在日常色譜定量分析中,出現(xiàn)色譜峰形異變或鬼峰,不但嚴重影響定量精度,甚至使分析工作無法進行。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施情況,不屬于上述因儀器故障、經(jīng)驗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" data-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:
仔細核查操作條件,與分析方法要求是否一致;
和當初分析所存的標準色譜圖對照,判斷是否真出了問題;
逐項仔細觀察儀器或設備工作狀態(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) 氣體流量突變如:注射墊突然漏氣,氣路受阻等;
(3) 記錄色譜峰裝置故障如:拉線松;
2.負峰:
(1) TCD用氮做載氣,由于待測組分在N2中濃度不同,熱傳導值呈現(xiàn)非線性而可能 出現(xiàn)負峰,有時可以通過改變載 氣流量或進樣量克服;
(2) 操作ECD時進樣量過大而出負峰,這是由于工作原理由電子捕獲轉變?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)或雜質出現(xiàn),使原基流較高的輸出基線減小而顯示為負峰;
(4) 操作FID,在無極化電壓,樣品量較大可能出現(xiàn)負峰;
(5) 操縱NPD、FPD時氣流比不合適,溶劑或某些組分會出現(xiàn)負峰;
3."N" 或 “W”峰:
(1) TCD操作,用N2作載氣由于熱傳導率非線性引起;
(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?。?/span>
4.舌頭峰(前延峰):
(1) 汽化溫度偏低;
(2) 載氣流量小;
(3) 進樣量大,汽化時間長;
(4) 汽化室被污染,樣品有吸附效應;
(5) 樣品在柱頭有冷凝或色譜柱被污染;
(6) 進樣技術差(揮發(fā)性組分的進樣速度太慢);
(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(柱頭進樣方式);
(3) 汽化管沒有安裝好或破損,樣品只能脫尾進入色譜柱;
(4) 化室的溫度低或偏高;
(5) 載氣流量偏低;
(6) 進樣量大;
(7) 載氣系統(tǒng)(如注射墊處)有漏氣;
(8) 進樣器(汽化室),被樣品中高沸點雜質或注射墊殘渣污染;
(9) 色譜柱被污染至使被分析組分和高沸點污染物作用;
(10) 補充氣未開或偏低;
(11) 色譜柱溫度偏低或失效;
(12) 甲烷化Ni催化劑失效;
(13) 進樣技術差(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,如:樣品中有些物質和固定相發(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,如:雜質干擾物太多;
(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、沒開補充氣;
(5) 數(shù)據(jù)處理裝置的判峰參數(shù)(半峰寬)設置偏大;
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,或零點失調;
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) 過溫保護設置低于控制溫度;
(6) 壓力(流量)調節(jié)閥失調,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,雜質干擾物太多;
(9) 樣技術太差;
(10) 進樣量超出了色譜柱容量;
(11) 數(shù)據(jù)處理的判峰參數(shù),半峰寬或斜率設置不合理;
(12) 放大器量程或衰減設置失誤;
12.直角峰
(1) 儀器輸出負信號超出了數(shù)據(jù)處理的范圍;
(2) 數(shù)據(jù)處理裝置零點未校正,或量程設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,零點設置不對;
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),半峰寬和斜率設置太小;
(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:半峰寬和斜率設置偏大;
(6) 進樣方法不對;
15.“鬼峰”(怪峰,多余峰,記憶峰):
(1) 上一次進樣的高沸點雜質峰自然流出;
(2) 載氣不純過濾器失效使低沸點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,如玻璃棉未按要求進行處理。
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1、前言
氣象色譜儀是一種應用十分廣泛的有機多組分化學分析儀器。它具有分離效能高,分析速度快,樣品用量少,可進行多組分測量等優(yōu)點。在化工分析中占有十分重要的地位,近80%的原料中控及產(chǎn)品分析任務是由氣相色譜分析來完成的。但是由于人員素質樣品的性質以及儀器本身等方面的原因,常常出現(xiàn)這樣那樣的分析故障嚴重影響了正常的生產(chǎn)分析。
所以掌握一種準確、快速的排除儀器故障的方法非常重要。
2、色譜儀的構成
對一位色譜分析工作者來說,熟練掌握色譜儀的結構原理及各部分的作用是很重要的。一般氣相色譜儀是由氣路部分和電路部分組成,主要包括:氣體發(fā)生器進樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
3、氣相色譜儀的常見故障及排除方法
3.1分離不完全
?、賻讉€峰重疊,分離不開。處理方法:降低載氣流速,減少進樣量,降低柱溫。對于原來能完全分離,使用一段時間后便不能完全分離的,表明固定液已流失,色譜柱壽命已終,需要更換固定液。
?、诜蛛x時間太長使晚餾出的峰扁平。處理方法:可以通過提高柱溫來解決。
③檢測器靈敏度太低,使含量少的組分檢測不出來。處理方法:可以通過加大進樣量,提高檢測器靈敏度來解決。
3.2峰形不規(guī)則
?、俪霈F(xiàn)拖尾峰。處理方法:采用強極性固定液,消除擔體活性以及提高柱溫來解決。
②出現(xiàn)平頂形或鋸齒形峰。處理方法:通過減少進樣量、提高柱溫和載氣流速來解決。另外當放大器輸入飽和時也會形成平頂峰。
3.3檢測器造成的影響,以TCD為例
熱導檢測器TCD利用載氣和被測氣體的熱導率不同,檢測橋路中產(chǎn)生的不平衡電壓與被測組分濃度成正比,以實現(xiàn)被測組分的測量。①TCD檢測器被污染會造成基線漂移或出現(xiàn)階型基線,并可能出現(xiàn)高噪音。②TCD熱阻絲被燒斷,基線降為零點。③TCD電源供應不穩(wěn)定,出現(xiàn)不規(guī)則脈沖干擾峰。
3.4載氣的影響
載氣攜帶分析樣品流過固定相,分離后的氣體隨時間先后逐一被載氣攜帶出色譜柱,送往檢測部分檢測。載氣的流量、載氣的性質及載氣壓力的影響等操作條件會影響色譜分離效能。①載氣流量偏低,會引起保留時間增長,靈敏度降低或出現(xiàn)圓頂峰、拖尾峰。②載氣流量偏高,會引起高噪音或組分分離不開。③載氣控制不穩(wěn),造成不規(guī)則基線漂移或波狀基線漂移。
以上情況應檢查減壓閥是否超過使用范圍,必要時應更換減壓閥,然后再檢查載氣是否存在漏氣等。
3.5電路問題
電路故障一般較容易判斷,如電源不啟動,檢測器、進樣口不加熱,恒溫箱不能恒溫等。若基線出現(xiàn)周期性正弦波,則是由于放大電路故障引起;處理方法一般更換損壞的電子元件。
3.6其他
在日常分析中還會碰到上述不曾討論的問題,如氫焰檢測器點不著火,首先要確定是否已開氫氣和空氣,然后確認點火線圈是否好用,若這3個條件都具備還是點不著火,則可能是檢測器與色譜柱接頭處漏氣;對于出現(xiàn)倒峰的情況可能是主機或處理機的極性接反了,遇到這種情況,可先檢查儀器的極性;對出現(xiàn)進樣量與積分面積不符的情況,則很可能把輸出信號線連接錯了。
4、結束語
以上討論的是氣相色譜分析中常見的幾種故障及其排除方法,但在具體工作中常出現(xiàn)幾種故障并存的復雜情況,這就需要根據(jù)故障的癥狀認真分析和判斷,然后利用上述方法逐一排除故障,使儀器恢復正常。