毛細管色譜柱在氣相色譜儀分析中是一個核心部分，正確使用毛細管色譜柱對氣相色譜儀分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和延長毛細管色譜柱的使用壽命至關(guān)重要。
1、在沒有載氣通過時，色譜柱的固定液熱分解較迅速，所以在柱箱（爐）升溫前總是應(yīng)該先通上載氣（這與TCD操作要求相似），柱箱冷卻后才能把載氣關(guān)上。
2、載氣中若夾帶灰塵或其它顆粒狀物體就會導(dǎo)致柱迅速損壞，因此在載氣進入儀器管線前需加凈化器。（帶填充劑的汽化室玻璃襯管必須注意不能帶有微?；蚧覊m吹出）。
3、載氣中的水分通過固定液的液膜吸附在柱管表面上，將取代或破壞固定液液膜，所以，固定液極性越強，越需要采用干燥的載氣，例如：象OV-1、SE-30、SE-54、OV-101對載氣干燥要求不高，而PEG20M、FFAP和SP1000對載氣要求就很高。但在涂布于碳酸鋇沉積層上的柱子情況就恰恰相反，涂極性固定液的柱子能經(jīng)受含水樣品的直接進樣，而涂非極性固定液的柱反而不能經(jīng)受含水樣品。
4、對于那些能被氧化的固定液（如PEG20M、Caxbowax、FFAP等）對載氣除氧也很重要，在N2和He中往往含O2較高，而H2中含O2少，所以，ECD-CS、FID-CS常用高純N2作載氣，TCD-CS用H2作載氣，可用105催化劑常溫下除O2。同時，停機使用時，應(yīng)將排空端密封住，以防止空氣中的O2對柱固定液的氧化作用。
5、在大多數(shù)情況下，柱的壽命與它的使用溫度成反比。采用稍低些的溫度上限，可顯著提高柱的壽命，程序升溫到較高溫度所維持的時間短對柱的壽命影響較小。
①.聚二甲基硅酮類固定相：OV-1,SE-30(彈性體，OV-101,SF96,DC2000流體)，使用溫度上限為300C,但把溫度上限改為280℃，可使柱子壽命顯著延長。一般來說，彈性體類固定液比流體類更穩(wěn)定些，SF96,DC200因含有較高水平的殘留催化劑和不純物，不宜作GC/MS分析。
②聚苯基乙基硅酮：SE52（彈性體，5％苯基），SE54（彈性體，5％苯基，1％乙烯基），DC10（液體，35％苯基），OV17(液體，50％苯基)實際上限250℃。SE-52、SE54在280時穩(wěn)定性很好，常用于GC/MS分析，并能容納超負荷的大進樣量。苯基含量增加、穩(wěn)定性要差點。
③聚氰丙基硅酮是極性強的硅酮固定液：OV225（液體，25％氰丙基，25％苯基），Silav10c、SP2340（液體，75％氰丙基），實際溫度上限是250℃。
④聚乙二醇型（CarbowaxorPEG）固定液是乙烯氧化物聚合體的混合物，其名稱反映了他們分子量變化范圍的平均值。Carbowax20000（臘狀固體），F(xiàn)FAP（兩終端都是對苯二甲酸的Carbowax20000），實際溫度上限是220℃。
6、水、醇（尤其是甲醇）、二硫化碳這類的溶劑，有著非常強的置換固定液的能力，因此用于有意將相當(dāng)大量的溶劑聚集在柱上（溶劑效應(yīng)）的不分流進樣法以及柱上進樣法的溶劑，應(yīng)根據(jù)它們對柱壁的吸附親和力（或固定液被置換的可能性）小心的加以選擇。（例如：甲醇不宜用于PEG20M，丙酮往往會引起引起硅酮降解。）
7、毛細管柱最大特點是高的柱效，但是必須清楚一般所測得的柱效不僅反映了柱的質(zhì)量，而且還包括進樣過程的整個系統(tǒng)的效率的總質(zhì)量，也就是說，自樣品進入系統(tǒng)的一瞬間開始到記錄筆繪出色譜峰為止，每一個能影響峰的加寬或分離的因素，如進樣器、柱的連接、輔助氣引入位置、管路死體積、進樣器內(nèi)襯的毛病等等，都一定會影響柱效。
8、一根好的柱子，由于安裝不當(dāng)，可以造成理論塔板數(shù)降低，峰形增寬或拖尾、活性物質(zhì)的吸附性拖尾或消失、靈敏度降低或組分分離不佳等等。
9、進樣器與色譜柱連接方式：
①.分流進樣方式：分流點要求位于載氣流速較高的區(qū)域。
②不分流進樣方式：色譜柱建議不伸進進樣器內(nèi)，避免造成氣流掃不到的區(qū)域，通常直接連接到進樣器的末端。
③檢測器與色譜柱出口端連接：對FID不僅插入深度要超過尾吹和H2氣的進口，而且應(yīng)盡可能將柱出口端插到FID的噴嘴下面1mm處為佳，對MicroTCD應(yīng)插到TCD氣體入口處為佳。可以改善輕度拖尾。
色譜柱是目前氣相色譜中用到較多的色譜柱，可以說是氣相色譜分離的核心，今天就和大家說說這一根毛細管色譜柱從選用、安裝到保養(yǎng)維護乃至更換的那些事兒?？纯匆桓毠苌V柱的一生都經(jīng)歷了什么，我們?nèi)绾巫瞿苎娱L它的壽命呢？
分析時，選擇較好的毛細管柱可能是一件非常困難的任務(wù)。雖然沒有色譜柱選擇的簡易技巧、捷徑、竅門或秘訣，但卻有些指南和概念來簡化此過程。
一根色譜柱的規(guī)格描述包括其固定相的種類和內(nèi)外部尺寸（柱內(nèi)徑、長度和膜厚等）。不同規(guī)格的色譜柱，對樣品的分離結(jié)果影響也不盡相同，如樣品分離的洗脫順序、保留時間、分離度和峰形/峰高等。另外，在實際分析應(yīng)用中，色譜柱的性能指標(biāo)，如惰性、塔板數(shù)和柱流失率等，同樣會嚴(yán)重影響到樣品的分離效果。
毛細管柱的種類
一般將毛細管柱分為四種類型：壁涂開管柱（WCOT）、載體涂漬開管柱（SCOT）、交聯(lián)毛細管柱(CLOT）和多孔層開管柱（PLOT）。經(jīng)典的毛細管柱為壁涂開管柱(WCOT——WallCoated Open Tubular Column)，管內(nèi)經(jīng)預(yù)處理后將固定液直接涂漬在內(nèi)壁上。因其制備難、柱子的重復(fù)性差、內(nèi)表面小、涂漬量小和相比β值大，將導(dǎo)致有效塔板數(shù)和實際分離能力不高，且熱穩(wěn)定性也較差，已很少使用。
多孔層壁涂柱（PLOT——PorousLayer Open Tubular Column）：內(nèi)壁上僅涂一層多孔性吸附劑微粒，是毛細管氣固色譜柱。
載體壁涂柱（SCOT——SupportCoated Open Tubular Column）：內(nèi)壁上先涂一層載體，載體上再涂固定液。固定液膜可以較厚，柱容量也較大。必須注意，以上兩種柱子中的載體只是涂布于毛細管柱的壁上，而非充滿整根柱子。
交聯(lián)毛細管柱(CLOT——Cross-LinkedOpen Tubular Column)：涂好固定液后再用偶聯(lián)劑交聯(lián)鍵合，柱子性能有很大改善，能耐高溫，抗水、抗溶劑。
其中PLOT柱主要用于永久氣體和低分子量有機化合物的分離；SCOT柱所用固定液的量大一些，故柱容量大一些，但由于制備技術(shù)復(fù)雜，應(yīng)用也不太普遍。毛細管GC中的主力軍是CLOT，其柱材料大多用熔融石英，即所謂彈性石英柱。
毛細管氣相色譜柱的選擇
a. 固定相的選擇原則和方法
理論上講，選擇固定相遵循相似性原則，即：用非極性固定相分析非極性物質(zhì)，用極性固定相分析極性物質(zhì)，用含芳香基團的固定相分析芳香族化合物。在填充柱時代，這個想法是非常正確的，因為那個時候，分離度是首先需要把握的關(guān)鍵因素，分不開，就沒辦法想其它。它的理由在于塔板理論的推論，即：組分在固定相中有越大的溶解度差異，就會產(chǎn)生越大的分離度。
但是在毛細管色譜時代，分離度不再始終是分析的問題。毛細管具有幾十萬塊塔板，如此大的柱效率，以至于不再需要充分考慮分離問題了。這個時候，樣品兼容性、使用溫度、穩(wěn)定性、柱流失情況等，都可能成為選擇的主要理由。
例如分析甲醇乙醇丙醇等低級醇類，正常應(yīng)選擇wax類高極性色譜柱。但是在雜質(zhì)較少的情況下，選擇DB-1這樣的非極性柱具有更高的靈活性和使用壽命。具體選擇
要依據(jù)以下規(guī)則：
1.因為非極性毛細管柱具有明顯的穩(wěn)定性、高使用溫度、良好的色譜峰形等有利因素，因此易分離物質(zhì)應(yīng)首先選用極性小的色譜柱。
2.分析氫鍵型物質(zhì)用氫鍵型PEG柱更佳。
3.輕烴或永久氣體用PLOT柱更佳。
4.高苯基固定相對芳香族物質(zhì)保留能力更強。但是分析二甲苯等芳烴異構(gòu)體，Wax類強極性色譜柱。
在過去的幾十年中，所有的GC應(yīng)用中，非極性色譜柱的使用率高于中等極性柱和極性柱。一般來說，非極性柱，如HP-5MS柱，可應(yīng)用與于50%以上的分析。而極性或中等極性柱，如PEG柱，大概適用于25%的分析應(yīng)用中。通常，我們會先選擇非極性色譜柱，而極性色譜柱會選擇性的用于比較簡單的樣品（較少種類化合物組成的樣品）。
在選擇適用的固定相時，分析設(shè)備和分析條件也是需要參考的指標(biāo)。如檢測器的種類、載氣和進樣體積等。
如果我們不考慮對樣品選擇性和檢測靈敏度的影響，那么就使用檢測器低響應(yīng)固定相的色譜柱。比如說含氰基的固定相，像1301、1701、624等這樣的色譜柱就盡量不要與NPD（氮磷檢測器）連用。對于超低流失的固定相，如-1MS或-5MS的柱子，因為它們可以保證最低的檢測基線和噪聲水平，所以在做低或超低檢測限樣品時，超低流失色譜柱是建議的選擇。如果我們使用的載氣不純，或是設(shè)備中有氣體泄漏，這樣的問題無法解決或無法及時解決，為了不使柱固定相過早的被破壞，高溫適用固定相的色譜柱是相對好的選擇。
另外，除非方法需要，我們盡量選擇鍵合固定相的色譜柱，對比非鍵合相和非交聯(lián)相色譜柱，交聯(lián)鍵合固定相色譜柱對樣品種類和進樣體積的耐受力更強，柱性能下降的最慢。
在做應(yīng)用方法確證時，我們可同時使用非極性柱和極性柱，對色譜峰鑒定或分離結(jié)果進行確證。通常我們做農(nóng)藥分析方法確證時，選用-5MS和 -1701/-35色譜柱；做殘留溶劑分析方法確證時，選用-5MS和-624/-VMS色譜柱；做醇類或FAME分析方法確證時，選用PEG和含氰基固定相色譜柱；做汽油中氧化物分析方法確證時，選用-1和PEG色譜柱。
b. 色譜柱內(nèi)徑的選擇
標(biāo)準(zhǔn)色譜柱內(nèi)徑（ID）尺寸為0.2mm、0.25mm、0.32mm和0.53mm。少數(shù)方法會使用到0.1mm和0.8mm內(nèi)徑的柱子。0.25mm是經(jīng)常用的色譜柱內(nèi)徑尺寸，而0.53mm的色譜柱通常是替代填充柱用于大體積進樣的方法應(yīng)用。
色譜柱內(nèi)徑的大小對分離效果的影響是明顯的。越細的色譜柱，其塔板數(shù)就越高，柱效就越高，但同時樣品承載容量越小，進樣體積就需要減少。但內(nèi)徑越小，通常意味著柱容量的減小，在分析低含量組分時，對檢測器靈敏度和進樣口分流能力的要求越高。因此在選擇內(nèi)徑的時候，首先考慮的是樣品分析難點，是在于分離還是檢測。對于分離困難的樣品，較小口徑的色譜柱；對于含量過低檢測困難的樣品，較大口徑的色譜柱。在容易分離的情況下，一般選擇小口徑毛細管柱可以縮短柱長，減小分析時間。
c. 色譜柱長度
色譜柱的長短直接影響到保留時間和分離效率。實驗室應(yīng)用的色譜柱長多為5m、7.5m、10m、12.5m、15m、25m、30m、50m、60m、75m、100m和105m等。常見的色譜柱長度是30m。
對于快速分析來說，除了選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)徑，柱長度也短許多（例如5～15mx 0.25mm）。只有這樣，才有可能在最短的時間內(nèi)，得到較好的分離效果和分析結(jié)果。
如果方法需要改進提高分辨率，較長的色譜柱，如60m或100m，是理想的選擇。分辨率與柱長的平方根成正比。需要注意的是，像一根60m長的色譜柱相對于30m的柱子，其分辨率提高近40%，但分析時間會成倍增長。
在揮發(fā)物的分析應(yīng)用中，為了改善分離效果，常使用較長的柱型，如50m、60m和100m等。在氣態(tài)樣品和精細烴分析應(yīng)用中，較長色譜柱的使用較為普遍。
更長的色譜柱會影響柱惰性、柱流失和柱效等多個方面。同時，需要更高的載氣壓力或更換載氣的種類（如把氮氣更換成氫氣/氦氣）。
d. 色譜柱膜厚
商品化色譜柱的膜厚規(guī)格一般是0.1μm、 0.15μm、 0.25μm、 0.5μm、 1.0μm、 1.5μm、 3μm、5μm等等。實驗室中常見的色譜柱膜厚為0.25μm、0.5μm和1μm。
膜厚主要影響兩個指標(biāo)：保留時間和樣品負載能力。
另外，色譜柱適用溫度范圍、分析時間和分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性等也與膜厚有關(guān)。例如一根內(nèi)徑為0.25mm，膜厚為0.1μm的色譜柱可以達成快速分離的效果，甚至可以改進分辨率，降低色譜柱的流失，適用于更寬泛的溫度范圍等。膜厚會影響到色譜柱惰性，而這個指標(biāo)在有些應(yīng)用中是非常重要的。同時膜厚對色譜柱樣品承載能力的影響也是很明顯的。
0.25μm× 0.25mm、0.5μm × 0.32mm、1μm或1.5μm × 0.53mm規(guī)格的色譜柱在分離效果、保留性能、分辨率、惰性和柱流失等指標(biāo)方面較為均衡，使用也較多。
膜厚與柱內(nèi)徑的關(guān)系體現(xiàn)在相比（β）上。相比β是色譜柱中氣相容積和固定相容積之比，計算公式為β=r/2d，其中r為色譜柱半徑，d為液膜厚度。相比是決定一個固定長度色譜柱中組分流出時間的決定性因素。如果有兩根相同相比和固定相的色譜柱，內(nèi)徑不同，在相同的溫度條件下，兩根色譜柱的分離效果和保留性能相同或相似。
需要注意的是：相比只是決定保留時間的主要因素，但并不是決定理論塔板數(shù)（柱效率）的主要因素。決定柱容量（最小檢出量）的主要因素是內(nèi)徑和膜厚，決定柱效率的是內(nèi)徑，決定保留時間的是相比。在綜合平衡柱容量、柱效率、分析時間三方面因素的時候，需要注意相比的影響。
最后要強調(diào)的一點是，選擇色譜柱是必須要看具體的分析任務(wù)。如果是做法規(guī)分析，則必須按有關(guān)法規(guī)的要求選擇色譜柱。如一些產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗，盡管用毛細管柱可以得到更好的分析結(jié)果，且分離效率高、分析速度快，但若國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用填充柱，那就應(yīng)該用填充柱，否則分析結(jié)果不被法規(guī)所認可。當(dāng)然，作為方法開發(fā)的研究，用毛細管柱常常是有利的。
毛細管色譜柱只有正確的安裝，才能保證發(fā)揮其較好的性能和延長使用壽命。
毛細管色譜柱安裝的步驟如下：
步驟一：檢查氣體過濾器、載氣、進樣墊和襯管等檢查進樣墊和氣體過濾器，保證輔助氣和檢測器用氣通暢有效。
如果以前做過沸點較高的化合物，需要將進樣口襯管清洗或更換。
步驟二：將螺母和卡套裝在柱上，并將色譜柱兩端口小心切平在色譜柱的一端裝上相應(yīng)的螺母和卡套，此時色譜柱端口無前后之分，色譜柱支架的支撐部分應(yīng)總是朝向著柱箱門。
安裝好螺母和卡套后，將色譜柱端口切平，并用放大鏡進行檢查，以確認切口和管壁成直角，并且沒有殘留的碎屑，沒有毛邊或不平的切割面。
步驟三：將色譜柱連于進樣口上通常來說，色譜柱的頂端應(yīng)保持在進樣口襯管的中下部，當(dāng)進樣針穿過隔墊完全插入進樣口后，如果針尖與襯管中的色譜柱頂端相差1-2cm，這就是較為理想的狀態(tài)。
從色譜柱架上取出需要連接的足夠的長度，并按步驟2切割柱子，連接到進樣口。避免用力彎曲壓擠毛細柱，并小心不要讓標(biāo)記牌等有鋒利邊緣的物品與色譜柱接觸磨擦，以防柱身斷裂或受損。
將色譜柱正確地嵌入進樣口后，用手把連接螺母擰上，用手擰緊后用扳手再擰1/4-1/2圈。
步驟四：接通載氣載氣必須為高純氮氣（或氦氣），純度達99.999%，使用極性柱時（如FFAP、PEG-20M等），**載氣加脫氧管進一步脫氧，這樣可延長柱子的使用壽命。
當(dāng)色譜柱與進樣口連接好后，接通載氣。調(diào)節(jié)柱前壓力以得到合適的載氣流速。將色譜柱的另一端（空端），插入裝有己烷的樣品瓶中，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安裝完全或設(shè)置正確，并檢測一下整個氣路有無泄漏。
等所有問題解決后，將色譜柱端口從瓶中取出，擦試干凈，保證柱端口無溶劑殘留，再進行下一步安裝。毛細管柱前壓參考設(shè)置（Mpa）柱長 m 柱內(nèi)徑（mm） 0.25 0.32 0.53 15 0.05 0.04 0.02 30 0.1 0.08 0.03 50 0.18 0.14 0.05
步驟五：將色譜柱連于檢測器上其安裝和所需注意的事項與以上色譜柱與進樣口聯(lián)接（步驟3）部分所講述的大致相同。安裝時要注意色譜柱末端要高于尾吹點，或按照色譜儀說明書安裝。
步驟六：進行氣體檢漏在色譜柱加熱前，要對GC系統(tǒng)進行檢漏。建議使用1∶1的異丙醇/水的混合溶液進行檢查。
步驟七：色譜柱的老化色譜柱安裝和系統(tǒng)檢漏工作完成后，就可以對色譜柱進行老化了。將色譜柱程序升溫至建議使用溫度的30℃以下，恒溫30分鐘。
這樣柱子內(nèi)吸附的組份會被吹出，以免影響您的分析。將色譜柱的溫度降低至所需要的溫度，即可進行實際樣品的分析。
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