熱導(dǎo)氣相色譜儀使用的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

　　　　摘要：根據(jù)省市果蔬保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用TCD氣相色譜儀的經(jīng)驗(yàn)，提出教學(xué)與科研過(guò)程中，TCD的日常使用注意事項(xiàng)、色譜柱 的老化和再生以及注射進(jìn)墊的使用注意事項(xiàng)。 關(guān)鍵詞：TCD 色譜柱注射進(jìn)墊
　　　　氣相色譜分析是一種效能高、選擇性 好、靈敏度高、檢出限低、分析速度快、樣品 用量少、應(yīng)用廣泛的分析方法。它能用于氣 體試樣的分析，也能用于易揮發(fā)或可轉(zhuǎn)化 為易揮發(fā)的液體或固體的分析；不僅可分 析有機(jī)物，也可分析部分無(wú)機(jī)物。一般地 說(shuō)，只要沸點(diǎn)在500°C以下、熱穩(wěn)定性良好、 相對(duì)分子質(zhì)量在400以下的物質(zhì)，原則上都 可采用氣相色譜法進(jìn)行分析。因此，氣相色 譜儀在目前高校的教學(xué)與科研中的使用也 越來(lái)越普遍。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)目前已有固定 資產(chǎn)記錄的氣相色譜儀已達(dá)23臺(tái)，其中園 藝學(xué)院有4臺(tái)，部分教研室目前還在采購(gòu) 中。
　　使用TCD應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
　　氣相色譜儀主要由氣路系統(tǒng)、進(jìn)樣系 統(tǒng)、色譜柱、檢測(cè)器、信號(hào)放大處理系統(tǒng)和 記錄儀等部分組成。穩(wěn)定的載氣，將汽化的 樣品由汽化室送入色譜柱，在色譜柱中不 同組分得到分離后，從色譜柱中流出，經(jīng)過(guò) 檢測(cè)器，被分開(kāi)的組分就形成一個(gè)一個(gè)的 色譜峰記錄在記錄儀上。其中檢測(cè)器是檢 測(cè)組分的重要器件。檢測(cè)器一般由傳感器 與檢測(cè)電路組成。傳感器利用被測(cè)物質(zhì)的 各種物理化學(xué)性質(zhì)與載氣的差異，檢測(cè)出 被測(cè)物質(zhì)的存在及其量值。檢測(cè)電路則是 把傳感器產(chǎn)生的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的裝 置。TCD,即熱導(dǎo)檢測(cè)器，是利用被測(cè)組分 與載氣熱導(dǎo)率不同而響應(yīng)的濃度型檢測(cè) 器，由載氣的導(dǎo)熱系數(shù)與組分的導(dǎo)熱系數(shù) 相差越大，靈敏度越高，一般要求以導(dǎo)熱系 數(shù)大的氫氣或氦氣作載氣。
　　本實(shí)驗(yàn)室采用純度高達(dá)99.999%的氦 氣做載氣，在TCD使用過(guò)程中要求注意以
　　下幾點(diǎn)。
　　每次啟動(dòng)前，通載氣10min~15min 后才能加電流啟動(dòng)TCD,以防止氣路中殘 留的氧的影響。
　　當(dāng)檢測(cè)器達(dá)到所需溫度，并穩(wěn)定后， 才能加電流，防止燒壞熱絲。
　　工作結(jié)束時(shí)應(yīng)先關(guān)橋電流，并進(jìn)行降 溫，待檢測(cè)器溫度降到100C以下時(shí)才能關(guān)閉 載氣，防止高溫下氧氣滲入，氧化電熱絲。
　　更換進(jìn)樣墊或色譜柱前，一定要先 關(guān)橋流，降溫后再操作。
　　沒(méi)有充分老化的色譜柱以及長(zhǎng)時(shí)間 老化中的色譜柱不要直接連接檢測(cè)器。
　　在日常使用過(guò)程中，可能出現(xiàn)在其 他條件都穩(wěn)定的情況下，基線(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間以上 不能穩(wěn)定的現(xiàn)象，這時(shí)可能是檢測(cè)器潮濕 或者受污染導(dǎo)致的，可將檢測(cè)器溫度設(shè)置 在200C左右加熱一段時(shí)間。
　　橋流值的選擇：本實(shí)驗(yàn)室該氣相色 譜儀由于使用的頻率比較高，使用時(shí)間也 已達(dá)5年之久，因此出現(xiàn)了對(duì)印2的測(cè)定達(dá) 不到以前的低限問(wèn)題。我們使用高純He做 載氣，在zui高靈敏度下，在經(jīng)過(guò)一系列措 施，如對(duì)柱子進(jìn)行除雜再生等，仍不能恢復(fù) 到原來(lái)的檢測(cè)下限，因此采取通過(guò)提高橋 流來(lái)提高靈敏度，從而達(dá)到恢復(fù)CO2的測(cè)定 下限的目的。但是橋流的增加除提高靈敏 度外，沒(méi)有其他好處，同時(shí)可能引起以下問(wèn) 題：高橋流時(shí)，檢測(cè)器對(duì)空氣進(jìn)入氣路、不 適當(dāng)?shù)闹魇У雀用舾?；基線(xiàn)噪聲、漂移 通常和橋流值成正比；橋流波動(dòng)，定量誤差 也波動(dòng)；過(guò)大的電流，熱絲容易氧化燒壞。 橋流的zui大值要根據(jù)使用熱絲的材料、池 體溫度和載氣種類(lèi)來(lái)做適當(dāng)?shù)倪x擇。在操 作中，只要能滿(mǎn)足靈敏度要求，選擇較低的 橋流對(duì)各方面都有利，同時(shí)能獲得更好的 信噪比。
　　色譜柱的老化和再生及應(yīng)注意的問(wèn)題
　　色譜柱的老化，是指在較低的載氣流 速下，將色譜柱溫度設(shè)置高于樣品檢測(cè)溫 度，低于色譜柱固定液zui高使用溫度進(jìn)行 “燒柱子”。新色譜柱殘留有有機(jī)溶劑或其 他沸點(diǎn)低的雜質(zhì)，不經(jīng)老化就用于分析，很 可能會(huì)污染檢測(cè)器；新的填充柱經(jīng)老化后， 一方面能除去對(duì)分析不利的雜質(zhì)，另一方 面能促進(jìn)固定液均勻、牢固地分布在載體 上，提高柱的分離效能，提高穩(wěn)定性。
　　色譜柱的再生：色譜柱使用一段時(shí)間 后，會(huì)滯留一些高沸點(diǎn)的組分、氧化物或其 他污染物等, 柱效降低, 如該機(jī)子在使用過(guò) 程中可能出現(xiàn)：樣品峰形展寬，保留時(shí)間發(fā) 生了明顯變化；峰拖尾或者出現(xiàn)雙峰現(xiàn)象； 基線(xiàn)漂移等現(xiàn)象。這時(shí)，則需要用老化柱子 的方法，通過(guò)高溫除去污染物，恢復(fù)柱效。 使用過(guò)的填充柱，如果有超過(guò)3個(gè)月甚至1 個(gè)月沒(méi)有使用，則可能受污染，需老化后才 能使用。
　　本實(shí)驗(yàn)室采用的色譜柱為填充柱，色 譜柱老化時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
　　新柱子老化以及舊柱子長(zhǎng)時(shí)間老化 時(shí)，色譜柱不得與檢測(cè)器連接；短時(shí)間老化 除雜時(shí)，檢測(cè)器溫度一定要比柱溫至少高 10C,以防止檢測(cè)器受污染。長(zhǎng)時(shí)間老化 時(shí)，采用程序升溫的方法，填充柱一般 升溫速率為10C/min。
　　老化時(shí)載氣流量不得太大（一般為 30mL/min左右），否則可能將填充柱的固定 液從一頭壓到另一頭，容易造成柱效下降、 峰拖尾。
　　老化的zui高溫度不得超過(guò)色譜柱允 許使用的zui高溫度（可從色譜柱信息牌上 獲得），至少比色譜柱允許使用的zui高 溫度低10C。
　　老化的溫度越低越好，原則上比分 析樣品所用的溫度高25C即可。
　　老化時(shí)間從幾個(gè)小時(shí)到數(shù)天不等。 柱子再生的老化可能需要十幾個(gè)小時(shí)，有 些新柱子的老化可能要3天以上。為了解老 化效果是否達(dá)到要求, 可將柱子降到室溫 后，接入檢測(cè)器，在分析條件下觀(guān)察基線(xiàn)， 若能獲得平穩(wěn)的基線(xiàn)即可。過(guò)分老化可能 導(dǎo)致固定液流失盡，柱子失去分離作用。本 實(shí)驗(yàn)室所測(cè)樣品為氣體，每次使用前后可 進(jìn)行十幾分鐘的老化進(jìn)行除雜，這樣可降 低色譜柱被污染的幾率。
　　進(jìn)樣隔墊使用注意事項(xiàng)
　　進(jìn)樣隔墊的作用是保證氣路系統(tǒng)中， 進(jìn)樣口處于密封狀態(tài)，無(wú)論進(jìn)樣與否，防止漏氣，避免外部氣體滲入。本實(shí)驗(yàn)室該氣相 色譜儀目前只用于氣體樣品的分析，一般 用注射針進(jìn)樣，對(duì)進(jìn)樣隔墊的使用應(yīng)注意 以下幾點(diǎn)。
　　要選擇質(zhì)量合格的隔墊，要達(dá)到耐 高溫的要求，否則進(jìn)樣墊可能在很低的溫 度下則變質(zhì)流失或變形。我們目前采用的 隔樣墊要求能耐400°C以上高溫。
　　選用盡可能低的進(jìn)樣口溫度。進(jìn)樣 口溫度越高，隔墊的壽命越短，因此，在實(shí) 際操作時(shí)，進(jìn)樣口溫度能滿(mǎn)足要求即可，不 能盲目地把溫度升高。
　　選用的注射針要針尖鋒利、無(wú)倒刺。 針尖的質(zhì)量對(duì)隔墊使用的穿刺次數(shù)影響zui 大，采用質(zhì)量差的注射針進(jìn)樣，一方面會(huì)大 大降低隔墊的使用次數(shù)，另一方面會(huì)造成 進(jìn)樣量的損失，因此，要求使用質(zhì)量較好的 注射針進(jìn)樣。
　　隔墊的更換：隔墊使用一定次數(shù)后 要進(jìn)行更換。當(dāng)出現(xiàn)以下現(xiàn)象時(shí)，則可能是 隔墊漏氣，需要進(jìn)行更換；進(jìn)樣后，出現(xiàn)色 譜峰后，基線(xiàn)上移或下移；保留時(shí)間發(fā)生了 變化。更換隔墊前應(yīng)先關(guān)閉TCD電流，并將 進(jìn)樣口溫度、爐溫和檢測(cè)器進(jìn)行降溫，待進(jìn)樣 口和爐溫降至室溫,檢測(cè)器溫度降至100C以 下時(shí)，方可進(jìn)行操作；更換隔墊時(shí)應(yīng)使用鑷 子，避免用手直接接觸；要防止碎渣進(jìn)入色 譜柱，引起峰拖尾。更換新隔墊時(shí)，進(jìn)樣口 墊帽螺母不要擰得太緊，一般擰緊后應(yīng)往倒擰1/4至半圈，或根據(jù)柱前壓大小適當(dāng) 調(diào)節(jié)松緊，以保證拔針不漏氣為準(zhǔn)。否則， 一方面隔墊很難穿刺，不好進(jìn)樣，另一方面 會(huì)大大降低隔墊使用壽命。扎針一定次數(shù) 后，再將螺母擰緊。
　　其他問(wèn)題及其解決辦法：
　　該儀器在使用過(guò)程中還可能出現(xiàn)以下 情況。
　　進(jìn)樣后不出峰。解決辦法：檢查色譜 柱是否與檢測(cè)器相連；是否加載TCD電流。 該問(wèn)題基本是由于學(xué)生粗心大意造成的， 一方面對(duì)儀器及其工作原理不熟悉，另一 方面急于做實(shí)驗(yàn)，未了解儀器狀況即進(jìn)樣。
　　進(jìn)樣后峰重疊。解決辦法：對(duì)色譜柱 進(jìn)行再生；降低載氣流速，減少進(jìn)樣量，降 低柱溫。
　　拖尾。解決辦法：清潔進(jìn)樣口；對(duì)色 譜柱進(jìn)行再生；提高分析溫度。
　　出現(xiàn)平。解決辦法：減少進(jìn)樣 量；提高柱溫；降低載氣流速。