在氣相色譜儀分析過程中,需要設置合適的儀器條件,包括進樣口、檢測器和柱溫箱的溫度,以及檢測器的工作氣體流量、色譜柱流量等。一方面,合適的儀器條件能能夠保證儀器處于正常的工作狀態;另一方面,恰當的儀器條件可以改變分離效果,提高檢測效率。
如果在分析過程中,儀器條件設置不當或調整不合適,或者由于儀器故障發生改變,將會顯著的影響色譜的正常工作,一方面會影響基線的穩定性(如躍遷、基線噪聲變大等),另一方面,會影響檢測器的響應和靈敏度,導致不出峰、響應值小等問題,為分析過程帶來困擾。最常見的例子是FPD檢測器氫氣和空氣比例不對,可能導致檢測響應值變小。
檢測器氣體流量對基線影響
對于氣相色譜的檢測器而言,如FID、FPD和NPD都需要合適的氫氣、空氣和尾吹氣流量,ECD需要合適的尾吹氣以保證其正常工作和靈敏度,廠家均會給出最適宜工作的檢測器條件。一般而言,改變檢測器條件的瞬間,會引起基線的躍遷和改變。
TCD檢測器是通用型、濃度型檢測器,是利用被測定組分和載氣的熱導系數不同而響應的檢測器。工作時,載氣和攜帶樣品組分的載氣分別通過熱導池檢測器的參比池和樣品池,由于樣品組分與載氣的混合物的熱導系數不同于純載氣,使參比池和樣品池的熱絲溫度不同,儀器電路通過調節,轉化為色譜數據處理信號,完成對樣品的分析。
對于TCD檢測器而言,參比氣流路和樣品氣流路的載氣流量應當盡量接近,如果兩路流量相差較多,會引起基線噪聲增大。以下測試了某廠家TCD檢測器橋電流在140mA情況下(溫度條件不變),TCD檢測器參比氣流路和樣品氣流路不同流量情況下檢測器的基線噪聲
對于火焰光度檢測器(FPD)、氮磷檢測器(NPD)檢測器而言,工作時除了需要相應的燃氣、助燃氣和尾吹氣之外,FPD需要設置合適的光電倍增管電壓,NPD需要設置合適的銣珠電流/電壓,不同的設置條件會影響基線噪聲的大小。需要注意的是,FPD光電倍增管電壓、NPD需銣珠電流/電壓的改變均會帶來檢測器靈敏度的改變。
儀器最高使用溫度對基線的影響
氣相色譜分析中,除了儀器工作條件之外,應當注意包括進樣口、色譜柱和檢測器的最高使用溫度對基線的影響。由于進樣口密封使用了進樣墊、O型圈等,色譜柱固定液有最高使用溫度,檢測器使用的一些材料限制了其最高使用溫度,因此在使用中應當注意,否則在過高的溫度下密封材料有大量的污染物揮發,嚴重影響基線和儀器性能。
典型的實例是使用烷基汞專用柱分析水中的烷基汞,由于其最高使用溫度為160℃,當進樣口設置為200℃以上且長期使用后,接入進樣口端的柱頭內固定液流失嚴重,導致基線噪聲大。
由于分析過程中,樣品汽化需要在200℃以上(即進樣口溫度),常規的維護方法是:使用一段時間后,將毛細柱柱頭流失嚴重的前端截去一定長度,大多數可以恢復到可接受的值。
除了色譜柱之外,一些檢測器內使用高分子聚合材料作為絕緣和密封材料,如果使用溫度超過了檢測器規定的最高使用溫度,也會造成基線噪聲大等問題。下圖為某廠家FID檢測器超出最高使用溫度后,造成內部收集筒絕緣材料融化:
在使用氣相色譜儀器進行分析的過程中,應當解儀器原理,知曉實驗條件改變對儀器分析的影響;同時,仔細閱讀說明書,了解儀器相關部件的最高使用溫度。