氣相色譜的工作原理是，進樣器將樣品引入系統(tǒng)后，載氣將樣品組分帶入色譜柱進行分離，分離后各組分在載氣輔助下進入檢測器被檢測，通過信號轉(zhuǎn)換，記錄系統(tǒng)得到樣品組分的響應(yīng)信號，獲得色譜圖，最終可由色譜峰的保留時間、峰高和峰面積來進行定性、定量分析。
先來看看氣相色譜的氣路與溫控系統(tǒng)
如何檢查氣路系統(tǒng)是否漏氣？
當(dāng)由儀器不能正常工作，或者由在色譜圖上的現(xiàn)象懷疑氣體漏氣時，應(yīng)及時找到漏氣點并維護。要迅速檢測漏氣，應(yīng)結(jié)合因漏氣表現(xiàn)的狀況有針對性的查漏。
按照漏氣程度大小，檢測氣路漏氣的方法可分為：
（1）嚴重漏氣。當(dāng)氣源打開并穩(wěn)定后，聽到明顯的漏氣聲如絲絲聲，說明氣路有大漏。此時應(yīng)將流路的流量開大，在漏氣聲出現(xiàn)的管路接頭附近，用肥皂水查漏。
（2）一般漏氣。堵住氣路出口，觀察氣路中的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子能慢慢降到零，則不漏氣，否則漏氣?；蛘哂^察系統(tǒng)壓力表，打開氣源，調(diào)節(jié)輸出壓力在0.3-0.6MPa之間，等氣路穩(wěn)定后，堵住氣路出口，再關(guān)閉氣源總閥，半小時內(nèi)如果壓力表有明顯的下降，說明這部分漏氣。
具體檢測漏氣部位，應(yīng)分段檢測，逐步查漏。如氣源到轉(zhuǎn)子流量計或壓力表之間氣路篩查，可參照上面的方法，堵住轉(zhuǎn)子流量計或壓力表出口，轉(zhuǎn)子不降到零或壓力表有下降，再用肥皂水查漏。對一些細小精密部件如檢測器等，可堵住出口并加壓調(diào)大氣流，泡在乙醇里，有氣泡冒出處漏氣。
檢測器的溫度設(shè)定對檢測有何影響？
既然柱溫變化對分析結(jié)果有重要影響，那么選擇合適的柱溫以及對柱溫進行控制就很重要了。
首先，應(yīng)保證柱溫不高于固定液的最高使用溫度（即色譜柱的最高耐受溫度），避免固定液流失而影響色譜柱柱效和使用壽命；
其次，選擇合適的柱溫，柱溫的選擇應(yīng)使難分離的兩組分達到預(yù)期的分離效果，峰形正常而分析時間又不長為宜，一般柱溫應(yīng)比試樣中各組分的平均沸點低20-30℃，通過試驗決定。對于沸點范圍較寬的試樣，應(yīng)采用程序升溫，按預(yù)定的加熱速度隨時間呈線性或非線性地增加溫度。一般升溫速度是呈線性的。
最后，特別是要保證儀器柱溫控制的穩(wěn)定性、均勻性，以及實際溫度與預(yù)設(shè)溫度之間的一致性。一般氣相色譜儀柱溫控溫精度為±1℃，有些廠家的可達到±0.1℃，部分廠家的氣相色譜儀柱溫控制精度更好，如魯南瑞虹化工儀器公司SP-6800A控溫精度優(yōu)于±0.1℃，美國熱電公司Trace GC ultra 氣相色譜儀控溫精度可達0.001℃。
再來看看氣相色譜的進樣系統(tǒng)
常見的氣相色譜進樣口和進樣技術(shù)有哪些？
進樣口和
進樣技術(shù)
特點
填充柱進樣口
最簡單的進樣口。所有汽化的樣品均進入色譜柱，可接玻璃和不銹鋼填充柱，也可接大口徑毛細管進行直接進樣。
分流/不分流
進樣口
最常用的毛細管進樣口。分流進樣最為普通，操作簡單，但有分流歧視等問題。不分流進樣操作復(fù)雜些，但分析靈敏度高，常用于痕量分析。
冷柱頭進樣口
樣品以液體形態(tài)直接進入色譜柱，無分流歧視問題。分析精度高，重現(xiàn)性好，尤其適用于沸點范圍寬、或熱不穩(wěn)定的樣品，也常用于痕量分析（可進行柱上濃縮）。
程序升溫
汽化進樣口
將分流/不分流進樣和冷柱頭進樣結(jié)合起來，功能多，適用范圍廣，是較為理想的進樣口。
大體積進樣
采用程序升溫汽化或冷柱上進樣口，配合以溶劑放空功能，進樣量可達幾百微升，甚至更高，可大大提高分析靈敏度，在環(huán)境分析中應(yīng)用廣泛，但操作較為復(fù)雜。
閥進樣
常用六通閥定量引入氣體或液體樣品，重現(xiàn)性好，容易實現(xiàn)自動化。但對峰展寬的影響大，常用于永久氣體的分析，以及化工工藝過程中物料流的監(jiān)測。
頂空進樣
只取復(fù)雜樣品基體上方的氣體部分進行分析，有靜態(tài)頂空和動態(tài)頂空（吹掃捕集）之分，適合于環(huán)境分析（如水中有機污染物）、食品分析（如氣味分析）及固體材料中的可揮發(fā)物分析。
熱裂解進樣
在嚴格控制的高溫下，將不能汽化或部分不能汽化的樣品裂解成可汽化的小分子化合物，用氣相色譜分析，適合于聚合物樣品或地礦樣品等。
如何判斷是否需要更換隔墊和襯管呢？
判斷是否需要更換進樣墊和襯管，可從兩個方面考慮：根據(jù)日常工作經(jīng)驗和儀器信號的色譜特征。
根據(jù)儀器工作時的色譜特征來盤對進樣隔墊：
（1）如果進樣隔墊漏氣，那么色譜圖會出現(xiàn)保留時間、峰高（峰面積）等的色譜特征變化，就必須更換隔墊；
（2）如譜圖顯示與之前的分析結(jié)果比較柱效降低，或出現(xiàn)鬼峰，而色譜條件正常、樣品無誤，且進樣隔墊長時間未換，可先考慮更換進樣隔墊。
對于襯管，根據(jù)日常工作經(jīng)驗，如果近期分析的樣品組成復(fù)雜、高沸點組分多，因考慮到樣品的性質(zhì)，進樣口溫度不是設(shè)置很高，實驗次數(shù)頻繁而沒有及時的維護襯管，襯管可能會積累污染物；如果不維護而直接去做實驗，可能導(dǎo)致儀器工作時的色譜特征不正常，如出現(xiàn)分析結(jié)果重線性差、色譜圖峰形前伸、拖尾、峰分裂等現(xiàn)象。如果多次維護襯管后，仍不能解決上述問題，可更換襯管。
怎樣設(shè)置汽化室的指標(biāo)參數(shù)？
（1）汽化室的體積
樣品注入氣化室后，必須與載氣充分混合，否則易導(dǎo)致樣品分析結(jié)果失真。
（2）汽化室的惰性
汽化室內(nèi)壁應(yīng)具有足夠的惰性，不吸附樣品，不催化樣品的分解，不與樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。為避免樣品與汽化室金屬內(nèi)壁接觸產(chǎn)生吸附或催化分解反應(yīng)，在汽化室的不銹鋼套管中要插入襯管。
（3）色譜柱的初始溫度
分流進樣要消除分流歧視，色譜柱的初始溫度應(yīng)盡可能高一些。以減少氣化溫度和柱溫之間的差別，樣品在氣化室經(jīng)歷的溫度梯度小一些，可避免氣化后的樣品部分冷凝。但柱溫過高時，分配系數(shù)變小，不利于分離，一般通過實驗選擇最佳柱溫。
（5）隔墊吹掃功能
隔墊吹掃，主要是用于消除進樣墊分解或墊子的殘損物對分析影響等，如鬼峰。
分流比對物質(zhì)的分離測定有何影響？
高沸點樣品，大多分子量及分子體積較大，其在氣相中擴散速度相對較慢，而樣品中較低沸點組分擴散速度相對較快，建議采用小分流比；低沸點樣品，建議采用大分流比。
確定分流比的流程如下：
首先從分析樣品的性質(zhì)，如高沸點還是低沸點樣品，初步確定采用小的分流比，還是大的分流比。
確定分流比大小，最終還是要通過實驗優(yōu)化。以高沸點樣品為例，先在分流比相對較小的范圍設(shè)置，只改變分流比，其他色譜條件不變。取一標(biāo)準樣品，預(yù)設(shè)分流比，如20︰1、40︰1、60︰1、80:1、100︰1，進樣分析，重復(fù)幾次，以分流比為橫坐標(biāo)，不同分流比下測定的峰面積（或含量）的相對標(biāo)準偏差為縱坐標(biāo)，作圖。
當(dāng)分流歧視等的圖影響越大，峰面積（或含量）的相對標(biāo)準偏差越大，可先初選出相對標(biāo)準偏差較小的分流比范圍。然后，再在這個區(qū)間選幾個點，繼續(xù)實驗，由此類推，直至得到最佳分流比。
氣相色譜最重要的分離系統(tǒng)
如何進行氣相色譜柱分析條件的選擇？
（1）柱溫的選擇
柱溫是影響分析時間和分離度的重要因素。選擇柱溫的依據(jù)是樣品的沸點范圍，固定液的配比，允許使用溫度，以及檢測器的靈敏度。
（2）載氣的選擇
一般說來，痕量分析或毛細管色譜的載氣純化程度，要高于常規(guī)分析。特別是電子捕獲、熱導(dǎo)池檢測器，載氣純度直接影響靈敏度和穩(wěn)定性，一定要嚴格凈化。
（3）載氣的壓力和流速
載氣壓力對柱效率有直接的影響。如提高柱內(nèi)壓力，有助于提高柱效率。但只提高入口壓力，使流速加大且壓降太大時，反而會降低柱效率，因此也必須提高出口壓力。一般采用在柱后加裝適當(dāng)氣阻的方法來解決這一問題。
載氣流速主要影響分離效率和分析時間。為獲得高柱效，應(yīng)選用最佳流速，但所需分析時間較長。為縮短分析時間，一般選擇載氣速度要高于最佳流速，此時柱效雖稍有下降，卻節(jié)省了很多分析的時間。常用的載氣速度流速為20～80mL/min。
對于FID 或FPD 檢測器，氫氣和空氣的比例是影響分離度和靈敏度的重要因素，只有反復(fù)試驗，才能確定最適合的比例。對于填充柱色譜柱，載氣流入方向要盡量與色譜柱內(nèi)固定相裝填方向一致，以減小壓差，提高效率。
（4）進樣量的選擇
進樣量的多少直接影響譜帶的初始寬度。因此，只要檢測器的靈敏度足夠高，進樣量越少，越有利于得到良好的分離。一般情況下，柱越長，管徑越粗，組分的容量因子越大，則允許的進樣量越多。一般氣體進樣量在1～10mL，液體進樣量在0.5～10μL 之間，可取得較好的分析效果。此外，進樣速度要快，進樣時間要短，以減少縱向擴散，有利于提高柱效。
（5）汽化溫度的選擇
氣化溫度取決于樣品的揮發(fā)性、沸點范圍及進樣量等因素。氣化溫度選擇不當(dāng)，會使柱效下降。通常氣化室的溫度選擇為樣品沸點或高于沸點，以保證樣品能瞬間氣化；但不要超過沸點50℃以上，以防止樣品分解。
對于一般的氣相色譜分析，氣化溫度比柱溫高10～50℃即可。但對于某些高沸點組分或熱穩(wěn)定性差的組分，在其沸點左右分析會產(chǎn)生分解現(xiàn)象。此時應(yīng)采取的措施是減少進樣量，采用高靈敏度檢測器，氣化室溫度的選擇應(yīng)低于其沸點100～200℃。
在測定分析時發(fā)現(xiàn)分離度下降，應(yīng)如何處理？
（1）載氣流速設(shè)置不合理，可以通過降低載氣流速來提高分離度；
（2）柱溫設(shè)置不當(dāng)，降低柱溫，或改用程序升溫；
（3）色譜柱受污染，應(yīng)清洗柱子；
（4）減少進樣量，提高進樣技術(shù)；
（5）提高氣化室溫度；
（6）減少系統(tǒng)的死體積，主要是色譜柱要連接到位，毛細管色譜柱要分流，選擇合適的分流比。
檢測系統(tǒng)會出現(xiàn)哪些問題？
FID不能點火或使用過程中熄火的主要原因有哪些？
（1）檢測器是否積水。
如果檢測器積水，首先將檢測器的溫度設(shè)置到200℃，加大載氣流量吹掃；如果積水不嚴重，通常問題能夠解決；但當(dāng)檢測器位置出現(xiàn)嚴重積水時，則需要將檢測器拆卸，用乙醇或丙酮清洗烘干后再裝回色譜儀。
（2）檢測器污染也會導(dǎo)致點不著火。
（3）檢測器的氫氣和空氣的流量過小或配比不對也會導(dǎo)致點不著火。氫氣，空氣和載氣的比例有最優(yōu)配比，一般三者的比例應(yīng)接近或等于1∶10∶1。
（4）氣路是否漏氣或接錯氣瓶。首先檢查氣路是否接錯氣瓶，其次試漏，找出漏氣點，必要時可對氣路管線分段處理試漏。
（5）檢查載氣流量是否過大，載氣流速過大會吹滅火焰，
（6）觀察尾吹氣流量（MakeupFlow）設(shè)置，一般FID尾吹氣流量和載氣流量之和約為30-50mL/min，尾吹氣流量過大會吹滅火焰。
檢測器溫度設(shè)置過低或檢測器溫度未達到設(shè)定溫度時，都不易點火；等待檢測器溫度達到設(shè)定值，并且穩(wěn)定一段時間后再點火即可成功。
（7）如果是電子點火，必要時打開氫氣和空氣，用手工點火，觀察是否著火，如果確認著火而沒有信號輸出，檢查FID信號桿彈簧是否與收集極接觸緊密。確認連接緊密，仍然沒有信號，則可能是FID硬件故障。
采用TCD時如何消除水的干擾？
為了避免水分帶入TCD檢測器，應(yīng)在載氣或樣品進入色譜之前進行前處理，一般可采用一個吸收裝置對水分進行吸收。
對于吸收裝置中的水分吸收劑，要根據(jù)載氣和樣品的特性而定，載氣中的水分可采用氣體清潔的水分過濾器，去除水分，消除水分干擾。樣品中的水分用吸收劑，基本原則是吸收劑只吸收水分而不吸收載氣或待測樣品，如氨氣中水分的吸收通常是采用堿石灰。
采用TCD檢測器時，產(chǎn)生負峰的原因主要有哪些？
采用TCD檢測器進行樣品分析時，如果色譜峰出現(xiàn)負峰，先查閱一下色譜載氣與所測氣體的的導(dǎo)熱系數(shù)，如果樣品導(dǎo)熱系數(shù)大于載氣導(dǎo)熱系數(shù)，色譜峰就會呈現(xiàn)為負峰。這時需要做的是按照色譜說明書上的說明將TCD檢測器的極性更換一下即可。
如果所測多組分樣品時色譜峰有正峰也有負峰，這是因為所測多組分中，部分物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)大于色譜載氣的導(dǎo)熱系數(shù)，部分組分的導(dǎo)熱系數(shù)小于色譜載氣的導(dǎo)熱系數(shù)，這時如果更換TCD檢測器的極性的話，原來的負峰變?yōu)檎?，原來的正峰變?yōu)榱素摲澹€是不能徹底解決問題。如果出現(xiàn)這種情況，并且確實需要對樣品的全組分進行定量分析的話，就選擇色譜工作站上數(shù)據(jù)處理中的“負峰處理”即可。
如何清洗FPD的噴嘴？
在日常工作中，要經(jīng)常地維護FPD檢測器噴嘴，必需把檢測器部件從儀器上卸下來，之后進行適當(dāng)?shù)木S護和清洗。
（1）噴嘴的拆卸
FPD檢測器的安裝和拆卸必須在關(guān)機狀態(tài)下操作進行，否則會損壞光電倍增管！
a.把氣相色譜儀的電源關(guān)閉并切斷總電源，卸下檢測器蓋。
b.等加熱區(qū)冷卻到安全的溫度，從檢測器部件上卸下光電倍增管組件，并把濾光片也取下來，放到一個安全的地方。注意：在拿開光電倍增管套之前一定要把靜電計關(guān)閉，以免損壞光電倍增管。一定要保持光電倍增管套開口端盡可能地加蓋，以免光線進入并損壞光電倍增管。
c.如有排氣管，需卸下排氣管。把金屬板蓋拿開，小心松開固定螺絲，用兩把扳手在噴嘴組件底部把鍛模連接頭從轉(zhuǎn)移管上卸下來，然后從轉(zhuǎn)移管上小心地把火焰噴嘴組件拿下來。
注意：不要把熔融石英襯管弄壞，不要把任何管線、點火導(dǎo)線、或加熱器和傳感器卸開。
（2）噴嘴的清洗
取下并檢查噴嘴，也可檢查并清洗火花塞，并檢查清洗石英窗，注意噴嘴在檢測器塊還熱的時候較容易卸下?？墒褂脡嚎s空氣或氮氣從噴嘴和檢測器部件中吹出松動的顆粒。使用適當(dāng)?shù)募氠樆蛩⒆訖z查和清理噴嘴孔中的沉積物，當(dāng)發(fā)現(xiàn)噴嘴有任何損壞均需進行更換，當(dāng)條件許可時可直接更換噴嘴。燃燒室積鹽嚴重，可以用水和異丙醇等清洗。發(fā)射極可取出放入干凈的水中超聲清洗5分鐘，再用甲醇沖洗，放在干凈處吹干。
（3）噴嘴的安裝
把檢測器部件重新安裝好，并把此部件裝到氣相色譜儀上，用新的密封墊裝在檢測器和轉(zhuǎn)移管上。在檢測器部件上重新安裝光電倍增管，把各種氣體和電源連接好。注意在重新安裝檢測器時注意襯管不要劃傷或裝歪，應(yīng)使用新的密封圈。
氣相色譜的信號記錄系統(tǒng)
恒溫程序時，基線單方向漂移，是什么原因？
（1）基線向上漂移。
首先，檢查檢測器溫度是否達到設(shè)定溫度并穩(wěn)定2h以上，檢測器溫度應(yīng)比色譜柱使用溫度稍高些；
其次，檢查進樣口是否受污染，如果襯管內(nèi)有污染物積存，色譜峰會出現(xiàn)峰拖尾、峰分裂、鬼峰，因此一定要保持襯管干凈，注意及時清洗和更換；
第三，恒溫分析時，首先應(yīng)檢查柱溫箱溫度是否穩(wěn)定在原分析操作所要求的設(shè)定值上，必要時要檢查柱溫箱溫度的穩(wěn)定性，如設(shè)定值及實際柱溫與原分析條件有偏差，應(yīng)以原分析條件為準；如果柱溫箱溫度在運行中有突然跳動，應(yīng)進行溫度控制故障檢查與排除；
第四，檢查色譜柱，色譜峰形有否拖尾，如拖尾則應(yīng)減少進樣量或稀釋樣品濃度，以免色譜柱過載。如減少進樣量后保留值重復(fù)性提高，則說明原柱固定相有少量流失或充填欠佳；此時老化色譜柱還仍能使用。如果上述方法也無效，則說明色譜柱已發(fā)生損壞，必須更換新柱子；
第五，檢查檢測器，如果檢測器溫度已達到設(shè)定溫度，并穩(wěn)定2h以上，就要通入高純載氣長時間（24h~120h）高溫烘烤，觀察基線是否平穩(wěn)，如果不行，可斷定檢測器受污染，應(yīng)進行清洗。
（2）基線向下漂移。
首先，檢查進樣口隔墊是否漏氣，若漏氣應(yīng)更換隔墊；
其次，檢查氣體系統(tǒng)，如果漏氣嚴重，配備EPC系統(tǒng)（電子流量控制）的氣相會有警示信息，用檢漏液在管路各接頭處逐個測試，如有氣泡出現(xiàn)，說明該管路接頭處存在泄露，應(yīng)擰緊，或更換螺帽或石墨壓環(huán)；
第三，若系統(tǒng)不漏氣，但基線仍向下漂移，應(yīng)檢查工作站信號輸出線是否正常，檢測器輸出信號線與色譜工作站采集器的輸入端連接是否正常，工作站信號輸出線與計算機USB（或COM）接口是否連接正常；
第四，若用熱導(dǎo)池檢測器，應(yīng)檢查電源是否不足或熱敏元件損壞。
什么原因會造成氣相色譜出峰后基線降到原點以下？
針對樣品分析時，色譜出峰后基線降到原點以下的情況。
首先，查看檢測器是否滅火，如果滅火，需要重新點火來恢復(fù)正常；
其次，用流量計測試載氣是否漏氣，并消除泄露點，測試載氣流量是否符合規(guī)定，載氣流量過高也會引起基線降到基線以下；
第三，樣品量是否過大，過大儀器保護也會引起滅火，應(yīng)減少進樣量；
如果通過以上方案，問題還沒有排除，則應(yīng)檢查噴嘴是否堵塞或污染，清洗噴嘴；檢查檢測器是否受污染，清洗檢測器。
什么原因會引起樣品進樣后不出峰？
樣品進樣后色譜不出峰，首先，檢查樣品瓶中是否有足夠的樣品液以保證進樣針能吸取到樣品；
其次，取下進樣針，檢查是否漏氣或堵塞，必要時清洗或更換進樣針；如果以上兩項都正常，檢查進樣口溫度，若溫度太低，樣品不能氣化，也不會出峰；再檢查色譜柱溫度，柱溫太低，樣品會在柱中冷凝，亦無法出峰；
以上檢查正常后，若是FID，先檢查FID火焰是否點燃？放一片玻璃在FID出口，有水冷凝，說明檢測器正常；然后查看記錄儀或檢測器的衰減值，是否因衰減值太低引起不出峰；如果衰減值正常，就需要關(guān)閉儀器，檢查色譜柱是否與進樣口和檢測器兩端連接，連接尺寸是否符合要求；斷開色譜柱與檢測器端的連接，用流量計測流量和尾端氣體流出情況，查看有無堵塞；色譜柱與進樣口和檢測器兩端連接后，用檢漏液測試有無漏氣等。
什么原因會造成進樣后出現(xiàn)負峰？
當(dāng)進樣后出現(xiàn)負峰時，首先檢查是否載氣不純造成的，當(dāng)樣品中的物質(zhì)含量比載氣低時便會有負峰，此時更換更純凈的載氣或載氣凈化系統(tǒng)就可以解決；其次檢查記錄儀輸入線是否接反，倒相開關(guān)位置有無改變；在雙柱系統(tǒng)中，進樣時是否進錯色譜柱；TCD的話，查看樣品導(dǎo)熱系數(shù)是否大于載氣導(dǎo)熱系數(shù)，如使用氮氣作載氣而引起負峰，可使用氫氣作載氣，再檢查TCD電源是否接反。
質(zhì)譜之家
實驗室建設(shè)之家
