小心用細砂紙(300-400#)磨,再用適當溶劑(浸泡如
甲醇與
苯1:1),也可以用超音波清洗,最後用甲醇洗淨,放置於烘箱中烘乾。注意勿用含鹵素的溶劑(如
氯仿、
二氯甲烷等)。以免與
聚四氟乙烯材料作用,導致噪聲增加。
洗淨後的各個部件,要用鑷子取,勿用手摸。烘乾後裝配時也要小心,否則會再度沾污。裝入儀器後,先通載氣30分鐘,再點火升高檢測室溫度,最好先在、120度保持數小時之後,再升至工作溫度。
電子捕獲鑒測器的清洗
電子捕獲鑒測器中有放射源,通常為H3或Ni63,因此要特別小心。
先拆開鑑定器中有放射源箔片,然後用2:1:4的
硫酸、
硝酸及水溶液洗鑒測器的金屬及聚四氟乙烯部分。
當清洗液已乾淨時,再用蒸餾水清洗,然後用丙酮洗,再置於100度左右的烘箱中烘乾。
對H3源箔片,先用
己烷或
戊烷淋洗,絕不能用水洗。廢液要用大量水稀釋後棄去。
對Ni63源更應小心,絕不能與皮膚接觸,只能用長鑷子操作。先用
乙酸乙酯加
碳酸鈉淋洗或用苯淋洗,再
於沸水中浸泡5分鐘,取出烘乾,裝入鑑定器中。裝入儀器後通載氣30分鐘,再升至操作溫度,幾小時後備用。清洗剩下的廢液要用大量水稀釋後才能棄去。
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