气相色谱出峰拖尾怎么办?
当色谱发生拖尾现象时可以使用以下方法进行解决:
1、当经历维修色谱问题(色谱峰拖尾、灵敏度降低、保留时间改变等)时,切去色谱柱前端的1/2 到1 米。必要时,更换进样口内衬管、隔垫,并清洗进样口。保护柱可用于提高色谱柱的使用寿命。
2、使用更高负载量的固定相,增加色谱柱内径、减少样品量。
3、使用安全的毛细管熔融石英切割工具(例如陶瓷片或色谱柱切割器)将色谱柱切成垂直的齐口,然后重新装入色谱柱。
4、降低初始色谱柱温度,使保留值增加,峰拖尾会减弱。
5、造成峰拖尾的主要原因是分析物和硅胶表面的相互作用。这类峰拖尾通常是由于硅胶表面存在的酸性硅醇基引起的。硅胶中的痕量金属也会增加硅醇的酸性和峰的不对称性。使用低酸性超纯(99.995%) 硅胶可以减少或消除这些硅醇基的相互作用。
扩展资料
形成拖尾的原因有:
1、色谱柱在进样口中的位置不正确,可能载气流路存在密封垫的颗粒。
2、一支色谱柱上不能装入超过2-3 个接头。多个接头会造成死体积(拖尾峰)问题。
3、超出色谱柱的温度上限会造成固定相和管表面的加速损坏。这样会造成色谱柱的过分流失,活性组分形成拖尾,以及/或降低柱效(分离度)。
4载气流路(例如气路、接头、进样器)中的泄漏往往是暴露在氧中的源头。随着色谱柱的加热,会很快地损坏固定相。这样会造成色谱柱的过度流失,活性组分形成拖尾。
参考资料来源:百度百科-拖尾
1、当经历维修气相色谱仪问题(色谱峰拖尾、灵敏度降低、保留时间改变等)时,切去色谱柱前端的1/2 到1 米。必要时,更换进样口内衬管、隔垫,并清洗进样口。预保护柱可用于提高色谱柱的使用寿命。
2、衬管脱活。进样口衬管上的活性点可以吸附样品组分并导致出现拖尾峰,并可能损失灵敏度和重现性。用脱活制剂用来覆盖衬管玻璃表面的活性点或与之发生反应。脱活程序进行脱活,该程序可以使衬管重现性高、惰性好,且使用寿命长。对于不分流的应用,或者在必须分析极性很弱的化合物时,应当使用脱活的衬管。
即使使用脱活的衬管开始也会表现出活性,当这种情况发生时,应当更换衬管。可以清洁衬管以除去颗粒物或用溶剂冲洗衬管以除去挥发性较低的组分。但是,选择合适的衬管清洗程序可能较为困难。某些溶剂可能会除去脱活层,并且工具可能会划伤衬管的玻璃表面,从而导致出现多余的活性点。新的衬管几乎总比已清洁过并且重新脱活的衬管表现优异- 尤其对于痕量分析。
3、色谱柱、进样口衬管或被污染的金属进样口密封垫所吸收的样品组分使用新的脱活的衬管或清洗旧衬管并更换玻璃毛。进样针针头撞击,进样口衬管内的填充物破碎。从衬管中取出部分填充物,或使用无填充的衬管。色谱柱末端切口不整齐(样品吸附于此)卸下色谱柱。使用安全的毛细管熔融石英切割工具(例如陶瓷片或色谱柱切割器)将色谱柱切成垂直的齐口,然后重新装入色谱柱。断裂或破碎的进样口衬管确保进样口中的总流速为40 ml/min以上。
4、色谱柱在进样口中的位置不正确,可能载气流路存在密封垫的颗粒。
5、一支色谱柱上不能装入超过2-3 个接头。多个接头会造成死体积(拖尾峰)问题。
6、超出色谱柱的温度上限会造成固定相和管表面的加速损坏。这样会造成色谱柱的过分流失,活性组分形成拖尾,以及/或降低柱效(分离度)。幸好热损坏是一个很慢的过程,因此,在色谱柱严重损坏之前还有一段很长的时间可在高于温度极限的条件下使用。当有氧存在时会大大加速热损坏。对有泄漏或载气中氧含量较高的色谱柱进行过度加热可能造成快速并永久地损坏该分析柱,应当避免这种情况发生。
色谱拖尾原因及解决办法
1、当经历维修色谱问题(色谱峰拖尾、灵敏度降低、保留时间改变等)时,
切去色谱柱前端的1/2 到1 米。必要时,更换进样口内衬管、隔垫,
并清洗进样口。保护柱可用于提高色谱柱的使用寿命。(气相)
2、衬管脱活
进样口衬管上的活性点可以吸附样品组分并导致出现拖尾峰,并可能损失灵敏度和重现性。用脱活制剂用来覆盖衬管玻璃表面的活性点或与之发生反应。脱活程序进行脱活,该程序可以使衬管重现性高、惰性好,且使用寿命长。对于不分流的应用,或者在必须分析极性很弱的化合物时,应当使用脱活的衬管。
即使使用脱活的衬管开始也会表现出活性,当这种情况发生时,应当更换衬管。可以清洁衬管以除去颗粒物或用溶剂冲洗衬管以除去挥发性较低的组分。但是,选择合适的衬管清洗程序可能较为困难。某些溶剂可能会除去脱活层,并且工具可能会划伤衬管的玻璃表面,从而导致出现多余的活性点。新的衬管几乎总比已清洁过并且重新脱活的衬管表现优异- 尤其对于痕量分析。
3、色谱柱、进样口衬管或被污染的金属进样口密封垫所吸收的样品组分使用新的脱活的衬管或清洗旧衬管并更换玻璃毛。进样针针头撞击,进样口衬管内的
填充物破碎。从衬管中取出部分填充物,或使用无填充的衬管。色谱柱末端切口不整齐(样品吸附于此)卸下色谱柱。使用安全的毛细管熔融石英切割工具(例如陶瓷片或色谱柱切割器)将色谱柱切成垂直的齐口,然后重新装入色谱柱。断裂或破碎的进样口衬管确保进样口中的总流速为40 ml/min以上。
4、色谱柱在进样口中的位置不正确,可能载气流路存在密封垫的颗粒。
5、一支色谱柱上不能装入超过2-3 个接头。多个接头会造成死体积(拖尾峰)问题。
6、超出色谱柱的温度上限会造成固定相和管表面的加速损坏。这样会造成色谱柱的过分流失,活性组分形成拖尾,以及/或降低柱效(分离度)。幸好热损坏是一个很慢的过程,因此,在色谱柱严重损坏之前还有一段很长的时间可在高于温度极限的条件下使用。当有氧存在时会大大加速热损坏。对有泄漏或载气中氧含量较高的色谱柱进行过度加热可快速并永久地损坏该柱。
7、载气流路(例如气路、接头、进样器)中的泄漏往往是暴露在氧中的源头。随着色谱柱的加热,会很快地损坏固定相。这样会造成色谱柱的过度流失,活性组分形成拖尾,以及/或降低柱效(分离度)。其征兆与热损坏相似。不幸的是发现氧损坏之时色谱柱已经受到严重的破坏,在不太严重的情况下,色谱柱仍可使用,但性能有所下降。在严重的情况下,色谱柱将完全不能使用。
让系统避免和氧接触和避免泄漏是不受到氧损坏最有效的方法。良好的维护GC 系统包括定期检查气路和压力表的泄漏、定期更换隔垫、使用高质量的载气、安装和更换氧捕集阱、在气体钢瓶完全用完之前就更换。8、要避免进入色谱柱的主要化合物是无机酸和碱。酸类包括盐酸(HCl)、硫酸(H2S04)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4) 和铬酸(CrO3)。碱类包括氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH) 和氢氧化铵(NH4OH)。大多数这些酸和碱不易挥发,会积聚在色谱柱前端。如果不清除它们,将会损坏固定相。这样会造成色谱柱的过分流失,活性组分形成拖尾,以及/或降低柱效(分离度)。其征兆和热损坏及氧损坏相似。盐酸和氢氧化铵是这一类化合物中危害最小的。这两种物质易
溶于样品中的水。如果水不停留或几乎不停留在色谱柱中,HCl 和NH4OH 在色谱柱中停留的时间就会很短。这就消除或降低了这些化合物所造成损坏的可能性。因此,如果样品中含有HCl 或NH4OH,使用不保留水的环境或色谱柱,即可相对减小这些化合物对色谱柱的危害。
9、有两种基本的污染物:不挥发性污染物和半挥发性污染物。不挥发性污染物或残留物不会洗脱出来,而会积聚在色谱柱内。这样色谱柱即成为涂渍了残留物的色谱柱,因而影响了溶质在溶入固定相和洗出固定相的正确分配。而且残留物还会与活性溶质相互作用,从而引起峰的吸附问题(例如拖尾峰或峰面积减少)。活性溶质是指含有羟基(-OH) 或氨基(-NH) 以及某些硫醇基(-SH) 和醛的物质。积聚在色谱柱内的半挥发性污染物或残留物,最终会被洗脱出去。但需要几个小时甚至几天才完全从色谱柱中洗脱。与不挥发性残留物一样,它们也会引起峰形和峰面积出现问题,此外,通常还会引起很多基线问题(不稳定、偏离、漂移、鬼峰等。
10、溶剂相极性不匹配。较早流出的峰或靠近溶剂前沿的峰更容易出现拖尾,解决办法:改变样品溶剂。
11、不分流进样或柱上进样的溶剂效应显著。解决办法:降低初始色谱柱温度。注释:使保留值增加,峰拖尾会减弱。
12、色谱柱安装差使较早流出的峰更容易拖尾。解决办法:重新安装色谱柱。
13、液相:为减少拖尾,可以选择设计优良的封端色谱柱,且使用象三乙胺(TEA,较少需要)等添加剂,或使用“极性”键合相。
14、碱性化合物的峰拖尾可能是一个主要的色谱问题。峰拖尾降低了色谱效率以及结果的准确性和精确性。造成峰拖尾的主要原因是分析物和硅胶表面的相互作用。这类峰拖尾通常是由于硅胶表面存在的酸性硅醇基引起的。硅胶中的痕量金属也会增加硅醇的酸性和峰的不对称性。使用低酸性超纯(99.995%) 硅胶可以减少或消除这些硅醇基的相互作用。色谱的改善非常显著。
15、液相拖尾峰出现原因及解决办法:
柱头有空隙。解决办法:使用填料或玻璃珠填充柱顶部
柱上样品超载。解决办法:使用更高负载量的固定相。增加色谱柱内径、减少样品量、
单峰- 存在干扰性组分。解决办法:净化样品;预分离
存在未扫的死体积。解决办法:减少接头的数量、确保进样器密封垫紧密、确保接头正确固定
碱性化合物- 硅醇相互作用。解决办法:换成聚合物固定相
碱性基质- 硅醇相互作用。解决办法:使用更强的流动相或添加竞争碱(例如,三甲胺)
硅胶基- 柱降解。解决办法:使用特种色谱柱;聚合物柱或空间位阻
气质联用仪可以看作是毛细管柱气相色谱仪加上质量检测器的组合。它常出的问题也是两者相加。
1、仪器涉及的密闭性问题
气质联用仪是一个气体运行的系统,因而仪器的密封性相当重要。
(1)换柱:毛细管柱进入质谱腔中的长度不适当,太长或太短都不行。
(2)垫圈要松紧合适,太松会有漏气的隐患,太紧则会压碎垫圈,每次更换色谱柱时需要更换新的密封垫圈。
(3)清洗离子源时打开腔体后要注意其密封性。
2、色谱柱的使用与保存
(1) 色谱柱使用时应注意说明书中标明的最低和最高温度,不能超过色谱柱的温度上限使用,否则会造成固定液流失,还可造成对检测器的污染。要设定最高允许使用温度,如遇人为或不明原因的突然升温,GC会自动停止升温以保护色谱柱。氧气、无机酸碱和矿物酸都会对色谱柱固定液造成损伤,应杜绝这几类物质进入色谱柱。
(2) 色谱柱拆下后通常将色谱柱的两端插在不用的进样垫上,如果只是暂时拆下数日则可放于干燥器中。
(3) 色谱柱的安装
色谱柱的安装应按照说明书操作,切割时应用专用的陶瓷切片,切割面要平整。不同规格的毛细管柱选用不同大小的石墨垫圈,注意接进样口一端和接质谱一端所用的石墨垫圈是不同的,不要混用。进入进样口一端的毛细管长度要根据所使用的衬管而定,仪器公司提供了专门的比对工具,同样,进入质谱一端的毛细管长度也需要用仪器公司提供的专门工具比对。柱接头螺帽不要上得太紧,太紧了压碎石墨圈反而容易造成漏气,一般用手拧紧后再用扳手紧四分之一圈即可。接质谱前先开机让柱末端插入盛有有机溶剂的小烧杯,看是否有气泡溢出且流速与设定值相当。严禁无载气通过时高温烘烤色谱柱,以免造成固定液被氧化流失而损坏色谱柱。
3、离子源和预杆的清洗
清洗前先准备好相关的工具及试剂,然后打开机箱,小心地拔开与离子源连接的电缆,拧松螺丝,取下离子源。取预杆之前先取下主四极杆,竖放在无尘纸上,再取下预杆待洗。注意整个操作过程一要小心谨慎,二要避免灰尘进入腔体。将离子源各组件分离,在离子源的所有组件中,灯丝、线路板和黑色陶瓷圈是不能清洗的。而离子盒及其支架、三个透镜、不锈钢加热块以及预杆需要用氧化铝擦洗,将600目的氧化铝粉用甘油或去离子水调成糊状,用棉签蘸着擦洗,重点擦洗上述组件的内表面,即离子的通道。氧化铝擦洗完毕后,用水冲净,然后分别用去离子水、甲醇、丙酮浸泡,超声清洗,待干后组合好离子源,先安装好预杆、四极杆,最后小心装回离子源,盖好机箱,清洗完毕。
具体操作图例可以参见“百度文库”搜索“岛津GC-2010维护操作指南”PPT。
保温棉是由高纯度的黏土熟料、氧化铝粉、硅石粉、铬英砂等原料制成的无毒、无害、无污染的新型保温材料。可进一步加工成纤维毯、板、纸、布、绳等制品。陶瓷纤维是一种高效绝热材料,具有重量轻、强度高、抗氧化、导热率低、柔软性好、耐腐蚀、热容小及隔音等特点。
1 气相色谱
气相色谱是一种以气体为流动相的柱色谱法,根据所用固定相状态的不同可分为气-固色谱(GSC)和气-液色谱(GLC)。
2 气相色谱原理
气相色谱的流动相为惰性气体,气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后,由于吸附剂对每个组分的吸附力不同,经过一定时间后,各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来,最先离开色谱柱进入检测器,而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来,因此最后离开色谱柱。如此,各组分得以在色谱柱中彼此分离,顺序进入检测器中被检测、记录下来。
3 气相色谱流程
载气由高压钢瓶中流出,经减压阀降压到所需压力后,通过净化干燥管使载气净化,再经稳压阀和转子流量计后,以稳定的压力、恒定的速度流经气化室与气化的样品混合,将样品气体带入色谱柱中进行分离。分离后的各组分随着载气先后流入检测器,然后载气放空。检测器将物质的浓度或质量的变化转变为一定的电信号,经放大后在记录仪上记录下来,就得到色谱流出曲线。
根据色谱流出曲线上得到的每个峰的保留时间,可以进行定性分析,根据峰面积或峰高的大小,可以进行定量分析。
4 气相色谱仪
由以下五大系统组成:气路系统、进样系统、分离系统、温控系统、检测记录系统。
组分能否分开,关键在于色谱柱;分离后组分能否鉴定出来则在于检测器,所以分离系统和检测系统是仪器的核心。
5 气相色谱仪几种常用检测器
目前有很多种检测器,其中常用的检测器是:氢火焰离子化检测器(FID) 热导检测器(TCD) 氮磷检测器 (NPD)火焰光度检测器(FPD) 电子捕获检测器(ECD)等类型。
氢火焰离子化检测器(FID):(氢)火焰离子化检测器是根据气体的导电率是与该气体中所含带电离子的浓度呈正比这一事实而设计的。一般情况下,组分蒸汽不导电,但在能源作用下,组分蒸汽可被电离生成带电离子而导电。
工作原理:由色谱柱流出的载气(样品)流经温度高达2100℃的氢火焰时,待测有机物组分在火焰中发生离子化作用,使两个电极之间出现一定量的正、负离子,在电场的作用下,正、负离子各被相应电极所收集。当载气中不含待测物时,火焰中离子很少,即基流很小,约10-14A。当待测有机物通过检测器时,火焰中电离的离子增多,电流增大(但很微弱10-8~10-12A)。需经高电阻(108~l011)后得到较大的电压信号,再由放大器放大,才能在记录仪上显示出足够大的色谱峰。该电流的大小,在一定范围内与单位时间内进入检测器的待测组分的质量成正比,所以火焰离子化检测器是质量型检测器。
火焰离子化检测器对电离势低于H2的有机物产生响应,而对无机物、久性气体和水基本上无响应,所以火焰离子化检测器只能分析有机物(含碳化合物),不适于分析惰性气体、空气、水、CO、CO2、CS2、NO、SO2及H2S等。
热导检测器(TCD):热导检测器(TCD)又称热导池或热丝检热器,是气相色谱法最常用的一种检测器。基于不同组分与载气有不同的热导率的原理而工作的热传导检测器。
工作原理:热导检测器的工作原理是基于不同气体具有不同的热导率。热丝具有电阻随温度变化的特性。当有一恒定直流电通过热导池时,热丝被加热。由于载气的热传导作用使热丝的一部分热量被载气带走,一部分传给池体。当热丝产生的热量与散失热量达到平衡时,热丝温度就稳定在一定数值。此时,热丝阻值也稳定在一定数值。由于参比池和测量池通入的都是纯载气,同一种载气有相同的热导率,因此两臂的电阻值相同,电桥平衡,无信号输出,记录系统记录的是一条直线。当有试样进入检测器时,纯载气流经参比池,载气携带着组分气流经测量池,由于载气和待测量组分二元混合气体的热导率和纯载气的热导率不同,测量池中散热情况因而发生变化,使参比池和测量池孔中热丝电阻值之间产生了差异,电桥失去平衡,检测器有电压信号输出,记录仪画出相应组分的色谱峰。载气中待测组分的浓度越大,测量池中气体热导率改变就越显著,温度和电阻值改变也越显著,电压信号就越强。此时输出的电压信号与样品的浓度成正比,这正是热导检测器的定量基础。
热导池(TCD)检测器是一种通用的非破坏性浓度型检测器,一直是实际工作中应用最多的气相色谱检测器之一。TCD特别适用于气体混合物的分析,对于那些氢火焰离子化检测器不能直接检测的无机气体的分析,TCD更是显示出独到之处。TCD在检测过程中不破坏被监测组份,有利于样品的收集,或与其他仪器联用。TCD能满足工业分析中峰高定量的要求,很适于工厂的控制分析。
氮磷检测器 (NPD):氮磷检测器(NPD)是一种质量检测器,适用于分析氮,磷化合物的高灵敏度、高选择性检测器。它具有与FID相似的结构,只是将一种涂有碱金属盐如Na2SiO3,Rb2SiO3类化合物的陶瓷珠,放置在燃烧的氢火焰和收集极之间,当试样蒸气和氢气流通过碱金属盐表面时,含氮、磷的化合物便会从被还原的碱金属蒸气上获得电子,失去电子的碱金属形成盐再沉积到陶瓷珠的表面上。
工作原理:是在NPD检测器的喷口上方, 有一个被大电流加热的铷珠, 碱金属盐( 铷珠) 受热而逸出少量离子, 铷珠上加有-250V 极化电压, 与圆筒形收集极形成直流电场,逸出的少量离子在直流电场作用下定向移动,形成微小电流被收集极收集,即为基流。当含氮或磷的有机化合物从色谱柱流出, 在铷珠的周围产生热离子化反应, 使碱金属盐( 铷珠) 的电离度大大提高, 产生的离子在直流电场作用下定向移动, 形成的微小电流被收集极收集, 再经微电流放大器将信号放大, 再由积分仪处理, 实现定性定量的分析。
氮磷检测器的使用寿命长、灵敏度极高,可以检测到5×10-13g/s偶氮苯类含氮化合物,2.5×10-13g/s的含磷化合物,如马拉松农药。它对氮、磷化合物有较高的响应。而对其他化合物有的响应值低10000~100000倍。氮磷检测器被广泛应用于农药、石油、食品、药物、香料及临床医学等多个领域。
火焰光度检测器(FPD):火焰光度检测器是利用在一定外界条件下(即在富氢条件下燃烧)促使一些物质产生化学发光,通过波长选择、光信号接收,经放大把物质及其含量和特征的信号联系起来的一个装置。主要由燃烧室、单色器、光电倍增管、石英片(保护滤光片)及电源和放大器等组成。
工作原理:当含S、P化合物进入氢焰离子室时,在富氢焰中燃烧,有机含硫化合物首先氧化成SO2,被氢还原成S原子后生成激发态的S2*分子,当其回到基态时,发射出350~430nm的特征分子光谱,最大吸收波长为394nm。通过相应的滤光片,由光电倍增管接收,经放大后由记录仪记录其色谱峰。此检测器对含S化合物不成线性关系而呈对数关系(与含S化合物浓度的平方根成正比)。
当含磷化合物氧化成磷的氧化物,被富氢焰中的H还原成HPO裂片,此裂片被激发后发射出480~600nm的特征分子光谱,最大吸收波长为526nm。因发射光的强度(响应信号)正比于HPO浓度。
电子捕获检测器(ECD):早期电子捕获检测器由两个平行电极制成。现多用放射性同轴电极。在检测器池体内,装有一个不锈钢棒作为正极,一个圆筒状-放射源(3H、63Ni)作负极,两极间施加流电或脉冲电压。
工作原理:当纯载气(通常用高纯N2)进入检测室时,受射线照射,电离产生正离子(N2+)和电子e-,生成的正离子和电子在电场作用下分别向两极运动,形成约10-8A的电流——基流。加入样品后,若样品中含有某中电负性强的元素即易于电子结合的分子时,就会捕获这些低能电子,产生带负电荷阴离子(电子捕获)这些阴离子和载气电离生成的正离子结合生成中性化合物,被载气带出检测室外,从而使基流降低,产生负信号,形成倒峰。倒峰大小(高低)与组分浓度呈正比,因此,电子捕获检测器是浓度型的检测器。其最小检测浓度可达10-14g/ml,线性范围为103左右。
电子捕获检测器是一种高选择性检测器。高选择性是指只对含有电负性强的元素的物质,如含有卤素、S、P、N等的化合物等有响应.物质电负性越强,检测灵敏度越高。