氣相色譜常見出峰異常問題的原因及解決辦法

氣相色譜常見出峰異常問題的原因及解決辦法

以下由武漢泰特沃斯科技有限公司色譜技術(shù)人員就比較常見的造成出峰異常的問題原因進行分析，并討論可行的解決辦法。氣相色譜作為一種成熟穩(wěn)定的分離、分析技術(shù)，在石油化工領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，武漢泰特沃斯科技有限公司，是國內(nèi)的氣相色譜儀供應(yīng)商。利用氣相色譜分析技術(shù)進行定性、定量檢測時，出峰異常問題的出現(xiàn)往往會給結(jié)果判定帶來嚴(yán)重干擾。對氣相色譜分析時這類問題產(chǎn)生的原因進行分析，找出相應(yīng)的解決辦法， 可以減少處理結(jié)果時的干擾，進而提高分析結(jié)果判定的準(zhǔn)確性。

色譜的分析過程是比較復(fù)雜的，諸多因素都可以對結(jié)果產(chǎn)生影響，經(jīng)常會出現(xiàn)預(yù)料不到的現(xiàn)象，出峰異常就是經(jīng)常遇到的問題之一，一般表現(xiàn)為色譜出鬼峰，色譜峰分不開，色譜峰拖尾，色譜峰出現(xiàn)圓，進樣后不出峰等，這些問題的出現(xiàn)看似沒有規(guī)律，認真分析大部分有跡可循。

1 鬼峰出現(xiàn)的原因及解決辦法

1.1 進樣口硅膠墊的影響

（1）原因分析。與硅膠墊質(zhì)量和進樣針頭質(zhì)量有關(guān)，主要有幾個方面：①進樣針頭質(zhì)量不好，邊緣不夠平整，硅膠墊容易損壞。②硅膠墊使用次數(shù)過多或時間長老化，硅膠墊質(zhì)量不好，材料彈性差，硅膠墊碎屑進入汽化室，便會形成鬼峰。③硅膠墊被污染，如進樣時針頭處附著的樣品液滴被硅膠隔墊所吸附，在之后的分析過程中一點點脫附后進入色譜柱中。

（2）解決辦法。檢查所使用的進樣針及硅膠墊，對質(zhì)量不好的進樣針、使用時間過長或質(zhì)量有問題的硅膠墊進行有針對的更換。

1.2 進樣口、檢測器或襯管和分流平板污染

（1）原因分析 污染產(chǎn)生的原因較多，可以歸結(jié)為以下幾個方面：①長時間未進行色譜儀的定期維護。②待測樣品的組成復(fù)雜，進樣口溫度設(shè)置不夠高，使樣品汽化不*，較重的組分滯留在進樣口當(dāng)中。③汽化室和襯管內(nèi)經(jīng)常會聚集一些沉積物及高沸點物質(zhì)，如果碰到某次分析高沸點物質(zhì)時，進樣口溫度升高時就會使聚集的物質(zhì)逸出多余的峰；④在檢測器中和分流平板的凹槽中未揮發(fā)的物質(zhì)會慢慢積累，造成鬼峰無規(guī)律出現(xiàn)。

（2）解決辦法 根據(jù)實際污染情況對儀器的各部件進行清理。①清洗進樣口。首先拆除色譜柱，之后在保證加熱和通氣的前提下，將無水乙醇或丙酮由進樣口注入，重復(fù)3～5次，后加熱通氣干燥進樣口。②更換襯管或清洗襯管。在襯管被污染時可清楚的看到有顆粒物沉積或石英棉顏色變暗，污染嚴(yán)重時需要更換新的襯管。清洗襯管的方法： 取出襯管中的石英棉，將襯管浸泡在鉻酸洗液中24小時后取出，再分別用蒸餾水、甲醇、丙酮清洗后干燥。③分流平板的清洗。將分流襯板置于色譜純的甲醇等有機溶劑中進行超聲處理，干燥，注意在拆卸和安裝分流平板的過程中不能直接用手觸摸，以防污染。④檢測器清洗。熱導(dǎo)檢測器：根據(jù)檢測器污染的程度選擇合適的清洗溶劑，將丙酮，十氫萘等溶劑裝滿檢定器的測量池，浸泡大約20分鐘左右后傾出，如此重復(fù)多次至所傾出的溶液比較干凈為止。如果選用一種溶劑不能洗凈時，可以根據(jù)污染物的性質(zhì)先選用高沸點溶劑進行浸泡清洗，然后再用低沸點溶劑反復(fù)清洗。洗凈后加熱驅(qū)出溶劑，安裝回儀器上，加熱檢測器至150℃左右，接通載氣沖洗4小時左右即可使用。

氫火焰檢測器：在污染不嚴(yán)重時可以將色譜柱拆下，用管子將進樣口與檢測器聯(lián)接起來，然后通載氣并將檢測器溫度升至120℃以上，從進樣口先注入20μl左右蒸餾水，再注入幾十微升丙酮溶劑進行清洗。當(dāng)污染比較嚴(yán)重時，必須卸下檢測器進行清洗，順序拆下收集極、正極、噴嘴， 若噴嘴是不銹鋼類的材料做成，可以與電極一起，先用細砂紙細心打磨掉臟污部分，再用超聲清洗，后用甲醇清洗干凈，放入烘箱中烘干。

1.3 色譜柱的影響

（1）原因分析。①色譜柱未充分老化，柱溫過低老化不充分，溫度過高產(chǎn)生液相遺失。②色譜柱長時間使用。柱自身有吸附特性，柱內(nèi)余留高濃度樣品或柱內(nèi)留存高沸點物質(zhì)，柱頭被污染。再者毛細管柱低負荷量，需要高靈敏度檢測器，這樣就特別容易出現(xiàn)鬼峰。

（2）解決辦法。截去受污染的柱頭部分，升高進樣口溫度到合適的值，進行柱頭老化；在進行組成復(fù)雜的樣品分析后，采用程序升溫對色譜柱進行吹掃，清除色譜柱中的殘留物質(zhì)。在程序升溫的過程中，設(shè)置的柱溫必須低于柱子使用溫度20℃左右，以避免柱流失。

1.4 儀器分析條件設(shè)置不合適

（1）原因分析。在分析未知的新樣品時，可能會由于儀器條件設(shè)置不當(dāng)產(chǎn)生一些干擾峰。一般原因是：①樣品可能會在分析條件下發(fā)生降解產(chǎn)生一些干擾成分，如果這些成分恰好在該條件下有響應(yīng)，就可能產(chǎn)生鬼峰。②選擇的色譜柱不合適，不利于分析高沸點的化合物。

（2）解決辦法。通過查閱文獻，進行試驗，查找方法，盡可能的了解檢測樣品的各種性質(zhì)，如極性、分子結(jié)構(gòu)、分子量大小等方面，選擇適當(dāng)?shù)姆治鰲l件，包括柱箱、進樣口、檢測器的使用溫度，色譜柱的極性、膜厚、長度、內(nèi)徑等。

1.5 樣品污染

樣品在進樣前的處理過程中受到污染，鬼峰在檢測時有規(guī)律出現(xiàn)，有良好的重復(fù)性，且溶劑空白不包含此峰，這種情況比較容易判斷。

解決方法：由于色譜分析是一種痕量分析方法，所以在樣品處理的各個過程中用到的所有物品必須保證清潔，以免使干擾物質(zhì)進入樣品。

2 色譜峰分不開的原因及解決辦法

2.1 載氣流速過高

（1）原因分析。載氣流速對柱效率有影響，載氣流速快有利于加快分析速度，減少分子擴散，但流速過快會導(dǎo)致分離效果不好，色譜峰拖尾或重疊，致使峰不能有效分開。（2）解決辦法。選擇適合樣品的載氣流速，一般色譜柱載氣流速為20～100ml/min。

2.2 進樣量過大

（1）原因分析。色譜分析中進樣量過大會導(dǎo)致分離度變小，影響色譜分離。（2）解決辦法。進樣時選取合適的樣品量，對于液體樣品還應(yīng)固定進針深度及位置，進樣速度盡可能快。

2.3 色譜柱流失嚴(yán)重及污染

（1）原因分析 所有的色譜柱都會發(fā)生柱流失的現(xiàn)象，來源于固定相由于各種原因降解而產(chǎn)生的被洗脫物質(zhì)。色譜柱流失嚴(yán)重時會致使柱效率下降，表現(xiàn)為分離度降低，譜圖中產(chǎn)生拖尾峰或重疊峰。①色譜柱的流失會隨著溫度的升高而加劇。②載氣中如有氧氣，會氧化固定液導(dǎo)致流失嚴(yán)重。

（2）解決辦法 ①選擇合適的柱溫。②確保載氣的純度。

針對已經(jīng)流失的色譜柱，如流失不嚴(yán)重，色譜柱可以進行老化處理，并在高溫老化的時候進購有針對性的溶劑，一般容易老化成功。如流失比較嚴(yán)重，則應(yīng)更換新的色譜柱，也可以將色譜柱作為預(yù)處理柱或單項分析用。有關(guān)色譜柱污染問題參照本文1.3

2.4 氣化室死體積過大

一般商品化的儀器，氣化室的規(guī)格尺寸是固定的因此所謂死體積也是固定的。死體積大容易造成試樣的擴散、反吹，結(jié)果造成色譜峰的變寬，峰型不對稱及峰分不開。由于氣化室一般無法更換，所以需要注意的是：在安裝柱子時，柱頭的位置應(yīng)該合適。對于柱頭進樣、氣化室進樣、毛細管、填充柱等都有具體的要求。另外，更換襯管時應(yīng)注意不要隨意改變其長度。

2.5 色譜柱太短

（1）原因分析。色譜柱太短柱效率太低，導(dǎo)致色譜峰不能*分開，影響結(jié)果的分析處理。

（2）解決辦法。根據(jù)所分析的樣品性質(zhì)更換合適長度的色譜柱，但色譜柱太長分析時間也相應(yīng)變長并要增大柱前壓，因此并不是越長越好，要選擇合適的柱長。

2.6 色譜柱柱溫過高

（1）原因分析 根據(jù)范氏方程柱溫對柱效率，分離度，選擇性及柱子穩(wěn)定性都有影響。柱溫高有利于傳質(zhì)，但柱溫過高分配系數(shù)變小，不適合分離。

（2）解決辦法 根據(jù)樣品性質(zhì)及組分選擇合適的柱溫，如果分析組分沸點范圍很寬時可采用程序升溫。

3 色譜峰拖尾的原因及解決辦法

（1）載氣流速過高 具體參照本文2.1；（2）進樣量過大 具體參照本文2.2；（3）色譜柱嚴(yán)重流失或污染 具體參照本文2.3；（4）氣化室死體積太大 具體參照本文2.4；（5）色譜柱初始柱溫太高 ①原因分析。初始柱溫設(shè)置過高，目標(biāo)分析物還沒有在柱頭冷凝便進入色譜柱內(nèi)以較寬的譜帶開始分離，因此峰形寬，發(fā)生拖尾甚至分叉。②解決辦法。降低初始柱溫，在進樣口氣化的目標(biāo)分析物首先在柱頭冷凝（而溶劑保持氣態(tài)）并逐漸聚集，即所謂“熱濃縮”或“熱聚焦”過程。這樣，分析物以一個窄的起始譜帶開始進行色譜分離的過程，進而得到尖銳、對稱的峰形。

（6）氣化室溫度太低 ①原因分析。如果氣化室溫度過低，可能使高沸點的樣品不能瞬間氣化，不能全部迅速的被載氣帶入色譜柱中，引起色譜峰的擴張，產(chǎn)生拖尾。②解決辦法。液體樣品選擇正確的氣化溫度是獲得對稱色譜峰形的重要條件，特別對高沸點和易分解的樣品，要求在氣化溫度下，樣品瞬間氣化而不會發(fā)生分解。氣化溫度的選擇需要考慮樣品的沸點、進樣量和檢測器的靈敏度等因素。氣化溫度并非必須高于被測物質(zhì)的沸點，但一般需要比柱溫高50～100℃。

（7）載氣系統(tǒng)漏氣 載氣系統(tǒng)如果漏氣，會造成載氣壓力低，流速慢，容易產(chǎn)生拖尾。①原因分析。a.管路漏氣。b.如果是用的毛細管，請檢查毛細管是否斷裂（裂的幾率往往比斷的幾率大）。c.進樣墊漏氣。②解決辦法。a.檢查管路，用毛刷在管路上涂肥皂水，確定位置，進行修復(fù)。b.更換新的毛細管。c.更換新的進樣墊。

4 進樣后不出峰的原因探討及解決辦法

氣相色譜儀器進樣不出峰指進樣后沒有峰被檢測出來，基線只畫一條直線。

（1）檢查檢測器的火焰是否處于熄滅狀態(tài) 如果熄滅需要重新點火，如果無法點著火或者點著后十分容易熄滅時，可以進行以下檢查：①檢查點火線圈是否正常工作，若不發(fā)紅應(yīng)該為點火極部分故障。②檢查各氣路中氣體的流量是否處于工作范圍，不易點火時可以適當(dāng)加大氫氣流量。③使用熱導(dǎo)池檢測器時，查看檢測器熱敏元件及橋電流的設(shè)置是否正常。

（2）連接檢查 檢查離子信號線與檢測器、放大器電路板的連接，以及輸出信號線與儀器、積分儀/工作站的連接是否正常無誤。

（3）電路等系統(tǒng)檢查 調(diào)零不正常時，要考慮是否電路系統(tǒng)的故障，請檢查是否是信號線、放大器電路板、輸出信號線或積分儀的故障。

（4）在進入甲烷等常規(guī)溶劑后，色譜圖中還是沒有出峰或者保留時間變大時，可以關(guān)閉色譜柱箱的加熱，待溫度降到了室溫后，進行下列項目的檢查：①檢查色譜柱是否已經(jīng)在某處折斷。②檢查載氣是否正常進入色譜柱及FID檢測器，流量是否正常。

（5）還有一些不出峰的原因，可以按照下列項目檢查 ①注射器堵塞或損壞。②檢查分析條件設(shè)置的是否合適，如色譜柱溫度、進樣器溫度、檢測器溫度、量程設(shè)定等。③檢查樣品濃度、樣品進樣量是否在檢測范圍內(nèi)。④檢查樣品的取用、色譜柱的選擇是否合適。

色譜分析的復(fù)雜性決定了峰異常問題出現(xiàn)原因的多樣性，除了上述一些情況外，還有一些問題需要大家在使用和實踐中不斷嘗試，找到解決的辦法，但一定要三思而后行，以免盲目操作，損壞色譜儀。希望本文能對大家在色譜的操作使用中給予一定的幫助，更快更好的熟練使用氣相色譜。