氣相色譜分析的分離原理:
如果把色譜柱比作一個分餾塔,那么色譜柱就是由許多的塔板構(gòu)成。一部分空間被涂在擔(dān)體上的液相占據(jù),另一部分空間充滿著載氣(氣相),基于不同物質(zhì)在兩相間具有不同的分配系數(shù),當(dāng)兩相作相對運(yùn)動時,試樣中的各組分就在兩相中進(jìn)行反復(fù)多次的分配,使得原來分配系數(shù)只有微小差異的各組分產(chǎn)生很大的分離效果,從而各組分彼此分離開來。
結(jié)果分析
1.出現(xiàn)拖尾峰
分析原因:
有可能汽化室的溫度低;汽化室污染;進(jìn)樣操作不當(dāng);色譜柱不合適;柱子溫度低。
2.色譜峰出現(xiàn)前沿現(xiàn)象
分析原因:
有可能是進(jìn)樣量過多色譜柱超載;
試樣在系統(tǒng)內(nèi)部凝聚。
3.出現(xiàn)峰尾偏向負(fù)測
分析原因:
可能是檢測器污染。
4.升溫時基線也會上升
分析原因:
載氣流量沒有調(diào)整好;色譜柱污染;
5.升溫時基線發(fā)生不規(guī)則變動
分析原因:
柱子未老化好;載氣流量未調(diào)整好;色譜柱污染。
6.基線不能回零,峰呈平頂狀
分析原因:
有可能是裝置接地不良。
7.本底噪聲大
分析原因:
有可能是色譜柱污染;也有可能是載氣污染;汽化室污染;色譜柱和檢測器的連接導(dǎo)管污染;檢測器污染;空氣或者氫氣污染。
小結(jié)
無論是酒樣上機(jī)過程,還是結(jié)果分析過程,都需要注意細(xì)節(jié),馬虎不得,不然,可是會鑄成大錯的哦!
2.氣相色譜分析的常規(guī)步驟
在實(shí)際工作中,當(dāng)我們拿到一個樣品,我們該怎樣如何定性和定量,建立一套完整的分析方法是關(guān)鍵,下面介紹一些常規(guī)的步驟:
1、樣品的來源和預(yù)處理方法
GC能直接分析的樣品必須是氣體或液體,固體樣品在分析前應(yīng)當(dāng)溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?,而且還要保證樣品中不含GC不能分析的組分(如無機(jī)鹽),可能會損壞色譜柱的組分。這樣,我們在接到一個未知樣品時,就必須了解的來源,從而估計樣品可能含有的組分,以及樣品的沸點(diǎn)范圍。如能確認(rèn)樣品可直接分析。如果樣品中有不能用GC直接分析的組分,或樣品濃度太低,就必須進(jìn)行必要的預(yù)處理,包括采用一些預(yù)分離手段,如各種萃取技術(shù)、濃縮和稀釋方法、提純方法等。
2、確定儀器配置
所謂儀器配置就是用于分析樣品的方法采用什么進(jìn)樣裝置、什么載氣、什么色譜柱以及什么檢測器。
3、確定初始操作條件
當(dāng)樣品準(zhǔn)備好,且儀器配置確定之后,就可開始進(jìn)行嘗試性分離。這時要確定初始分離條件,主要包括進(jìn)樣量、進(jìn)樣口溫度、檢測器溫度、色譜柱溫度和載氣流速。進(jìn)樣量要根據(jù)樣品濃度、色譜柱容量和檢測器靈敏度來確定。樣品濃度不超過mg/mL時填充柱的進(jìn)樣量通常為1-5uL,而對于毛細(xì)管柱,若分流比為50:1時,進(jìn)樣量一般不超過2uL。進(jìn)樣口溫度主要由樣品的沸點(diǎn)范圍決定,還要考慮色譜柱的使用溫度。原則上講,進(jìn)樣口溫度高一些有利,一般要接近樣品中沸點(diǎn)的組分的沸點(diǎn),但要低于易分解溫度。
4、分離條件優(yōu)化
分離條件優(yōu)化目的就是要在最短的分析時間內(nèi)達(dá)到符合要求的分離結(jié)果。在改變柱溫和載氣流速也達(dá)不到基線分離的目的時,就應(yīng)更換更長的色譜柱,甚至更換不同固定相的色譜柱,因?yàn)樵贕C中,色譜柱是分離成敗的關(guān)鍵。
5、定性鑒定
所謂定性鑒定就是確定色譜峰的歸屬。對于簡單的樣品,可通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對照來定性。就是在相同的色譜條件下,分別注射標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)際樣品,根據(jù)保留值即可確定色譜圖上哪個峰是要分析的組分。定性時必須注意,在同一色譜柱上,不同化合物可能有相同的保留值,所以,對未知樣品的定性僅僅用一個保留數(shù)據(jù)是不夠的,雙柱或多柱保留指數(shù)定性是GC中較為可靠的方法,因?yàn)椴煌幕衔镌诓煌纳V柱上具有相同保留值的幾率要小得多。
6、定量分析
要確定用什么定量方法來測定待測組分的含量。常用的色譜定量方法不外乎峰面積(峰高)百分比法、歸一化法、內(nèi)標(biāo)法、外標(biāo)法和標(biāo)準(zhǔn)加入法(又叫疊加法)。峰面積(峰高)百分比法比較簡單,但最不準(zhǔn)確。只有樣品由同系物組成、或者只是為了粗略地定量時該法才是可選擇的。相比而言,內(nèi)標(biāo)法的定量精度,因?yàn)樗怯孟鄬τ跇?biāo)準(zhǔn)物(叫內(nèi)標(biāo)物)的響應(yīng)值來定量的,而內(nèi)標(biāo)物要分別加到標(biāo)準(zhǔn)樣品和未知樣品中,這樣就可抵消由于操作條件(包括進(jìn)樣量)的波動帶來的誤差。至于標(biāo)準(zhǔn)加入法,是在未知樣品中定量加入待測物的標(biāo)準(zhǔn)品,然后根據(jù)峰面積(或峰高)的增加量來進(jìn)行定量計算。其樣品制備過程與內(nèi)標(biāo)法類似但計算原理則完全是來自外標(biāo)法。標(biāo)準(zhǔn)加入法定量精度應(yīng)該介于內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法之間。
7、方法的驗(yàn)證
所謂的方法驗(yàn)證,就是要證明所開發(fā)方法的實(shí)用性和可靠性。實(shí)用性一般指所用儀器配置是否全部可作為商品購得,樣品處理方法是否簡單易操作,分析時間是否合理,分析成本是否可被同行接受等。可靠性則包括定量的線性范圍、檢測限、方法回收率、重復(fù)性、重現(xiàn)性和準(zhǔn)確度等。
3.氣相色譜分析常見峰形異變可能原因分析
在日常色譜定量分析中,出現(xiàn)色譜峰形異變或鬼峰,不但嚴(yán)重影響定量精度,甚至使分析工作無法進(jìn)行。為此,本篇把峰形異變常見類型(15種)加以分析,并給出可能原因,供工作經(jīng)驗(yàn)不足的色譜工作者參考。
在此討論的峰形異變是指在色譜分析方法確定后,與曾經(jīng)記錄的已知色譜圖比較時,出現(xiàn)某些色譜峰形的偏離畸變或多余峰?;蛘哒f,對于一已經(jīng)設(shè)立好的色譜分析方法,由于不要求或出于無奈時有些峰分離不開、拖尾或峰形不對稱等并不影響方法的實(shí)施情況,不屬于上述因儀器故障、經(jīng)驗(yàn)不足或操作失誤造成的峰形異變。否則需要重新審定或修改原來的分析方法。
<色譜峰" src="http://12326877.s21i.faiusr.com/2/ABUIABACGAAgsZXJ0AUo_NGN8gIw9gQ42AM.jpg" style="border:0px; float:none; height:450px; max-width:100%; text-size-adjust:100%; vertical-align:top; width:601px" title="色譜峰" />
另外,還應(yīng)指出:由于無亂安裝使用沒有評價過的色譜柱可能出現(xiàn)的峰形拖尾,分離不好或峰形畸變,也不屬于討論內(nèi)容。顯然叫一個普通色譜分析工作者,在常規(guī)工作條件下去判斷色譜柱的優(yōu)劣,要求似乎高了一些。在懷疑峰形異變尋找可能原因、排除方法之前先做以下工作:
仔細(xì)核查操作條件,與分析方法要求是否一致;
和當(dāng)初分析所存的標(biāo)準(zhǔn)色譜圖對照,判斷是否真出了問題;
逐項(xiàng)仔細(xì)觀察儀器或設(shè)備工作狀態(tài),看有無操作失誤而引起的出峰失常。
然后在依據(jù)以下15種異常峰形分析可能原因與排除方法。
1.臺階峰:
(1) TCD熱絲被樣品中所含鹵素、氧、硫等元素腐蝕;
(2) 氣體流量突變?nèi)纾鹤⑸鋲|突然漏氣,氣路受阻等;
(3) 記錄色譜峰裝置故障如:拉線松;
2.負(fù)峰:
(1) TCD用氮做載氣,由于待測組分在N2中濃度不同,熱傳導(dǎo)值呈現(xiàn)非線性而可能 出現(xiàn)負(fù)峰,有時可以通過改變載 氣流量或進(jìn)樣量克服;
(2) 操作ECD時進(jìn)樣量過大而出負(fù)峰,這是由于工作原理由電子捕獲轉(zhuǎn)變?yōu)殡婋x檢測,此時靈敏度還會大大降低;
(3) 操作FID,低電離效率的溶劑(如CS2)或雜質(zhì)出現(xiàn),使原基流較高的輸出基線減小而顯示為負(fù)峰;
(4) 操作FID,在無極化電壓,樣品量較大可能出現(xiàn)負(fù)峰;
(5) 操縱NPD、FPD時氣流比不合適,溶劑或某些組分會出現(xiàn)負(fù)峰;
3."N" 或 “W”峰:
(1) TCD操作,用N2作載氣由于熱傳導(dǎo)率非線性引起;
(2) FID操作時,樣品溶劑電離效率低(如CS2),或氣流比欠佳時;
(3) ECD操作時,由于檢測器被污染,溶劑峰或待測組分含量較高,或脈沖電源有毛??;
4.舌頭峰(前延峰):
(1) 汽化溫度偏低;
(2) 載氣流量小;
(3) 進(jìn)樣量大,汽化時間長;
(4) 汽化室被污染,樣品有吸附效應(yīng);
(5) 樣品在柱頭有冷凝或色譜柱被污染;
(6) 進(jìn)樣技術(shù)差(揮發(fā)性組分的進(jìn)樣速度太慢);
(7) 峰前出現(xiàn)了“鬼”峰。
5.拖尾峰:
(1) 色譜柱安裝不合格,樣品不能以“塞子”形進(jìn)入色譜柱,柱與檢測器安裝的死體積太大;
(2) 樣品未能注射入柱頭中(柱頭進(jìn)樣方式);
(3) 汽化管沒有安裝好或破損,樣品只能脫尾進(jìn)入色譜柱;
(4) 化室的溫度低或偏高;
(5) 載氣流量偏低;
(6) 進(jìn)樣量大;
(7) 載氣系統(tǒng)(如注射墊處)有漏氣;
(8) 進(jìn)樣器(汽化室),被樣品中高沸點(diǎn)雜質(zhì)或注射墊殘?jiān)廴荆?/span>
(9) 色譜柱被污染至使被分析組分和高沸點(diǎn)污染物作用;
(10) 補(bǔ)充氣未開或偏低;
(11) 色譜柱溫度偏低或失效;
(12) 甲烷化Ni催化劑失效;
(13) 進(jìn)樣技術(shù)差(如速度不合適);
(14) 正好有干擾峰(鬼峰)出現(xiàn)(如誤用被污染的注射針);
(15) 無極化電壓(FID),此時伴隨靈敏度偏低;
(16) 樣品前處理有毛??;
6.出峰后基線下移:
(1) 樣品量大,特別是溶劑改變了工作狀態(tài);
(2) FID被污染狀況發(fā)生改變,或氣流比發(fā)生變化;
(3) 系統(tǒng)出現(xiàn)漏氣,或出現(xiàn)堵塞;
(4) 色譜柱被污染;
(5) 樣品處理不當(dāng),如:樣品中有些物質(zhì)和固定相發(fā)生作用;7.程序升溫時基流增加(漂移大),噪聲增加:
(1) 色譜柱需重新老化或失效;
(2) 新?lián)Q載氣純度欠佳;
(3) 過濾器失效;
(4) 樣品前處理不當(dāng),如:雜質(zhì)干擾物太多;
(5) 靈敏度太高。
(6) 數(shù)據(jù)處理裝置的判峰參數(shù)設(shè)置不合理。
8.圓頂寬峰
(1) 樣品量大起出了色譜柱容量;
(2) 汽化溫度低;
(3) 色譜柱沒按要求安裝;
(4) 檢測器工作狀態(tài)不對,如載氣太小、沒開補(bǔ)充氣;
(5) 數(shù)據(jù)處理裝置的判峰參數(shù)(半峰寬)設(shè)置偏大;
9.平頂峰(未到滿量程):
(1) 樣品量大,放大器量程高,衰減大,信號輸出飽和;
(2) 檢測器已工作在飽和區(qū);
(3) 數(shù)據(jù)處理輸入信號極性接錯,或零點(diǎn)失調(diào);
10.基線出現(xiàn)波浪狀峰:
(1) 高靈敏度操作儀器未穩(wěn)定之前;
(2) 操作TCD、ECD時,柱箱或檢測器箱溫度周期變化;
(3) 環(huán)境溫度對儀器控溫影響;
(4) 電壓不穩(wěn),對柱溫控制精度影響;
(5) 過溫保護(hù)設(shè)置低于控制溫度;
(6) 壓力(流量)調(diào)節(jié)閥失調(diào),周期變化;
11.原來能分開的峰分不開:
(1)色譜柱安裝不合要求 ;
(2)色譜柱被污染,需重新活化 ;
(3) 色譜柱壽命已到,需更換;
(4)新更換的氣源,純度不佳;
(5) 濾器失效,重新老化或更換;
(5) 色譜柱溫度和載氣流量需要微調(diào)優(yōu)化(色譜分析一般允許);
(6) 檢測器工作狀態(tài)變化(如ECD漏氣、FID氣流比欠佳);
(7) 汽化室被污染,注射墊漏氣;
(8) 樣品處理不當(dāng),雜質(zhì)干擾物太多;
(9) 樣技術(shù)太差;
(10) 進(jìn)樣量超出了色譜柱容量;
(11) 數(shù)據(jù)處理的判峰參數(shù),半峰寬或斜率設(shè)置不合理;
(12) 放大器量程或衰減設(shè)置失誤;
12.直角峰
(1) 儀器輸出負(fù)信號超出了數(shù)據(jù)處理的范圍;
(2) 數(shù)據(jù)處理裝置零點(diǎn)未校正,或量程設(shè)置太大無法判斷基線位置;
(3) 數(shù)據(jù)處理裝置輸入信號極性接反,零點(diǎn)設(shè)置不對;
13.帶毛刺峰
(1) 儀器工作不穩(wěn)定,噪聲大于要求;
(2) 數(shù)據(jù)處理裝置的判峰參數(shù),半峰寬和斜率設(shè)置太??;
(3) 極化電壓(FID)不穩(wěn);
14.操作條件未變,原來能判別的峰不見了:
(1) 色譜柱被污染或失效;
(2) 氣路系統(tǒng)被污染(如氣源純度低,過濾器失效);
(3) 注射墊漏氣;
(4) 注射針密封性差;
(5) 數(shù)據(jù)處理的判峰參數(shù),如:半峰寬和斜率設(shè)置偏大;
(6) 進(jìn)樣方法不對;
15.“鬼峰”(怪峰,多余峰,記憶峰):
(1) 上一次進(jìn)樣的高沸點(diǎn)雜質(zhì)峰自然流出;
(2) 載氣不純過濾器失效使低沸點(diǎn)的污染物冷凝在色譜柱頭,程序升溫時正常流出;
(3) 注射墊未經(jīng)老化或無隔墊清洗而出的污染峰;
(4) 汽化溫度太高或嚴(yán)重污染至使樣品某些組分分解;
(5) 樣品某些組分與被污染固定相產(chǎn)生了作用;
(6) 色譜柱溫度太高固定相分解;
(7) 使用了被污染的注射針( 本身不合格,手摸或進(jìn)過易污染的樣品);
(8) 樣品予處理不完善或用錯溶劑;
(9) 樣品中有空氣;
(10) TCD、ECD等密封性差(漏氣);
(11) 電源不穩(wěn),對控溫或放大器有不良影響
(12) 色譜柱堵塞物使用不當(dāng),如玻璃棉未按要求進(jìn)行處理。
<
上一篇:【氣壓表】氣壓表三個常見問題