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色譜柱如何安裝、老化及驗(yàn)收?

更新時(shí)間:2023-07-25      點(diǎn)擊次數(shù):1365

在檢測過程中,更換新的色譜柱是會(huì)經(jīng)常碰到的事情。液相色譜柱的更換只需要把兩端的螺帽擰緊就行,十分簡單。而對于氣相來說,更換色譜柱則是比較繁瑣的事情,而且安裝不當(dāng),不但無法進(jìn)行檢測,而且會(huì)對色譜柱和機(jī)器的性能產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷,甚至可能會(huì)出現(xiàn)安全事故,特別是使用氫氣等可燃性氣體作為載氣時(shí),要特別小心。
    新買的色譜柱或長時(shí)間沒有使用的色譜柱,在使用前都需要進(jìn)行老化處理,以除去色譜柱中殘留的氧化物、未交聯(lián)的固定液等;新買的色譜柱還要進(jìn)行驗(yàn)收工作以保證其能滿足實(shí)驗(yàn)室分析的要求。那么在日常分析工作中,如何進(jìn)行正確的安裝、老化和驗(yàn)收色譜柱呢?

 

1原因

色譜柱要正確安裝,才能發(fā)揮其*的性能和延長其使用壽命。安裝不正確將嚴(yán)重影響目標(biāo)物的分離,出現(xiàn)色譜峰形異常或鬼峰,不但嚴(yán)重影響定量精度,甚至使分析工作無法進(jìn)行。
    色譜柱安裝不正確,有可能會(huì)導(dǎo)致色譜柱的破損或堵塞,如安裝過程中沒有將柱頭朝下,即可能使密封墊碎屑進(jìn)入柱管而造成堵塞。
    石英毛細(xì)管柱的聚酰亞胺涂層,如有少許破損就可能導(dǎo)致脆弱的石英毛細(xì)管發(fā)生斷裂。如已經(jīng)斷裂的色譜柱,仍在高溫下連續(xù)運(yùn)行或是作多階溫度程序運(yùn)行,很可能損壞色譜柱,因破裂的后半段暴露在高溫的氧氣中,這樣一來會(huì)很快地破壞固定相。
    如果使用氫氣作為載氣,因安裝不正確,可能會(huì)導(dǎo)致漏氣,甚至發(fā)生爆炸,很可能出現(xiàn)安全事故,危及儀器及操作者的生命安全。
    對色譜柱進(jìn)行老化,一方面是*除去填充物中的殘留溶劑和某些揮發(fā)性的物質(zhì);另一方面是促進(jìn)固定液均勻牢固地分布在擔(dān)體的表面上。
    因?yàn)闅庀嗌V柱的固定相通常是以涂覆的形式分布在柱管管壁內(nèi)側(cè)(毛細(xì)管柱)或載體表面(填充柱)上的,對于一根新的氣相色譜柱,外層固定相與載體的結(jié)合往往較弱,在高溫下使用會(huì)緩慢流失,造成基線起伏和噪聲升高,為了避免這一現(xiàn)象發(fā)生,可以預(yù)先在較高溫度下(一般為色譜柱的zui高耐受溫度)加熱一段時(shí)間,使結(jié)合較弱的固定相揮發(fā)出去,從而使后面的分析不受干擾。此外,對使用時(shí)間較長的氣相色譜柱可進(jìn)行老化操作,可以除去色譜柱中殘留的污染物。

2解決方案

色譜柱的安裝
把毛細(xì)管柱安裝在色譜儀上時(shí),需要將其兩端分別與進(jìn)樣口和檢測器相連接。一般儀器所用的接頭有兩種,分別是內(nèi)螺紋接頭和外螺紋接頭。原理都是用一個(gè)石墨密封墊,通過接頭壓緊而達(dá)到固定和密封的目的。
正確的安裝請參考以下步驟:
a. 檢查氣體過濾器、載氣、進(jìn)樣墊和襯管等,保證輔助氣和檢測器的用氣暢通有效。如果以前做過較臟樣品或活性較高的化合物,需要將進(jìn)樣口的襯管清洗或更換。
b. 先將密封墊套在柱頭,此時(shí)應(yīng)將柱頭向下,避免密封墊碎屑進(jìn)入柱管而造成堵塞。

將石墨墊套在柱頭后,應(yīng)將柱頭截去12cm??捎脤iT的柱切割器,也可用一個(gè)開安剖瓶的磁片,在柱頭上輕輕地劃一下,然后用手掰斷。這樣做可以保證柱端是整潔的,又避免了柱頭污染物對分析的干擾,因?yàn)榻厝チ舜┻^密封墊時(shí)可能進(jìn)入柱頭的污染物,或者運(yùn)輸過程中可能損壞的柱端。
    將色譜柱連接于進(jìn)樣口上,色譜柱在進(jìn)樣口中插入深度根據(jù)所使用的GC儀器不同而定。正確合適的插入能zui大地保證試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。通常來說,色譜柱的入口應(yīng)保持在進(jìn)樣口的中下部,當(dāng)進(jìn)樣針穿過隔墊*插入進(jìn)樣口后,如果針尖與色譜柱入口相差12cm,這就是較為理想的狀態(tài)。檢測器一端則是柱出口盡量接近檢測點(diǎn)(如FID的火焰),以避免死體積造成的柱外效應(yīng)(具體的插入程度和方法參見所使用GC的使用手冊)。避免用力彎曲擠壓毛細(xì)管柱,并小心,不要讓標(biāo)記牌等有鋒利邊緣的物品與毛細(xì)柱接觸摩擦,以防柱身斷裂受損。
c.用手把連接螺母擰上,擰緊后(用手?jǐn)Q不動(dòng)了)用扳手再多擰1/4-1/2圈,保證安裝的密封程度。

因?yàn)椴痪o密的安裝,不僅會(huì)引起載氣的泄漏,而且有可能對色譜柱造成*損壞。為保證柱端伸出的長度準(zhǔn)確,可在截去柱端后,先量好柱頭伸出長度,然后用記號(hào)筆或改字液在接頭下方的色譜柱上做記號(hào),擰緊接頭以后保證該記號(hào)正好位于柱頭端面。這樣就避免了擰緊過程中柱管移動(dòng)可能造成的伸出長度不準(zhǔn)確。
d. 接通載氣
當(dāng)色譜柱與進(jìn)樣口接好后,可參考表3.4,由柱長、柱內(nèi)徑等參數(shù)選取初始的柱前壓,然后通載氣,調(diào)節(jié)柱前壓以得到合適的載氣流速。
將色譜柱的出口端插入裝有正己烷的樣品瓶中,正常情況下,我們可以看見瓶中穩(wěn)定持續(xù)的氣泡。如果沒有氣泡,就要重新檢查一下載氣裝置和流量控制器等是否正確設(shè)置,并檢查一下整個(gè)氣路有無泄漏。等所有問題解決后,將色譜柱出口從瓶中取出,保證柱端口無溶劑殘留,再進(jìn)行下一步的安裝。

e. 將色譜柱連接于檢測器上,其安裝和注意的事項(xiàng)與色譜柱與進(jìn)樣口連接大致相同。

如果在應(yīng)用中系統(tǒng)所使用的是ECDNPD等,那么在老化色譜柱時(shí),應(yīng)該將柱子與檢測器斷開,這樣檢測器可能會(huì)更快達(dá)到穩(wěn)定。
f. 確定載氣流量,再對色譜柱的安裝進(jìn)行檢查。

注意:如果不通入載氣就對色譜柱進(jìn)行加熱,會(huì)快速且*性的損壞色譜柱。
色譜柱的老化與老化效果檢測
色譜柱安裝和系統(tǒng)檢漏工作完成后,就可以對色譜柱進(jìn)行老化了。
a.老化的方法:
老化的方法通常是將色譜柱升至一恒定溫度,通常為其溫度上限。特殊情況下,可加熱至zui高使用溫度之上約1020左右,但是一定不能超過色譜柱的溫度上限,那樣極易損壞色譜柱。
當(dāng)?shù)竭_(dá)老化溫度后,記錄并觀察基線。初始階段基線應(yīng)持續(xù)上升,在到達(dá)老化溫度后510分鐘開始下降,并且會(huì)持續(xù)3090分鐘。當(dāng)?shù)竭_(dá)一個(gè)固定的值后就會(huì)穩(wěn)定下來。如果在23小時(shí)后基線仍無法穩(wěn)定或在1520分鐘后仍無明顯的下降趨勢,那么有可能系統(tǒng)有泄漏或者污染。遇到這樣的情況,應(yīng)立即將柱溫降到40以下,盡快的檢查系統(tǒng)并解決相關(guān)的問題。如果還是繼續(xù)的老化,不僅對色譜柱有損壞而且始終得不到正常穩(wěn)定的基線。
另外,老化的時(shí)間也不宜過長,不然會(huì)降低色譜柱的使用壽命。一般來說,涂有極性固定相和較厚涂層的色譜柱老化時(shí)間長,而弱極性固定相和較薄涂層的色譜柱所需時(shí)間較短。
b. 設(shè)置確認(rèn)載氣流速
對于毛細(xì)管色譜柱,載氣的種類高純度氮?dú)饣驓錃?。載氣的純度大于99.995%,而其中的含氧量越少越好。如果您使用的是毛細(xì)管色譜柱,那么依照載氣的平均線速度(cm/sec),而不是利用載氣流量(mL/min)來對載氣做出評(píng)價(jià)。因?yàn)橹У挠?jì)算采用的是載氣的平均線速度。推薦平均線速度值:氮?dú)猓?/span>1012cm/sec;氫氣:2025cm/sec。
在載氣的管線中加入氣體過濾裝置不僅可以延長色譜柱壽命,而且很大程度的降低了背景噪音。建議安裝一個(gè)高容量脫氧管和一個(gè)載氣凈化器。使用ECD系統(tǒng)時(shí),能在其輔助氣路中也安裝一個(gè)脫氧管。
c.柱流失檢測
在色譜柱老化過程結(jié)束后,利用程序升溫作一次空白試驗(yàn)(不進(jìn)樣)。一般是以10/min50升至zui高使用溫度,達(dá)到zui高使用溫度后保持10min。這樣我們就會(huì)得到一張流失圖。這些數(shù)值可能對今后作對比試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)問題的解決有幫助。
在空白試驗(yàn)的色譜圖中,不應(yīng)該有色譜峰出現(xiàn)。如果出現(xiàn)了色譜峰,通??赡苁菑倪M(jìn)樣口帶來的污染物。如果在正常的使用狀態(tài)下,色譜柱的性能開始下降,基線的信號(hào)值會(huì)增高。另外,如果在很低的溫度下,基線信號(hào)值明顯的大于初始值,那么有可能是色譜柱和GC系統(tǒng)有污染。


新色譜柱的驗(yàn)收

新買的氣相色譜柱到貨后要進(jìn)行驗(yàn)收,驗(yàn)收首先是對貨物的外包裝進(jìn)行觀察,如有破損,應(yīng)直接拒絕接受,要求供應(yīng)商重新發(fā)貨。打開包裝后,色譜柱如沒有可見的斷裂、破損,可在安裝、老化后使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行柱效測試。
新柱子都有說明書,說明書一般都附有質(zhì)量檢測報(bào)告,附譜圖、條件、試樣等,如果實(shí)驗(yàn)室備有相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),可照其條件試驗(yàn)一下,計(jì)算塔板數(shù)、分離度等,與其報(bào)告相差不大即可。亦可依據(jù)自己的分析用途,用本實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際條件進(jìn)行樣品分析,與實(shí)驗(yàn)室以前的正常柱子比較,保留時(shí)間、分離度、塔板數(shù)等是否正常即可判斷。建議保留新柱子的測試圖譜,以備以后柱效下降時(shí)對比參考。
其他

色譜柱的保存用進(jìn)樣墊將色譜柱的兩端封住,并放回原包裝。在安裝時(shí)要將色譜柱的兩端截去一部分,以確保沒有進(jìn)樣墊的碎屑?xì)埩粲谥小?/span>


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