影響氣相色譜儀基線的因素1：氣源
2021-02-19 09:27:19來源：admin
在氣相色譜分析中，基線問題是常見的維護熱點。基線問題主要包括三個方面：基線噪聲大；出現(xiàn)躍遷、雜峰等；有規(guī)律/無規(guī)律波動等。一方面，基線噪聲的大小、基線位置可以反映儀器的工作狀態(tài)是否正常；另一方面，基線的雜峰、波動可能會干擾正常的樣品分析和定性定量；再一方面，良好的基線狀態(tài)意味著儀器系統(tǒng)的穩(wěn)定性和分析的品質(zhì)，比如更低的方法檢出限等。因此需要正視氣相色譜儀器的基線問題，積極排查和解決問題。
引起氣相色譜儀器基線問題的原因多種多樣，在日常的使用中，首先，應(yīng)當(dāng)從合格和可靠的供應(yīng)商獲取儀器耗材，如鋼瓶氣、進樣墊、襯管等；其次，應(yīng)當(dāng)做好耗材的日常維護，包括氣體凈化裝置（除水、除氧和除烴裝置）、進樣口進樣墊（進樣隔墊、注射墊）、襯管、O型圈、分流部件（分流平板、毛細柱適配器）、分流捕集阱等的清洗和更換；再則，應(yīng)當(dāng)做好色譜柱的老化、FID檢測器噴嘴與收集極的清洗，ECD的高溫老化等部件維護；再次，應(yīng)當(dāng)按照儀器使用說明書正確設(shè)置和操作儀器；最后，還應(yīng)當(dāng)注意實驗室環(huán)境應(yīng)當(dāng)符合儀器的安裝使用要求。
然而，實際的情況是，即使注意到了以上方面，基線問題在很多情況下仍然是困擾實驗室分析人員的一大難題。本期將介紹氣源引起的氣相色譜基線問題的一些實例。
一 氣源
1.1 概述
對于氣相色譜儀而言，氣源是必不可少的組成部分，氣源提供氣相色譜正常工作所需要的各種氣體。從氣相色譜儀對氣體的使用用途而言，多數(shù)情況下大致可以分為四種：載氣、燃氣、助燃氣和尾吹氣。
載氣用于將樣品帶入儀器系統(tǒng)進行分離和測定。常用的載氣有氫氣、氦氣、氮氣、氬氣等。燃氣和助燃氣用于提供檢測器內(nèi)部形成火焰和進行燃燒；燃氣一般指氫氣，助燃氣指空氣（請注意，不要使用氧氣）。尾吹氣一般與載氣類型相同，作用有很多，比如稀釋火焰，消除檢測器死體積等，用于采用毛細柱分離的情況。除上面所說之外，還有轉(zhuǎn)化爐使用的氫氣，驅(qū)動閥所用的空氣/氮氣等。
氣相色譜中的氣體除了載氣之外，燃氣、助燃氣、尾吹氣和轉(zhuǎn)化爐使用的氫氣、驅(qū)動多通閥轉(zhuǎn)動的氣體均可稱之為輔助氣。
1.2 氣源對氣相色譜分析基線的影響
由于氣源提供氣相色譜正常工作所需要的各種載氣、燃氣、助燃氣和尾吹氣等，參與氣相色譜的工作過程，因此氣源會影響氣相色譜分析的基線。主要體現(xiàn)在氣源供氣純度上，另外氣源（如氣體發(fā)生器）的穩(wěn)定性也是重要的影響因素。
1.2.1 載氣純度對基線的影響
使用氣相色譜進行分析時，均要求使用高純載氣，一般建議純度為99.999%，條件難以滿足時，也應(yīng)在99.99%以上。如果載氣不純（含有微量的氧、水和烴類等）可能會導(dǎo)致多方面的影響，如基線噪聲大，長期使用損壞色譜柱（含有微量的氧、水等），分析低含量烴類出負峰（含有微量烴類，非甲烷總烴可能出負峰）等。
為使用氫火焰離子化檢測器（FID）更換載氣之后，由于新的載氣不純造成的基線噪聲大的前后對
除了噪聲變大之外，也會導(dǎo)致色譜柱損壞，使分析過程產(chǎn)生嚴重柱流失和鬼峰等問題。
1.2.2 氫氣和助燃氣（空氣）對基線的影響
在氣相色譜分析中，氫火焰離子化檢測器（FID）、氮磷檢測器（NPD，又稱之為熱離子檢測器FTD）和火焰光度檢測器（FPD）均需要使用氫氣和助燃氣（空氣）燃燒產(chǎn)生火焰以維持正常工作，因此氫氣的純度以及助燃氣（空氣）的雜質(zhì)含量（尤其是烴類含量）會影響到檢測器的基線噪聲大小，氣體越潔凈，燃燒的背景值越低，基線噪聲也越小。
除了氫氣之外，助燃氣（空氣）也會對基線噪聲造成影響，主要表現(xiàn)在：（1）使用質(zhì)量較差的鋼瓶空氣和質(zhì)量較好的鋼瓶空氣之間；（2）使用空氣發(fā)生器（空氣源），由于某些空氣發(fā)生器不能做到無油，或者室內(nèi)環(huán)境有污染物導(dǎo)致空氣發(fā)生器壓縮的空氣內(nèi)雜質(zhì)較多。氫火焰離子化檢測器（FID）使用空氣發(fā)生器和使用高純空氣（高純氧氣和高純氮氣混合）的點火基線躍遷值，使用高純空氣躍遷值較小，說明其中雜質(zhì)含量低，燃燒背景值小，也意味著基線噪聲更低。
1.2.3 鋼瓶使用方式對基線的影響
在使用鋼瓶時為了防止空氣倒灌和保證用氣安全，使用時內(nèi)部氣體不應(yīng)用盡，一般要求留有0.5MPa-1MPa的余氣；同時，當(dāng)鋼瓶氣即將用盡時候，由于下部沉積了比較多的雜質(zhì)，也會導(dǎo)致基線較差，下圖展示了當(dāng)鋼瓶空氣低于0.5MPa時，氮磷檢測器（NPD）的基線：
更換空氣鋼瓶后，相同實驗條件下可以看到基線明顯好轉(zhuǎn)：
1.3 小結(jié)
氣源是氣相色譜分析必不可少的組成部分，氣源提供氣相色譜正常工作所需要的各種氣體，因此應(yīng)當(dāng)保證氣源的供應(yīng)質(zhì)量和正確使用。氣源引起的基線問題除了上述氣體純度和雜質(zhì)原因之外，鋼瓶漏氣、氣體發(fā)生器內(nèi)部漏氣以及氣源供氣壓力的穩(wěn)定性不佳（氣源內(nèi)部的緩沖空間過小或者漏氣）等均會對基線造成影響，在實際使用中應(yīng)當(dāng)加以注意。
