氣相色譜分析是在氣相色譜儀上進(jìn)行的分析，所以分析譜圖的不正常不僅反映人為的原因，更多是儀器上的原因。現(xiàn)代氣相色譜儀都有不同的故障自我診斷功能，可以給出儀器故障的原因，給分析人員極大的方便，但更多的是需要人們?nèi)ヅ袛?。為了少出故障和盡快排除故障，人們必須遵循色譜儀安裝調(diào)試的要求，并定時(shí)進(jìn)時(shí)檢定^]盡量減少操作失誤和儀器故障對(duì)分析的干擾.

   為了能安全使用和獲得正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,本文介紹氣相色譜儀在使用中的注意事項(xiàng)及故障的排除以供參考。

   氣相色譜儀的安裝要求

氣相色譜儀在安裝時(shí)對(duì)環(huán)境有一定的要求，具體如下：

1)環(huán)境環(huán)境溫度應(yīng)在+5~+35 ⁰C相對(duì)濕度<85%。

2)室內(nèi)應(yīng)無(wú)腐蝕性氣體，離儀器及氣瓶3m以內(nèi)不得有電爐和火種。

3)室內(nèi)不應(yīng)有足以影響放大器和記錄儀（或色譜工作站）正常工作的強(qiáng)磁場(chǎng)和放射源。

4)電網(wǎng)電源應(yīng)為220V（進(jìn)口儀器必須根據(jù)說(shuō)明書的要求提供合適的電壓），電源電壓的變化應(yīng)在5%~10%范圍內(nèi)，電網(wǎng)電壓的瞬間波動(dòng)不得超過5V。電頻率的變化不得超過50Hz的1%（進(jìn)口儀器必須根據(jù)說(shuō)明書的要求提供合適的電頻率）。采用穩(wěn)壓器時(shí)，其功率必須大于使用功率的1.5倍.

5)儀器應(yīng)平放在穩(wěn)定可靠的工作臺(tái)上，周圍不得有強(qiáng)震動(dòng)源及放射源，工作臺(tái)應(yīng)有1m以上的空間位置。

6)有的氣相色譜儀要求有良好的接地，接地電阻必須滿足說(shuō)明書的要求（美國(guó)規(guī)定綠色是地線，黑色是火線，白色是零線；英國(guó)規(guī)定綠/黃色是地線，褐色是火線，藍(lán)色是零線）。

7)氣源采用氣瓶時(shí)，氣瓶不宜放在室內(nèi)，放室外必須防太陽(yáng)直射和雨淋。

氣相色譜儀故障和操作失誤的排除

   氣相色譜儀由六大單元組成，任一單元出現(xiàn)問題zui終都會(huì)反映到色譜圖上。現(xiàn)代的氣相色譜儀很多都具備故障診斷功能，不同程度地給出儀器故障的判斷。盡管如此，許多的問題尤其操作失誤的問題仍需靠工作人員的努力。故障和失誤可以采用逐個(gè)單元檢查排除法，本文從分析人員的角度來(lái)討論儀器故障的排除和分析人員操作失誤或操作不當(dāng)引起問題的排除。

2．1氣路

氣路的檢查在故障的排除中往往十分有效，主要是檢查：

1氣源是否充足（一般要求氣瓶壓力必須≥3MPa,以防瓶底殘留物對(duì)氣路的污染）；

2閥件是否有堵塞、氣路是否有泄漏（采用分段憋壓試漏或用皂液試漏）；

3凈化器是否失效（看凈化器的顏色及色譜基流穩(wěn)定情況）；

4閥件是否失效或堵塞（看壓力表及閥出口流量）；

5汽化室內(nèi)襯管是否有樣品殘留物及隔墊和密封圈的顆粒物（看色譜基流穩(wěn)定情況）；

6噴口是否堵塞（看點(diǎn)火是否正常）；

7對(duì)敏感化合物的分析，氣化室的襯管和石英玻璃毛還必須經(jīng)過失活處理。

在使用毛細(xì)管柱時(shí)，其柱頭壓力見表1。這可以作為柱前壓力控制的參考。

表1   柱頭壓力近似值表

柱溫  20℃；載氣（氦氣）線速  30cm/s；液膜厚度  0.25um

注：psig指每平方英寸磅表壓，換算為標(biāo)準(zhǔn)單位近似為1psig=6894.76pa

以上所有值載系指載氣為氦時(shí)，氫與之相近 ；采用氮?dú)鈺r(shí)柱前壓明顯增高。液膜厚度增加或載氣流速增大時(shí)柱前壓也明顯增高，反之亦然。

2．2色譜柱系統(tǒng)

色譜柱是分析的心臟部分，往往色譜圖上的許多問題都與色譜柱系統(tǒng)密切相關(guān)，為此必須按以下步驟檢查柱系統(tǒng)。

2．2．1色譜柱的連接

檢查柱后是否有載氣；柱子連接是否有問題；尤其是毛細(xì)管柱的柱頭是否堵塞；切割是否平整；是否有聚酰亞胺涂層伸過柱端；毛細(xì)管柱兩頭插入汽化室和檢測(cè)器的位置是否正確；柱子是否超溫運(yùn)行或未老化好；密封圈選擇是否合理。

毛細(xì)管柱在選用密封圈時(shí)必須考慮：石墨墊易變形，有*的再密封性，其上限溫度是450⁰C；Vespel^TM很堅(jiān)硬，再密封性受影響，其上限溫度為350⁰C。VG1和VG2是由石墨和Vespel^TM組成，改善了再密封性，可重復(fù)使用，上限溫度為400⁰C。

不銹鋼填充柱在高于200⁰C時(shí)，可選用石墨、不銹鋼或紫銅作封圈；在低于200⁰C時(shí)，可選用硅橡膠或聚四氟乙烯作密封圈。玻璃填充柱可根據(jù)使用溫度分別選用石墨、硅橡膠或聚四氟乙烯作密封圈。

2．2．2色譜柱的柱容量

柱容量在柱分析中是很重要的影響因素。柱容量的定義是：在色譜峰不發(fā)生畸變的條件下，允放注入色譜柱的單個(gè)組分的zui大量（以ng計(jì)）。當(dāng)注入色譜柱的單個(gè)組分的量超出柱容量，則出現(xiàn)前伸峰（或前沿峰）。前伸峰使色譜峰展寬，從而造成可能的積分誤差及共洗脫問題，并出現(xiàn)保留時(shí)間的變化。

柱容量與單位柱長(zhǎng)內(nèi)所存在的固定相數(shù)量有關(guān)，表2列出某些毛細(xì)管柱通用的樣品量，在選擇進(jìn)樣量與分流比時(shí)必須考慮。

                        表2   樣品柱容量近似值

載氣在氣相色譜分析中的影響不僅表現(xiàn)在載氣速度影響溶質(zhì)分子沿柱的移動(dòng)速度；而且溶質(zhì)擴(kuò)散會(huì)通過載氣影響色譜峰的擴(kuò)張，通常表現(xiàn)在對(duì)理論塔板高度的影響。

在維持柱效降低不大于20%的情況，氫氣、氦氣、氮?dú)獾木€速分別可采用35～120cm/s、20～60cm/s、10～30cm/s。從而可能看出采用不同的載氣，可適用的線速范圍有很大的不同。不同管徑的氣相色譜毛細(xì)管柱的*線速和流量可參考表3進(jìn)行調(diào)節(jié)。

表3   毛細(xì)柱*線速和流量

對(duì)不同的檢測(cè)器可以用不同化合物作為死時(shí)間性t_Ｍ（s）計(jì)算的基礎(chǔ)，

FID：甲烷或丁烷

ECD：二氯甲烷或二氯二氟甲烷（柱溫高于50⁰C）

NPD：乙腈（柱溫高于90⁰C）

TCD：MS：甲烷、丁烷和空氣

PID、ELCD：氯乙烯

載氣的線速u可以從t_{Ｍ計(jì)算。}

2．2．4色譜柱的流失

柱流失一直是色譜工作者關(guān)心的課題，當(dāng)系統(tǒng)泄漏進(jìn)入氧氣或有樣品污染，都會(huì)導(dǎo)致色譜柱內(nèi)固定相分解，zui后表現(xiàn)在基線上，其現(xiàn)象與處理分別如下：1基線急劇上升，形成峰后呈下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)橄到y(tǒng)曾泄漏進(jìn)入氧氣，這時(shí)色譜柱需老化至基線正常。2基線急劇上升，伴有假峰持續(xù)出現(xiàn)，基線到達(dá)zui高處后成持續(xù)下降趨勢(shì)，這可能是有非揮發(fā)性樣品污染色譜柱，導(dǎo)致過量柱流失，解決的方法是先截取色譜柱柱頭0.5m,而后在高溫下老化色譜柱至基線正常。3基線急劇上升，一直維持在某一水平，這可能是一個(gè)未知因素未被排除，必須想法排除。

_{2． 2．5溶劑樣品的分析}

許多樣品分析時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常現(xiàn)象，zui常見的是溶劑樣品的分析，其特例為水樣的分析。從氣相色譜的角度來(lái)看。眾從周知水不是一種理想的溶劑，主要由于以下幾方面原因：1它有很大的蒸發(fā)膨脹體積；2在許多固定相中水的潤(rùn)濕性和溶解性較差；3水會(huì)影響某些檢測(cè)器的正常檢測(cè)和會(huì)對(duì)色譜柱的固定相造成化學(xué)損傷。

在常用的色譜溶劑中，水具有zui大的汽化膨脹體積，見表4。

表4    常見色譜溶劑的膨脹體積

通常色譜儀的進(jìn)樣器的襯管體積約200～900μl當(dāng)時(shí)1μl水樣時(shí)，其氣化后的蒸氣體積（大約1010μl）會(huì)膨脹溢出襯管，稱為倒灌。其將導(dǎo)致汽化的樣品返入載氣和吹掃氣路，由于載氣的吹掃氣路的溫度較氣化室低許多，樣品會(huì)凝結(jié)在這兒，在后來(lái)的分析中被氣體吹入分析系統(tǒng)形成鬼峰

避免的方法可采用加大襯管體積、減小進(jìn)樣體積、降低進(jìn)樣器溫度、提高進(jìn)樣器壓力增加載氣流速以減少倒灌現(xiàn)象。

水進(jìn)入色譜柱，水的形態(tài)對(duì)色譜柱的固定相具有破壞性。因?yàn)樗谋砻婺芎芨?，而大部分毛?xì)管柱固定相的表面能都較低，這導(dǎo)致水對(duì)固定相的濕潤(rùn)性很差，不能在色譜柱壁上形成光滑的溶劑膜均勻地流過色譜柱，而形成液滴，導(dǎo)致色譜柱性能變差。由于水的這種很差的潤(rùn)濕性和相對(duì)其他溶劑較高的沸點(diǎn)，通常在較低柱溫的情況下，一部分水以液體狀態(tài)流過色譜柱，使在水中具有良好溶解性的溶質(zhì)也會(huì)表現(xiàn)出譜帶展寬，在的情況，表現(xiàn)出色譜峰分裂。

在柱上進(jìn)樣時(shí)，不揮發(fā)的化合物，如水溶性的鹽類，也會(huì)被液態(tài)水帶入色譜柱，污染色譜柱和分析系統(tǒng)。

水也會(huì)引起檢測(cè)器問題：例如水會(huì)使FID和FPD滅火；當(dāng)進(jìn)較大水樣時(shí)，為了避免檢測(cè)器滅火，可以加大氫氣流量以損失靈敏度為代價(jià)有助于穩(wěn)定火焰；水也會(huì)降低ECD的靈敏度，為避免水的影響，可采用厚液膜柱，使被分析組分保留足夠長(zhǎng)時(shí)間，以保證出峰時(shí)，ECD的性能可能在水流過檢測(cè)器后得以恢復(fù)。

更為嚴(yán)重的問題是水會(huì)引起許多固定相的降解，直接破壞色譜柱的性能。在色譜分析時(shí)，反映出色譜峰分離性能下降、基流不穩(wěn)、噪聲增大。

所以進(jìn)水樣分析及含水量較大的樣品時(shí)必須十分小心。這在溶劑分析的情況也會(huì)出現(xiàn)。典型的是微量有機(jī)物萃取物的分析，無(wú)論用二氯甲烷還是二硫化碳做溶劑，進(jìn)樣1μl時(shí)，體積膨脹大約為3001μl，當(dāng)進(jìn)樣插管體積小于300μl時(shí)，就很容易形成倒灌。所以無(wú)論什么樣品，其進(jìn)樣量的大小都必須與進(jìn)樣器內(nèi)插管的體積相適應(yīng)，這方面各種型號(hào)的儀器都配有多種不同形式的進(jìn)樣插管以供選用；同進(jìn)大量溶劑也會(huì)對(duì)固定相形成洗滌作用，直接破壞色譜柱的性能，在色譜分析時(shí)，反映出保留時(shí)間提前、色譜峰分離性能下降、基流不穩(wěn)、噪聲增大。所以在分析稀溶液樣品時(shí)必須注意溶劑和進(jìn)樣量的選擇。

2．3各系統(tǒng)的加熱控制

各系統(tǒng)加熱控制的檢查更多的是屬于儀器上的問題，檢查各系統(tǒng)的加熱控制是否正常，一般可先用手感，后用測(cè)溫計(jì)測(cè)量溫度，看是否與顯示值一致。有問題先看加熱元件和測(cè)溫元件是否正常，然后檢查溫控板。常見的是加熱元件和測(cè)溫元件出問題，可以更換相應(yīng)元件。檢查溫控板是否有問題，可能采用更換溫控板后重新測(cè)試的辦法，溫控板有問題一般采用換溫控電路板。

2．4放大器

正常情況放大器輸出與采集系統(tǒng)已連接好，檢查放大器時(shí)可先將放大器輸入端與檢測(cè)器斷開，此時(shí)打開放大器，采集系統(tǒng)反映出來(lái)是基線跳到一個(gè)新水平，此時(shí)基線應(yīng)平穩(wěn)為一直線，且基流高低與放大器衰減和增益都成正比，極性倒向時(shí)基流有很大跳躍，調(diào)零功能也應(yīng)正常反映到基流上，否則放大系統(tǒng)就有問題需檢修。若是基線抖動(dòng)，噪聲大，可能是放大器受潮，輸入極絕緣性能下降所致；可以將放大器的絕緣盒打開，用紅外燈烘烤，或?qū)⒎糯笃鞣湃敫稍锲髦?~2天。

2．5檢測(cè)器

在前面的基礎(chǔ)上將色譜柱、檢測(cè)器、放大器與采集系統(tǒng)都連接好，通載氣并啟動(dòng)檢測(cè)器（FID、PID、NPD升溫后點(diǎn)火、TCD、ECD加工作電流），則采集系統(tǒng)反映出來(lái)的是基流跳到一個(gè)新的水平。改變工作電流或氫氣流量（FID、PID）基流都會(huì)明顯改變，這說(shuō)明檢測(cè)器信號(hào)已到達(dá)采集系統(tǒng)。在氣化室和柱溫維持常溫的條件下，基流若平穩(wěn)，則說(shuō)明檢測(cè)器沒問題。若基線不滿足要求，可能是檢測(cè)器污染或檢測(cè)器問題，必須加以排除。在汽化室和色譜爐升溫的條件下，若基線不滿足要求，可能是汽化室中襯管或硅橡墊污染，也可能是色譜柱未老化好或色譜柱污染，必須逐一加以排除。

氣相色譜儀中的不同檢測(cè)器機(jī)理各不相同，為了保證檢測(cè)器的正常運(yùn)行，在使用時(shí)提出不同的注意事項(xiàng)。

下面主要介紹FID和TCD在使用時(shí)注意事項(xiàng)。

2．5．1氫火焰檢測(cè)器在使用中注意事項(xiàng)

由于FID對(duì)烴類組分的檢測(cè)靈敏度較高，為了保證基線穩(wěn)定，必須注意以下幾點(diǎn)：

1)三種氣體的凈化管內(nèi)必須填裝活性炭，用以去除氣體中微量烴類組分。

2) 色譜柱的固定相必須在zui高使用溫度下充分老化，減少固定液流失和固定液中溶劑的揮發(fā)所造成的基線漂移。

3) 高溫下使用時(shí)，汽化室硅橡膠墊必須先高溫老化，避免出怪峰。

4) FID系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，必須先將H₂氣關(guān)閉，即先關(guān)H₂氣熄火，然后再關(guān)檢測(cè)器的溫度控制器和色譜爐降溫，zui后關(guān)載氣和空氣。如果開機(jī)時(shí)，F(xiàn)ID溫度低于100℃時(shí)就通H₂ 點(diǎn)火；或關(guān)機(jī)時(shí)，不先關(guān)H₂ 熄火后降溫，則容易造成FID收集極積水而絕緣下降，會(huì)引起基線不穩(wěn)。

5) 分析時(shí)，應(yīng)注意保證溶劑和主組分燃燒*。當(dāng)空氣不足時(shí)，由于燃燒不*，噴口、收集極形成結(jié)碳和污染，導(dǎo)致噪聲增大、收集效率降低從而影響使用。所以空氣量的保證是很重要的。

2．5．2熱導(dǎo)檢測(cè)器在使用中的注意事項(xiàng)

通常熱導(dǎo)檢測(cè)器的惠更斯電橋中加熱絲在600~700℃的高溫下工作，因此必須注意以下事項(xiàng)：

嚴(yán)格遵守?zé)釋?dǎo)檢測(cè)器先通載氣后通熱導(dǎo)工作電流的操作原則，在長(zhǎng)期停機(jī)后重新啟動(dòng)操作時(shí)，應(yīng)先通載氣15min以上然后加熱導(dǎo)工作電流，以保證熱導(dǎo)元件不被氧化或燒壞，熱導(dǎo)池尾氣排空處的載氣流量是鑒別熱導(dǎo)池是否通氣的有效方法。

給定橋電流的大小與載氣種類有類，也與熱導(dǎo)池工作溫度有關(guān)，并需考慮被分析對(duì)象對(duì)檢測(cè)器的靈敏度要求，其關(guān)系如圖所示，具體詳細(xì)數(shù)值參照所用儀器說(shuō)明書中熱導(dǎo)池橋電流給定曲線。

關(guān)機(jī)時(shí)首先必須關(guān)閉檢測(cè)器的工作電流，其次必須在柱箱和檢測(cè)器溫度降到70℃以下，才能關(guān)閉氣源。

TCD的穩(wěn)定性受外界條件影響，外界條件影響的大小可參考表5，從表5可以看出熱絲溫度對(duì)TCD響應(yīng)影響zui大，熱絲的溫度主要受橋電流影響，但也受檢測(cè)器的溫度和載氣流量大小的影響。所以除了設(shè)計(jì)上要求橋電流穩(wěn)定外，對(duì)載氣流速和檢測(cè)器的溫度也有較高的要求：一般情況下，檢測(cè)器的溫度波動(dòng)應(yīng)小于±0.01 ℃，載氣流量波動(dòng)應(yīng)小于±1%。

表5   外界因素對(duì)TCD響應(yīng)值的影響

2．6采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)目前多用計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)，無(wú)論是工作站、微處理機(jī)還是記錄器，可將其輸入端短路，基線一定回零，而且平穩(wěn)走直線，松開后基線跳到一個(gè)新水平。用手觸輸入端基線明顯跳躍，則為正常。否則就出現(xiàn)問題，這方面出問題可以找有關(guān)專家解決。一般情況下，微處理機(jī)要求外殼有很好的接地，是單獨(dú)接地。采集系統(tǒng)正常后可以連入色譜儀系統(tǒng)，在儀器正常操作的條件下，可以對(duì)通過采集的信號(hào)判斷排除故障。