全面的气相色谱知识点1025

文摘   2024-12-01 12:57   北京  




  气相色谱仪是实验室一种常用的分析气体的仪器,它的应用领域有很多,如石油、化工、医疗、环境、卫生等等。气相色谱法是以气体作为流动相的色谱分离方法,其原理为利用试样中各组分在气相和固定相间的分配系数不同,试样气化后被载气带入色谱柱中,因吸附或溶解能力不同,各组分在色谱柱中的运行速度不同,从而达到分离效果。气相色谱适用于沸点较低、热稳定性好的中小分子化合物。

              气相色谱原理
  色谱法又叫层分析法,它是一种物
理分离技术。阿德分离原理是使混合
物中的各组分在两相间进行分配,其
中的一相是不动的,叫做固定相,另
一相则是推动混合物流过此固定相的
流体,叫做流动相。当流动相中所
的混合物经过固定相,就会与固
定相发生相互作用。由于各组分在性
质与结构上的不同,相互作用的大小
强弱也有差异。因此在同一推动力
作用下,不同组分在固定相中的滞留
时间有长有短,从而按先后秩序从固
定相中流出,这种借在两相分配原理
而使混合物中各组分获得分离的技
术,称为色谱分离技术或色谱法.
用气体为流动相,称为气相色
谱。色谱法具有分离效能高、分析
速度快、样品用量高、灵敏度高等特
点,适用范围广。
       气相色谱仪工作原理
  利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同,当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时,组份就在其中的两相间进行反复多次分配。由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同,因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同,经过一定的柱长后,便彼此分离,按顺序离开色谱柱进入检测器,产生的离子流讯号经放大后,在记录器上描绘出各组份的色谱峰。
       气相色谱仪的组成部分
1、载气系统:
  包括气源、气体净化、气体流速控
制和测量;
2、进样系统:
  包括进样器、汽化室(将液体样品
瞬间汽化为蒸气);
3、色谱柱和柱温:
  包括恒温控制装置(将多组分样品
分离为单个);
4、检测系统:
包括检测器,控温装置;
5、记录系统:
包括放大器、记录仪、或数据处理装
置、工作站。
           怎样测定载气流速?
  高档色谱仪上均安装有自动测试装
置,无自动测试装置可用皂膜流量计
测,将皂膜流量计连接在测检测出口
(也可将色谱柱与检测器断开皂膜流
量计测接在色谱柱一端),测试每分
钟的流速。测完后色谱升温压力表
指示会升高,原因是温度升高色谱柱
对气体的阻力增加,不要把压力调下
来,当色谱温度升高稳流指示不会改
变。测试载气流速在室温下测试。
          怎样控制载气流速?
    载气流速的控制主要靠气路上高
压钢瓶上的减压阀减压,然后经仪器
的稳压阀稳压,再经稳流阀以达到控
制载气流量稳定,减压阀给出的压力
要高出稳压后的压力。非程序升温色
谱一般没有稳流阀,只靠稳压阀控制
流速。
           气相色谱常见问题
1、无峰
(1)FID检测器火焰熄灭;
(2)进样器的气化程度太低,样品
未能汽化;
(3)柱温过低使样品冷凝在色谱柱
中;
(4)进样口漏气;
(5)色谱柱入口漏气或堵塞;
(6)进样针的问题,取不上样品。
2、所有组分峰小或变小可能原因和
建议措施:
(1)进样针缺陷,使用新针;
(2)进样后漏液,判断漏液点;
(3)分流比过大;
(4)分析物质分子量过大,提高进
样口的温度;
(5)NPD被污染物(二氧化硅)
覆盖:更换铷珠;
(6)NPD温度过高(使用或环境温
度),气体不纯 ,更换铷珠:避免
高温使用;
(7)检测器与样品不匹配。

3、前延峰
(1)峰延伸多为色谱柱过载,减小
进样量,使用大容量柱子;
(2)提高温度;
(3)增大载气流速;
(4)掌握进样技巧;
(5)前次样品在色谱柱中凝聚,
未能及时出尽;
(6)试样与固定相载体有反应。

4、峰高、峰面积不重复
(1)进样不重复,偏差大;
(2)其他峰型变化引起的峰错位;
(3)基线的干扰;
(4)仪器系统参数设定的改变,
参数标准化,规范化;
(5)色谱柱性能改变。

5、连续进样时灵敏度重复性差
在连续进样的条件下,峰面积忽大忽
小,测定精度不高,原因如下:
(1)进样技术差;
(2)载气泄漏或流速不稳;
(3)检测器沾污;
(4)色谱柱,衬管被污染,清洗衬
管,用溶剂(优级纯甲醇)清洗色谱
柱:更换之(如有必要);
(5)进样器有泄漏;
(6)进样量超过检测器线性范围形
成检测器过载。

6、峰拖尾
(1)衬管,色谱柱被污染或者衬
管,色谱柱安装不当,存在死体积,
注射甲烷,峰若拖尾,则重新安装;
(2)进样器温度过高;
(3)色谱柱柱头不平用金刚砂切割.
(4固定相的极性指标与样品不匹
配,换匹配的柱子;
(5)样品流通路线中有冷井,消除
路线中的过低温度区;
(6)衬管或色谱柱中有堆积切割碎
屑,清洗更换衬管,切除柱头10cm;
(7)进样时间过长;
(8)分流比低,增大分流比(至少大
于20:1);
(9)进样量过高,减小进样体积或
稀释样品。

7、分离度下降
(1)色谱柱被污染;
(2固定相被破坏(柱流失);
(3)进样失败:检查泄露;
(4)检查温度的适应性,检查衬管.
(5)样品浓度过高,稀释,减少进
样量,用高分流比。

8、溶剂峰拉宽
(1)色谱柱安装失败;
(2)进样渗漏;
(3)进样量高:提高汽化温度;
(4)分流比低:提高分流比;
(5)柱温低;
(6)分流进样时,初始OVEN过高降
低初始柱温,使用高沸点溶剂;
(7)吹扫时间过长(不分流进样) 
定义短时间的吹扫程。

9、基线漂移
基线向下漂移
1、新安装的柱子,基线连续向漂移
几分钟:继续老化;
2、检测器未达到平衡:延长检测器
的平衡时间;
3、检测器或GC系统中其他部分有沉
积物被烤出来,清洗之。
基线向上漂移
1、色谱柱固定相被破坏;
2、载气流速下降,调整载气压力。

10.噪音
1、毛细管柱插入检测器太深:重新
安装色谱柱;
2、使用ECD,TCD气体泄露引发基
线噪音:检查,维修气路;
3、FID ,NPD ,FPD燃气流速或燃
气选择不当:高纯燃气,调整流速;
4、进样口被污染:清洗进样口,更
换搁垫,更换衬管中的玻璃纤维;
5、毛细管色谱柱被污染:切除首端
10cm,用溶剂清洗色谱柱,更换之;
6、检测器发生故障。

11、提高分离度的几种方法
1、增加柱长可以增加分离度;
2、减少进样量(固体样品加大溶剂
量);
3、提高进样技术防止造成两次进样.
4、降低载气流速;
5、降低色谱柱温度;
6、提高汽化室温度;
7、减少系统的死体积,比如色谱柱
连接要插到位,不分流进样要选择不
分流结构汽化室;
8、毛细管色谱柱要分流,选择合适
的分流比。

           气体钢瓶及其使用
1、气体钢瓶是贮存压缩气体的高压
容器,其容积一般为40~60L,最高
工作压力为15MPa(150atm),最
低的也在0.6MPa(6atm)以上,
标准高压气体钢瓶是按国家标准制造
而成,在钢瓶肩部应有下述标记,
即:制造厂、制造日期、气瓶型号及
编号、气瓶重量、气体容积、工作压
力、水压试验压力、水压试验日期及
下次送检日期等。
   由于气体钢瓶压力很高,有的气体
有毒或易燃易爆,为了确保安全,避
免各种钢瓶相互混淆,应按规定在钢
瓶外面涂上特定的颜色,写明瓶内气
体的名称。
各种气体钢瓶的标志见表。

       各种气体钢瓶的标志

2、钢瓶使用注意事项
(1)钢瓶必须定期送有关部门检
验,检验合格的才能充气。充一般气
体的钢瓶3年内必须送检一次,充腐
蚀性气体的钢瓶每两年送检一次。
(2)搬运钢瓶时,要戴好钢瓶帽和
上、下两个橡皮腰圈,轻拿轻放,不
可在地上滚动、撞击、摔倒或激烈振
动,以防发生爆炸。放置和使用钢瓶
时,必须用架子或铁丝固定住。
(3)钢瓶应存放在阴凉、干燥、远
离热源的地方,通风良好,避免明火
和阳光暴晒。钢瓶受热后,气体膨
胀,瓶内压力增大,易造成漏气,甚
至爆炸。可燃性气体钢瓶与氧气钢瓶
必须分室存放。氢气钢瓶最好放置在
大楼外的专用小间,以确保安全。
(4)使用钢瓶,除二氧化碳、氨气
外,一般要用减压阀。各种减压阀
中,除氮气和氧气的减压阀可相互通
用外,其他的只能用于规定的气体,
以防爆炸。安装减压阀必须仔细旋
妥,通常旋进7圈螺纹(俗称吃7
牙)。易发生聚合反应的气体(如乙
炔、乙烯)必须规定储存期限,避免
久贮。
(5)可燃性气体,如氢气、乙炔
等,钢瓶的阀门是“反扣”(左旋)螺
纹,即逆时针方向拧紧;非燃性或助
燃性气体,如氧气、氮气等,钢瓶的
阀门是“正扣’,(右旋)螺纹,即顺
时针拧紧。
(6)绝不可将油、脂或其他易燃
物、有机物沾在氧气钢瓶上,特别是
阀门嘴及减压阀处,也不得用棉、麻
等物堵漏,以防燃烧引起事故。
(7)要注意保护好钢瓶阀门。开关
阀门时,首先弄清方向,再缓慢旋
转,否则会使螺纹受损。开启阀门
时,人应站在减压阀的另一侧,以防
减压阀冲出被击伤,每次用后应完全
关闭阀门。
(8)贮存可燃性气体的钢瓶要有防
回火装置。有的减压阀已有此装置;
也可在气体导管中填装细铁丝网防止
回火;在导气管路中加接液封装置也
可有效地起到保护作用。
(9)不得将钢瓶内的气体全部用完,
一定要保留0.05MPa以上的残余压
力(减压阀表压)。可燃性气体(如
乙炔)应剩余0.2~0.3MPa,氢气应
保留2MPa,以防重新充气时发生危
险。钢瓶要随用随关,勤检查。
(10)一旦发生阀门漏气,应立即将
钢瓶移至室外,以防在室内发生事故.

3、氢气和乙炔气使用注意事项
(1)氢气。若从钢瓶中急剧地放
出,即使没有火源存在,有时亦会着
氢气和空气混合物的爆炸范围
很宽,当含氢气4.0%~75.6%(体积
比)时,遇火即会爆炸。因此,氢
气要在通气良好的地方使用,或用排
气筒尽量地把室内气体排到室外。
(2)乙炔。极易燃,且燃烧温度很
高,有时还会发生分解爆炸。乙炔与
空气混合时的爆炸范围为含乙炔
2.5%~80.5%(体积比)。因此,要
严禁烟火,防止漏气。



   GC预防性维护和纠正操作
  只要色谱系统受到高沸点物质的污
染,特别是在进样口,就可以预料色
谱性能会变差。分析人员应当进行仪
器的曰常维护,包括定期更换进样隔
垫、清洗和老化进样口内衬管等,必
要时可将接于进样口一端的毛细管色
谱柱截去0.5~1m。如果依旧出现色
谱性能降低和鬼峰问题,可能需要清
洗进样口的金属表面。毛细管色谱柱
是可靠并易于使用的,但是,为了保
证良好的分离性能,需要注意下列特
定操作:
(1)毛细管柱和柱温箱内壁之间的
接触可以影响色谱性能和色谱柱寿
命;
(2)应当小心不使氧气进入到毛细
管柱中;
(3)只有在柱温箱冷却后才可更换
进样隔垫;
(4)再次加热柱温箱温度之前,应
当先用载气冲洗色谱柱15分钟;
(5)应当使用脱氧管除去载气中的
痕量氧气,脱氧管应当定期更换;
(6)无论柱温箱是否在加热,都需
要有载气流经色谱柱。

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傅里叶中红外分析仪——探索质乳相关指标的快速测定新方案

  国家优质乳工程致力于推广以

巴氏工艺加工的巴氏鲜奶,旨在

还原牛奶中特有的天然活性营

成分,这些成分包括乳清蛋白、

免疫球蛋白、乳铁蛋白、乳过氧

化物酶等数百种生物活性物质,

对抵抗细菌等致病原入侵、激活

体内免疫反应及维护机体健康等

方面发挥重要作用。然而,牛奶

在热加工过程中会产生副产物糠

氨酸,,强度越高,糠氨酸

成量越大,奶中的活性成分

也越多,从而响牛奶质.

为了更高效地检测质乳的相关

指标,LactoScope™列乳成分

分析仪为实验室提供了一功能

强大,优良的可重复性和灵敏

的解决方案。


              现状分析

一、传统检测方法的局限

    目前,实验室对于优质乳工程要

求的指标如乳铁蛋白、免疫球

白、乳过氧化物酶以及糠氨酸

检测,主要采用快检试剂盒配

液相的方法来测定,但此方法

耗时且成本高。


二、傅里叶中红外的优势

  LactoScope™FT-A乳成分分析

基于傅里叶变换红外光谱技术

 的干涉仪平台,可为室提供

优良的可重复性和灵敏度。

  仪器具备自动清洗功能,灵活

析,高效,节省分析时间及分

本,产生化学废物。


             三、方法与应用

  此次研究收集到优质乳白奶样本

总计400个以上,并基于

数据建立了一套针对乳品厂特

品的有模块。通过个性化数据立的优质乳的指标模型可

以看出,模型的相关系数(R²)

较高,大多数指标都在0.9以上,

交互验证均方根误差(RMSECV)

值也控制在合理的偏差范围内。

为了验证乳成分分析仪准确性,

随机抽取部分盲样样品,并将其

测定结果与现有实验室参考

进行比较。


      四、免疫球蛋白的检测

   由数据可知,免疫球蛋白的FT-A

分析仪检测值与液相法测

定值值基本上可以控制在液

法测值的合理误差范

内,证明FT-A成分分析仪可以

有效地对优质乳中的免疫球蛋

指标进行准确快速的测定。




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介绍光谱仪的使用经验,维护知识,如何保养及简单故障的解决办法。
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