气相色谱柱污染所致异常现象及其故障排除

目前，气相色谱(GC)已是一种相当成熟的分离分析方法，不仅在小分子有机物的例行分析和科学研究中得到了广泛应用，也正逐渐在无机物分离分析中得到重视，从而使GC的应用领域川不断扩大，主要包括药物分析、环境分析、农业和食品分析、有机化学品分析、法庭和毒品分析、医学和生物分析、塑料和聚合物分析、无机化学品分析、石油分析等。本文对GC7890 II型气相色谱仪使用过程中出现的色谱柱(VB-5，美国VICI公司)不出峰的异常现象进行分析，着重介绍了造成故障的原因和排除故障的方法。

故障分析及排除

玻璃衬管污染

玻璃衬管(glass insert)是气相色谱的关键配件之一。玻璃衬管位于进样口的汽化室内，其功能是提供一个温度均匀的汽化室，防止局部过热。样品从注射器进人仪器后，样品中的成分在汽化过程中首先就要和衬管以及衬管中的石英棉接触。因此，如果衬管和石英棉被污染，其附着的杂质则容易与待测物相互作用，使之产生吸附、催化降解等过程，对于大量组分则能够显著降低其浓度，而对于微量和痕量组分则可能将组分完全吸附产生不出峰的情况，从而直接影响分析结果的准确性。

一般来说，待分析的有机物在高温下会分解并残留下杂质，这些杂质主要以碳及其聚合物的形式吸附在玻璃衬管的内壁上，所以被污染玻璃衬管的内壁上通常是黑色的。将仪器的玻璃衬管拆下来后，并没有发现明显污染的痕迹，但在玻璃衬管的中部发现少许硅橡胶碎屑。这是因为在多次进样后，一些硅橡胶碎屑会被进样针头带人衬管，积累多了还会导致载气堵塞，需要及时清除，尤其是硅橡胶密封垫质量不好时更严重。将仪器的玻璃衬管和玻璃棉更换后重新实验，可是情况并没有显著改善。可见，该异常现象主要由其它原因引起。

色谱柱的固定相流失

毛细管柱中被测物质各组分在不同两相间分配系数(溶解度)的微小差异，当汽化后的试样被载气带人色谱柱中运行时，组分就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组分的吸附或溶解能力不同，因此各组分在色谱柱中的运行速度就不同，然后通过载气温度的升高，待测物质按照沸点由低到高逐渐被洗脱出来。如果固定相流失，将无法有效地吸附待测物质。将非极性组分构成的混合标准溶液在色谱仪上按照相同的色谱工作条件进行气相色谱分析，发现所有的物质都能被很好的分离(如图1所示)。在另一台色谱仪上用同种型号的新色谱柱按照相同色谱工作条件进行气相色谱对照分析，获得的色谱图如图2所示。比较图1和图2后发现，两台气相色谱仪所得色谱图的保留时间、峰高的比例关系一致，表明旧的色谱柱的固定相正常，能正常的分离由这些非极性组分构成的混合组分。因此，该色谱柱不能够分离以极性组分如芳香胺为主的混合物，应该是其它原因所导致。

色谱柱污染

在做纺织品样品前处理时，由于待处理的样品具有复杂多样性，通常使得处理后的溶液含有性能差别很大的各种组分，如沸点差异很大的芳香胺等。当这些组分进人色谱后，高沸点的杂质吸附在固定相上，正常工作时的色谱条件很难将其洗脱出来，从而影响固定相与待分析组分的吸附。当这些杂质的含量较高时甚至会阻碍固定相与待分析组分的相互作用。检查仪器的使用日志后发现实验中一直做的都是不同纺织品样品的检测，色谱柱被污染的可能性较大。

通常解决色谱柱被污染的最佳方法就是重新老化色谱柱，在相同的色谱工作条件下，设置色谱柱老化的程序(柱温从50℃开始，以59C /min的速度升温，达到340℃时保持30min )进行程序升温，结束时在相同的工作条件下进甲醇，在相同的色谱工作条件下进行色谱分析，结果发现甲醇的溶剂峰出现在约2. 2 min，而在35一65 min区间内还出现了许多具有显著丰度的高沸点杂质的色谱峰。之所以在甲醇的色谱图上能找到这么多的色谱峰，是因为平时实验的样品物质，也被大量的吸附在固定相上，通过载气温度的改变，并没有将色谱柱中待分析的样品全部洗脱出来。当进甲醇样时，按照相同的色谱工作条件设置的程序进行色谱分析，结合载气温度的变化将部分高沸点物质洗脱出来。

实验表明，甲醇虽然能够将色谱柱中大量存在的杂质进行部分洗脱，但是经过多次洗脱后进甲醇样仍然能够获得类似的谱图，表明这些杂质仍然存在于该色谱柱中。为了获得更好的洗脱效果，连续使用好几种溶剂(乙醇、甲醇乙醇1;1混合、乙醚)，都能得到在35一65 min区间有显著丰度的高沸点杂质的色谱峰。

说明色谱柱中的杂质还没有完全被洗脱干净。因此，为了确保将这些难洗脱物质进行彻底清除，需要在清洗色谱柱后继续老化色谱柱。在相同的色谱工作条件下，重新按照设置的色谱柱老化程序重新升温进行老化，然后空运行平时做样品分析时设置的色谱条件进行程序升温，发现基线平稳，且没有色谱峰。重新采用标准芳香胺溶液和实际待测样品进样，如图3所示，发现待测样品-能够获得理想的分离效果。因此，故障得以排除。

来源：实验室经理人

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