色谱耗材的常见问题

王中泰

色谱耗材的常见问题

气相色谱最大的特点是什么？分析能力强大？应用范围广泛？定量精确？这些的确都是气相色谱的特点，但要说的是：气相色谱的耗材及其配件。多如牛毛的耗材与配件经常会把新手使用者搞得头大，今天，就和大家一起盘点一下气相色谱常用耗材都有哪些。

1、气相色谱中的几个概念气相色谱：
以气体为流动相，依据组分与固定相之间分配吸附等作用力的差异而实现复杂样品分离的一种分离技术。分离对象是可挥发、且热稳定，沸点一般不超过500度的样品。

气体：
载气——用于传送样品通过整个系统的气体。检测器气体——某些检测器所需的支持气体，如，FID。
样品引入：将样品蒸汽引入载气的过程。该过程应对样品蒸汽有最小影响。
色谱柱：
实现样品组分的分离。
检测器：对流出柱的样品组分进行识别和响应。
数据采集：将检测器的信号转换为色谱图，以备手动或自动定性、定量分析之用。

2、气路中为什么要用气体捕集阱？GC中最常用有哪几类捕集阱？
GC载气中的常见的污染物有水分，氧气，烃类化合物和卤代烃，其对色谱柱的寿命及被分析物的检测有很大影响，不良的影响包括：
水分：
是色谱柱固定相降解的常见原因；可以损坏仪器；
氧气：
最常见的污染物；是色谱柱固定相降解和进样口衬管性能下降的常见原因；
可引起不稳定被分析物的分解；
烃类化合物和卤代烃：
通过增加检测器背景噪音而降低检测器灵敏度；
还可引起基线漂移或波动、污染物色谱峰、噪音或高的基线补偿。水分，氧气，烃类捕集阱是GC中最常用的捕集阱。

3、不同的检测器应该分别配什么样的捕集阱？
FID、NPD、FPD－空气，尾吹气，氢气→烃类捕集阱（如，5060-9096）FID、NPD、FPD、TCD－载气→水分、氧气捕集阱(如，OT3-2)
ECD－尾吹气→水分和氧气捕集阱（如，OT3-2）
TCD－参比气→烃类捕集阱（如，5060-9096）
MSD－氦气，甲烷→除水分、氧气、烃类的组合捕集阱(如，RMSH-2)和氧气指示捕集阱（如，IOT-2-HP）
以上捕集阱建议6-12个月换一次，具体看使用频率。

4、在GC的进样口端涉及的消耗品有哪些？注射器、进样垫、O型圈5188-5365、衬管、平流平板（镀金密封垫）、金属垫片5061 - 5869、石墨密封垫、柱螺母。

5、为什么要更换进样隔垫？隔垫有哪些类型？如何根据客户需求选择进样隔垫？
隔垫需定期更换，可防止：漏气、分解、样品损失、柱流量或分流流量下降、出鬼峰、柱效下降。不同的隔垫有不同的性能：

流失性与温度优化隔垫（BOT）：
5183-4757，温度范围宽，低流失→适合于质谱，进样口最高温度400度，减少在进样口处的沾粘。

长寿命隔垫5183-4761，预穿孔，延长使用寿命，减少成核；自动进样优选隔垫，适合通宵运行；进样达400次及350度高温。

高级绿色隔垫5183-4759，寿命长，耐高温；进样次数多；降低进样口的粘贴；温度达350度。

以上三种隔垫属高级隔垫，经等离子体处理，不沾粘隔垫。

通用型隔垫：温度350度，次数达200次，经济节约型。

6、如何选择石墨垫与柱螺母？
首先了解石墨垫的两种材质：石墨→材质软，温度上限高。vespel→由耐高温的聚酰亚胺制成，材质硬，高温产生流失。

石墨垫与柱螺母：短垫配短帽，长垫配长帽（如，MS接口柱螺帽05988-20066应配预老化的85% vespel，15%石墨垫长垫，通用柱螺帽可配85%vespel，15%石墨垫短垫）

石墨垫的选择（应根据材质及色谱柱内径的大小），更换频率一般更换色谱柱、泄漏时就进行更换。
7、衬管的作用是什么？什么时候更换衬管？选择衬管时应考虑什么因素？
衬管是进样体系的中心元件，样品在此蒸发而成气体。定期更换衬管主要取决于以下情况：对比以前做的谱图；样品的洁净程度；色谱峰是否出现异常现象：出现鬼峰、峰形变化、重现性差、样品高温分解等。

选择衬管应考虑的因素：进样口类型/进样技术、衬管体积、衬管处理或去活、特殊性能（石英棉、石英杯、细径锥等）。

8、为什么要使用去活化的衬管及玻璃棉？什么物质使用去活不带玻璃棉的衬管？
进样口衬管上的活性点可以吸附样品组分，引起色谱峰拖尾，损失灵敏度和重现性。当不分流进样及分析稍有极性的化合物时，应建议用去活化的衬管。

使用玻璃棉：
A.减少热歧视，为样品完全挥发提供足够的表面积；
B.捕获非挥发组分和隔垫碎屑，使其不至于进入色谱柱；
C.擦净自注射器针头上的样品，从而提高了重现性，避免样品在隔垫上的残留。

使用去活不带玻璃棉衬管的化合物有：
酚类、有机酸类、农药类、胺类、滥用药物、反应性极性化合物、热不稳定化合物。
不分流进样模式：
痕量分析、样品浓度低、流速低、进样量小。
分流进样模式：样品浓度高、流速大、进样量大。

9、氟代烃O型圈及石墨O型圈
氟代烃O型圈：不易变形，易更换，多数情况下使用
石墨O型圈：易变形及剥落，进样口温度高于350度时使用
更换频率：二者一般在更换衬管的时候也同时更换O型圈

10、如何清洗分流平板（镀金密封垫）
A.在溶剂中超声清洗，烘干；
B.用非氯硅烷化试剂去活化：HMDS（六甲基二硅烷）或BSTFA（N，O双（三甲基硅烷基）氟乙酰胺）或BSA（N,O-双(三甲基硅烷基)乙酰胺）或TSIM、TSIM（N-三甲基硅烷咪唑）；
C.用溶剂清洗，先惰性洗涤——甲苯，再用醇类清洗——甲醇，烘干。

王中泰

11、NPD中白铷珠与黑铷珠有何区别？

12、NPD,ECD,TCD,FID,FPD分别是什么检测器，性能特点是什么？

13 、色谱柱有哪些柱参数？如何根据这些参数为客户选择色谱柱？

色谱柱柱参数：

固定相，柱长，内径，膜厚。

固定相的选择：相似相溶原理。

非 / 弱极性柱 — 最常用！中等极性柱 — 适用于复杂 / 困难的分离；强极性柱 — 多用于特殊应用。

柱长：

10-15m 通常十个组分以下简单样品的快速分析；

25-30m 标准柱长满足绝大部分应用；

50m ， 60m ， 100m 复杂样品的分析。

内径：

0.53mm 大口径可替代填充柱能承受较大体积进样，痕量分析； 0.32mm 宽径，分流 / 不分流进样，能承受较大体积进样；

0.25mm 窄径分流进样， GC/MS 应用，较高柱效；

0.18mm 微径较快分离高柱效；

0.10mm 快速 GC ，快速分离对仪器要求高。

膜厚：

0.10um 薄膜，保留和柱容量低适用于高沸点化合物、组分密集样品或热敏化合物 0.25~0.50um 标准膜厚应用最广；

1.0~10.0um 厚膜保留和柱容量高适用于低沸点挥发性化合物；厚膜有利于掩蔽活性位点但高温下柱流失较大。

14 、色谱柱的温度极限，如 60 ℃至 240 ℃ /260 ℃各表示什么？

60 ℃ — 温度下限，低于该温度使用柱效会降低，但不会损伤色谱柱； 240 ℃ — 恒温温度上限，可在此温度长时间使用；

260 ℃ — 程序升温温度上限，不可超过此温度，且在此温度使用不得超过 10 分钟。

15 、了解有关液相色谱柱的几个参数及安捷伦色谱柱的分类和应用范围

表面积 —— 颗粒外表面和内部孔表面的总和，以 m2/gram 表示；高表面积对于多组份样品的分离具有较强的保留能力，柱容量和分离度；表面积低的填料通常能迅速达到平衡状态，对于梯度淋洗尤为重要。

孔径 —— 颗粒的孔或腔的平均尺寸，范围 60-10,000? ，大孔的填料颗粒可以延长溶质大分子在填料表面滞留的时间，达到充分分离，改善峰形；样品 MW≤4000, 选择 80? 的孔径，样品 MW ＞ 4000 选择 300? 的孔径。

碳覆盖率 —— 对色谱分离的影响，与基体物质相连的键合相的量。

高碳覆盖率：提高分辨率，分析时间长；低碳覆盖率：缩短运行时间封端 / 封尾 —— 对色谱分离的影响，使用较短烷烃链键合游离硅羟基（二次键合）

封端：减轻待测组份与硅胶表面残留的酸性硅羟基反应而引起的色谱峰拖尾现象

对于极性样品，未封端与经过封端处理的色谱柱在选择性上有明显差异粒径 ——1.8um3.5um→ 快速分离； 5um→ 行业标准； 7um→ 制备柱。

16 、如何冲洗液相色谱柱？

对于反相色谱柱的冲洗：

用以下溶剂至少各 25mL 冲洗色谱柱 ( 分析柱 )

不含缓冲盐的流动相

100% 甲醇

100% 乙腈

75% 乙腈 +25% 异丙醇

100% 异丙醇 100% 二氯甲烷 100% 己烷

* 若使用己烷或二氯甲烷冲洗色谱柱，则在重新使用反相流动相以前，必须用异丙醇冲洗色谱柱！！！

对于正相色谱柱的冲洗：用以下溶剂至少各 50mL 冲洗色谱柱 ( 分析柱 )

50% 甲醇 +50% 三氯甲烷

100% 乙酸乙酯

17 、如何对气相色谱柱进行老化？

安装色谱柱后，首先用至少 3 倍于平常工作流速的载气吹色谱柱 , 然后将载气流速调整到正常流速，开始从 100 度升温迅速升温到老化温度，老化色谱柱。

老化温度 —— 在高于样品分析终温 20 度但不超过色谱柱的恒温温度上限的状态下，恒温 2 小时的方法快速老化一支新的毛细管色谱柱，色谱柱老化时的升温速率没有限制，即可使用最高升温速率老化色谱柱。

18 、液相色谱仪有哪些重要组成部分？液相有哪些检测器？

脱气机、泵、柱温箱、自动进样器、检测器。

检测器有： VWD 可变波长紫外检测器、 DAD 二极管阵列检测器、 MWD 多波长检测器、 RID 、示差折光检测器、 FLD 荧光检测器。

19 、如何选择溶剂入口过滤头？

用于常规和毛细液相的溶剂过滤头有：玻璃过滤头 20μm 孔径 (5041-2168 ）， PTFE 连接头 5mm/3.2mm （ 5062-8517) ，不锈钢过滤头 12-14μm 孔径（ 01018-60025 ）。

用于制备液相的溶剂过滤头有：玻璃过滤头 40μm 孔径 (3150-0944 ）， PTFE 连接头 7mm/4mm （ G1361-23204) 。

若流动相涉及以下溶剂，应避免使用不锈钢过滤头：碘化锂 , 氯化钾，高浓度的硝酸及硫酸，在有机溶剂中的有机酸溶液，如甲醇中 1% 乙酸会腐蚀不锈钢，四氯化碳和异丙醇或 THF 混合液等。

日常对玻璃滤芯的清洗可用 35% 的硝酸浸泡 1 小时（不用超声波清洗，会引起破裂）。

20 、流通池的选择指南毛细管液相色谱柱 ( 内径 0.3 或 0.5mm)500nL 流通池；

微径或溶剂节省型液相色谱柱 ( 内径 1.0 或 2.1mm) 半流通池；

传统液相色谱柱 ( 内径 3.0 或 4.6mm) 标准流通池反压高于 100bar ，高压流通池形；

样品 MW≤4000 ，选择 80? 的孔径，样品 MW ＞ 4000 选择 300? 的孔径；

碳覆盖率 —— 对色谱分离的影响，与基体物质相连的键合相的量。高碳覆盖率：提高分辨率，分析时间长；

低碳覆盖率：缩短运行时间。对色谱分离的影响，使用较短烷烃链键合游离硅羟基（二次键合）。

封端：减轻待测组份与硅胶表面残留的酸性硅羟基反应而引起的色谱峰拖尾现象。

对于极性样品，未封端与经过封端处理的色谱柱在选择性上有明显差异。

粒径： 1.8um3.5um→ 快速分离； 5um→ 行业标准； 7um→ 制备柱。