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【色谱】手把手教你安装毛细管柱!

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2018-02-07 13:43
来源:实验与分析
实验与分析
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  为了发挥色谱系统的最佳性能,色谱柱的安装一定要正确、合适。安装时,要准确无误地完成色谱柱与进样口、检测器间的连接,因为其安装的好坏不仅直接影响分析的效果,还对整个色谱系统的最佳的性能和使用寿命有不同的影响。下文是小编整理的史上最全毛细管柱安装步骤,手把手教您搞定毛细管柱!

  【毛细管色谱柱安装步骤】

  步骤 1:检查气体过滤器、载气、进样垫和衬管等

  检查进样垫和气体过滤器,保证辅助气和检测器用气通畅有效。如果以前做过较脏样品或活性较高的化合物,需要将进样口衬管清洗或更换。

  步骤 2:将螺母和卡套装在柱上,小心切平柱子两端口

  在色谱柱的一端装上相应的螺母和卡套,此时色谱柱端口无前后之分;色谱柱支架的支撑部分应总是朝向着柱箱门。安装好螺母和卡套后,将色谱柱端口切平,并用放大镜进行检查。

  [熔融石英毛细管和切割]将色谱柱所要切割的部位用一根手指顶住,用适合的切割工具在外管壁轻轻地划上一个标记,不要直接进行切割。然后捏住距标记1-2cm 的两处柱身,两手同时向外拉并弯折柱身,使柱子在标记处折断。再使用放大镜对切割后的端口进行检查,以确认切口和管壁成直角,并且没有残留的碎屑,没有毛边或不平的切割面如有问题,最好再切割一次。

  [卡套]常用的色谱柱卡套有两种:石墨和石墨 /Vespel。如果应用的是 ECD 或 GC/MS 系统,不能使用石墨卡套。色谱柱的直径决定所用卡套的内径(见表1)。使用不合适的卡套不仅难于安装,而且很难保证连接处的密封性。

  表1 卡套的内径

  步骤 3:将色谱柱连于进样口上

  色谱柱在进样口中的嵌入浓度根据所使用的GC不同而不同。正确合适的嵌入最大可能地保证实验结果的重现性。通常来说,色谱柱的顶端应保持在进样口衬管的中下部,当进样针穿过隔垫完全插入进样口后,如果针尖与衬管中的色谱柱顶端相差1-2cm,这就是较为理想的状态。

  从色谱柱架上取出需要连接的足够的长度,并按步骤2 切割柱子,连接到进样口。避免用力弯曲压挤毛细柱,并小心不要让标记牌等有锋利边缘的物品与色谱柱接触磨擦,以防柱身断裂或受损。连接螺母的安装:将色谱柱正确地嵌入进样口后,用手把连接螺母拧上,拧紧后(用手拧不动了)用扳手再多拧1/4-1/2 圈。如果色谱柱还有松动,再拧 1/4 圈,保证安装的密封程度。因为不紧密和安装,不仅会引起装置的泄漏,而且有可能对色谱柱造成快速永久的损害。在螺母完全连接后,小心不要再将色谱柱上下移动。

  注意:如果在进样口或检测器有一定温度时安装色谱柱,安装效果可能会更好。因为卡套,特别是那些材质为石墨 /Vespel 的,在一定温度下会软化,易变形,也就更容易封住所要密封的部位。色谱柱装好后,等进样口或检测器的温度降下来,再安装其他部件。

  步骤 4:接通载气

  当色谱柱与进样口连接好后,接通载气。调节柱前压力以得到合适的载气流速(见表 2)。

  表2 柱前压的设置(Psig)

  在色谱柱的另一端(空端),插入装有己烷的样品瓶中,正常情况下,我们可以看见瓶中稳定持续的气泡。如果没有气泡,就要重新检查一下载气装置和流量控制器等 是否安装完全或设置正确,并检测一下整个气路有无泄漏。等所有问题解决后,将色谱柱端口从瓶中取出,擦拭干净,保证柱端口无溶剂残留,再进行下一步安装。

  警告:当空气中氢气的含量在4-10%时,这样的混合气体就有爆炸的危险。虽然气体本身的扩散会降低爆炸的可能,但还是有一定的危险性。以下仅为建议的起始设备,具体数值要依据实际的载气速率,或如步骤9中的流量设置而定。

  步骤 5 :将色谱柱连于检测器上

  其安装和所需注意的事项与十时秒年个色谱柱与进样口联接(步骤3)部分所讲述的大致相同。如果在应用中系统所使用的是ECD或是NPD等,那么在老化色谱柱时,使它不与检测器相连,那么这一类的检测器可能会更快地达到稳定。

  步骤 6:进行气体检漏

  在色谱柱加热前,一定要对GC系统进行检漏。当我们对进样口和检测器进行载气检漏时,使用电子检漏计是最为有效的方法之一。建议不要使用Snoop等肥皂泡,它有可能由被检测处进入色谱柱和其它装置中,从而对系统有所损害。而且不能使用Snoop对正在加热的进样口和检测器装置进行检漏。如果一定要用液体检漏,建议使用50/50的异丙醇/水的混合溶液。

  步骤 7:确定载气流量,再对色谱柱的安装进行检查

  警告:如果不通入载气就对色谱柱进行加热操作,就会快速并且永久性地损坏色谱柱。当色谱柱安装好后,再依照步骤4对载气流量进行确认,或者使用非保留化合物样品进行检测,我们可以通过分析得到的样品谱图来确认进样口和检测器的安装是否正确。表3中列出了常用的非保留化合物样品。

  实验过程:如果使用分流/不分流进样口,将色谱柱的温度保持在35-40℃,使用分流模式进样1-2mL样品。如果使用的是不分流大口径进样口,由于样品不被分流进样,进样前应先对样品进行稀释,以免得到饱和的平头峰形。这样,我们应该得到一张峰形尖锐的谱图,而使用不分流大口径进样口,色谱峰可能会有轻微拖尾。如果得不到色谱图,有可能是根本就没有载气通过系统。那就需检查一下调节器、气体附件和流量控制器的设置是否正确。当然也可以是检测器、记录仪和注射针等出了问题。如果色谱峰有明显的拖尾现象,可能是进样口有泄露,或是色谱柱安装不完整,也有可能是分流比设 置得太低等。我们需要重新对色谱柱进行安装并对进样口进行检漏。只有完全解决了这个问题,才能进行下一步。

  注意:

  1.对于PLOT柱,以上大多数化合物都有明显地保留吸附

  2 .不要直接液体进样;建议使用顶空进样装置

  3 .当温度小于100℃时,乙腈在大多数的色谱中都有保留。使用时需将色谱柱的温度提高到

  步骤 8:色谱柱的老化

  色谱柱安装和系统检漏工作完成后,就可以对色谱柱进行老化了。对色谱柱升至一恒定温度,通常为其温度上限。特殊情况下,可加热至高于最高操作温度10-20℃左右。但是一定不能超过色谱柱的温度上限,那样机易损坏色谱柱。升温速度一定要快,不要将程序升温的速度设定的太慢。当达到老化温度后,记录并观察基线。比例放大基线,以便容易观察。初始阶段,基线应持续上升,在到达老化温度后5-10min开始下降,并且会持续30-90min。当达到一个固定的值后,基线就会稳定下来。如果在2-3小时后基线仍无法稳定或在15-20分钟后仍无明显的下降趋势,那么有可能系统装置有泄露或污染。遇到这样的情况,应立即将柱温降至40℃ 以下,尽快地检查系统并解决相关的问题。如果还是继续地老化,不仅对色谱柱有损害,而且始终得不到正常稳定的基线。另外,老化的时间也不宜过长,不然会降 低色谱柱的使用寿命。一般来说,涂有极性固定相和较厚涂层的色谱柱老化时间较长,而弱极性固定相和较薄涂层的色谱柱所需时间较短。而PLOT色谱柱的老化方法又各不相同,具体步骤请参阅岁柱子的操作说明书。如果在色谱柱没有与检测器连接就进行老化,那么老化后,色谱柱末端部分可能已被破坏。要先把柱末端10-20cm部分截去,再将色谱柱连接到检测器上。

  温度限定是指色谱柱能够正常使用的应用温度范围。如果操作温度低于色谱柱的温度下限,那么分离效果和峰形都不会很理想。但这样对色谱柱本身并无什么损害。

  温度上限通常有两个数值。数值较低的是恒温极限。在此温度下,色谱柱可以正常使用,且无具体的持续时间限制。较高的数值是持续升温的升温极限。该温度的持续时间同产干部多于十分钟。高于温度上限的操作则会降低色谱柱的使用寿命。

  步骤 9:设置确认载气流速

  对于毛细管色谱柱,载气的种类首选高纯度氦气或氢气。建议不要使用氮气做载气。载气的纯度最好大于99.995%,而其中的氧气含量越少越好。通常载气级或超高纯度氦气和氢气中氧气的含量小于2ppm。如果您使用的是毛细管色谱柱,那么依照载气的平均线速度(载气流动的速度cm/sec)而不是利用载气流速(载气流量mL/min)来对载气作出评价,这样不仅简单而且非常方便。因为柱效的计算采用的是载气的平均线速度,而不是体积流速。

  我们进一针非保留样品(见表3),确定它的保留时间。

  表3 常用的非保留化合物样品

  然后按下列公式计算平均线速度(V):

  不要使用色谱仪上的流量计去设置载气流速,可能不准。大多数情况下,采用流速范围的中间值较为适合。载气速度(流速)会随着柱温的改变而改变,请在温度恒定的情况下测量其具体数值。

  步骤 10:柱流失检测

  在色谱柱老化过程结束后,利用程序升温做一次空白试验(不进样)。一般是以10℃/min从50℃升至恒温极限,达到恒温极限后保持10min。这样我们就可以得到一张流失图。我们可以看出到一定程度,基线会快速地上升。使用记录装置将基线记录下来,并记录下50℃ 和恒温极限时的信号值。这些数值可能对今后做对比试验和实验问题的解决有帮助。在空白试验的色谱图中,不应该有色谱峰出现。如果出现了色谱峰,通常可能是 从进样口部位来的污染物。如果在正常的使用状态下,色谱柱的性能开始下降,基线的信号值将会增高。另外,如果在很低的温度下,基线信号值明显大于初始值 (与最初使用得到的结果比较),那么最有可能的是色谱柱和GC系统有污染。

  步骤 11:分析实验混合测试样品

  最后,我们利用对混合测试样品的分析来确认色谱柱的安装和性能。建议使用我们提供的对色谱柱质量检定所提供的标准样品。有时,对于一些比较特殊的分析,我们 采用适合于鉴定系统性能的样品进行分析。每一根新色谱柱都带有一张柱性能测试谱图,在相同于图中实验条件和测试样品的情况下,我们应该得到与标准测试相同或相近的谱图。如果试验的重复性很差,有可能是色谱柱的安装、实验的操作或仪器本身出现了问题。那么在正式做其他样品之前,要解决掉所有出现的问题。

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