氣相(xiang)色(se)譜儀原(yuan)理、結構及操(cao)作    

1、基(ji)本原理   氣相色(se)譜(pu)（GC）是(shi)一(yi)(yi)種分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離技術。實際工作(zuo)中(zhong)要(yao)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析的(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)往往是(shi)復雜基(ji)體中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)混(hun)合物(wu)，對含有(you)(you)未知組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)樣(yang)(yang)品(pin)，首(shou)先必須將(jiang)其分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離，然后(hou)(hou)才能對有(you)(you)關組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)進行進一(yi)(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析。混(hun)合物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離是(shi)基(ji)于(yu)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)差異，GC主要(yao)是(shi)利用物(wu)質的(de)(de)(de)(de)(de)沸點(dian)、極(ji)性(xing)(xing)及吸(xi)附性(xing)(xing)質的(de)(de)(de)(de)(de)差異來(lai)實現混(hun)合物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離。待分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析樣(yang)(yang)品(pin)在(zai)(zai)(zai)汽(qi)化(hua)室汽(qi)化(hua)后(hou)(hou)被惰性(xing)(xing)氣體（即載(zai)氣，一(yi)(yi)般是(shi)N2、He等）帶入色(se)譜(pu)柱，柱內含有(you)(you)液體或固體固定相，由于(yu)樣(yang)(yang)品(pin)中(zhong)各組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)沸點(dian)、極(ji)性(xing)(xing)或吸(xi)附性(xing)(xing)能不同(tong)，每種組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)都傾(qing)向于(yu)在(zai)(zai)(zai)流動相和固定相之(zhi)間形成(cheng)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)或吸(xi)附平(ping)衡(heng)。但由于(yu)載(zai)氣是(shi)流動的(de)(de)(de)(de)(de)，這種平(ping)衡(heng)實際上(shang)很難建立起來(lai)，也正是(shi)由于(yu)載(zai)氣的(de)(de)(de)(de)(de)流動，使樣(yang)(yang)品(pin)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)在(zai)(zai)(zai)運(yun)動中(zhong)進行反復多(duo)次(ci)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)或吸(xi)附/解附，結果在(zai)(zai)(zai)載(zai)氣中(zhong)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)濃(nong)度(du)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)先流出(chu)色(se)譜(pu)柱，而(er)在(zai)(zai)(zai)固定相中(zhong)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)配(pei)濃(nong)度(du)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)后(hou)(hou)流出(chu)。當組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)流出(chu)色(se)譜(pu)柱后(hou)(hou)，立即進入檢測(ce)器，檢測(ce)器能夠將(jiang)樣(yang)(yang)品(pin)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)與(yu)否(fou)轉變為(wei)電(dian)信(xin)(xin)號，而(er)電(dian)信(xin)(xin)號的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)與(yu)被測(ce)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)量或濃(nong)度(du)成(cheng)比例，當將(jiang)這些信(xin)(xin)號放大(da)并記錄(lu)(lu)下來(lai)時，就是(shi)如圖(tu)(tu)2所示的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)譜(pu)圖(tu)(tu)（假設樣(yang)(yang)品(pin)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離出(chu)三個組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)），它(ta)包含了色(se)譜(pu)的(de)(de)(de)(de)(de)全(quan)部原始信(xin)(xin)息。在(zai)(zai)(zai)沒有(you)(you)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)流出(chu)時，色(se)譜(pu)圖(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)記錄(lu)(lu)是(shi)檢測(ce)器的(de)(de)(de)(de)(de)本底信(xin)(xin)號，即色(se)譜(pu)圖(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)線。  

2、氣相色譜結構及維護  

2.1 進(jin)樣隔(ge)墊(dian)(dian)   進(jin)樣隔(ge)墊(dian)(dian)一般為硅橡膠(jiao)材料(liao)制(zhi)成(cheng)(cheng)，一般可分(fen)普(pu)(pu)通型(xing)(xing)、型(xing)(xing)和(he)高(gao)溫(wen)型(xing)(xing)三種，普(pu)(pu)通型(xing)(xing)為米黃(huang)色(se)，不耐(nai)高(gao)溫(wen)，一般在200℃以下使(shi)用(yong)(yong)(yong)；型(xing)(xing)可耐(nai)溫(wen)到300℃；高(gao)溫(wen)型(xing)(xing)為綠色(se)，使(shi)用(yong)(yong)(yong)溫(wen)度可高(gao)于350℃，至色(se)譜(pu)柱zui高(gao)使(shi)用(yong)(yong)(yong)溫(wen)度的(de)(de)400℃。正因為進(jin)樣隔(ge)墊(dian)(dian)多為硅橡膠(jiao)材料(liao)制(zhi)成(cheng)(cheng)，其(qi)中不可避免地含(han)有一些殘留(liu)溶劑(ji)(ji)和(he)/或低分(fen)子齊聚物，另外由于汽(qi)化(hua)室(shi)高(gao)溫(wen)的(de)(de)影(ying)響，硅橡膠(jiao)會發生(sheng)部(bu)分(fen)降解(jie)，這些殘留(liu)的(de)(de)溶劑(ji)(ji)和(he)降解(jie)產物如(ru)果進(jin)入色(se)譜(pu)柱，就可能出現“鬼峰(feng)"（即不是樣品本身(shen)的(de)(de)峰(feng)），從而影(ying)響分(fen)析。解(jie)決的(de)(de)辦法有：一是進(jin)行(xing)“隔(ge)墊(dian)(dian)吹掃"，二是更換進(jin)樣隔(ge)墊(dian)(dian)。 

一般更換進樣隔墊的周期(qi)以下面三個(ge)條件為準：

（1）出(chu)現(xian)“鬼峰"；

（2）保留時間(jian)和峰面積(ji)重現(xian)性差；

（3）手動(dong)進(jin)(jin)樣次(ci)(ci)數70次(ci)(ci)，或自動(dong)進(jin)(jin)樣次(ci)(ci)數50次(ci)(ci)以后。  

2.2 玻(bo)璃(li)(li)(li)襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)   氣相色譜(pu)的襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)多為玻(bo)璃(li)(li)(li)或石(shi)英(ying)材料制成(cheng)，主要(yao)分(fen)(fen)(fen)成(cheng)分(fen)(fen)(fen)流襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、不分(fen)(fen)(fen)流襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)、填(tian)充柱(zhu)玻(bo)璃(li)(li)(li)襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)三種類型。襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)能起到(dao)保(bao)護色譜(pu)柱(zhu)的作用(yong)，在(zai)分(fen)(fen)(fen)流/不分(fen)(fen)(fen)流進(jin)樣時(shi)，不揮發的樣品(pin)組分(fen)(fen)(fen)會(hui)(hui)滯留在(zai)襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)中而(er)不進(jin)入色譜(pu)柱(zhu)。如(ru)果這些污(wu)染物在(zai)襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)內積存一定量(liang)后，就會(hui)(hui)對分(fen)(fen)(fen)析產生直接影響。比(bi)如(ru)，它會(hui)(hui)吸附極(ji)性樣品(pin)組分(fen)(fen)(fen)而(er)造成(cheng)峰拖尾(wei)，甚至(zhi)峰分(fen)(fen)(fen)裂，還會(hui)(hui)出現“鬼峰"，因此一定要(yao)保(bao)持襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)干凈，注意及時(shi)清(qing)洗和(he)更換。   玻(bo)璃(li)(li)(li)襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)清(qing)洗的原則(ze)和(he)方法 當以下現象：（1）出現“鬼峰"；（2）保(bao)留時(shi)間和(he)峰面積重現性差(cha)出現時(shi)，應考(kao)慮對襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)進(jin)行清(qing)洗。清(qing)洗的方法和(he)步驟如(ru)下：（1）拆下玻(bo)璃(li)(li)(li)襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)；（2）取出石(shi)英(ying)玻(bo)璃(li)(li)(li)棉(mian)；（3）用(yong)浸(jin)過(guo)溶劑（比(bi)如(ru)丙酮）的紗布清(qing)洗襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)內壁。 玻(bo)璃(li)(li)(li)襯(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)(chen)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)更換時(shi)要(yao)注意玻(bo)璃(li)(li)(li)棉(mian)的裝(zhuang)填(tian)：裝(zhuang)填(tian)量(liang)3～6mg，高度5～10mm。要(yao)求填(tian)充均勻、平整(zheng)。 

2.3 氣體過濾器(qi)   

    變(bian)色硅膠(jiao)可(ke)根據顏色變(bian)化來判斷其性能，但分子篩等吸附有機物的過濾器(qi)就不能用肉眼判斷了，所以必(bi)須定期更換(huan)，一般3個(ge)月更換(huan)或再生(sheng)一次。   由于分流氣路中的分子篩過濾器(qi)飽和或受污嚴(yan)重，就會出(chu)現基(ji)線漂移大的現象，這個(ge)時候就必(bi)須更換(huan)或再生(sheng)過濾器(qi)了。

再生的方(fang)法是：

（1）卸下過濾器(qi)，反方向連接于(yu)原色譜柱位(wei)置(zhi)。

（2）（2）再生條件：載氣流(liu)速(su)40～50ml/min，溫度340℃，時間(jian)5h。  

2.4 檢測器   

     如果(guo)說色(se)譜(pu)柱(zhu)是色(se)譜(pu)分離(li)(li)的心臟，那么，檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)就是色(se)譜(pu)儀的眼睛。無論色(se)譜(pu)分離(li)(li)的效果(guo)多么好，若(ruo)沒有好的檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)就會“看(kan)"不出分離(li)(li)效果(guo)。因此，高靈敏度、高選擇性的檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)一(yi)直是色(se)譜(pu)儀發展的關鍵技(ji)術(shu)。目前，GC所使(shi)用的檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)有多種，其(qi)中常(chang)用的檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)主要有火焰離(li)(li)子化檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)（FID）、火焰熱(re)離(li)(li)子檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)（FTD）、火焰光度檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)（FPD）、熱(re)導(dao)檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)（TCD）、電子俘獲檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)（ECD）等。下面對檢(jian)(jian)測(ce)器(qi)的日常(chang)維護作簡單討論：  

2.4.1火焰離(li)子化檢(jian)測器(qi)（FID）   

（1） FID雖然是(shi)準(zhun)通用(yong)型檢(jian)測器，但有些物質(zhi)在檢(jian)測器上的(de)響應值很(hen)小或無響應，這些物質(zhi)包(bao)括*氣體(ti)、鹵(lu)代(dai)硅烷、H2O、NH3、CO、CO2、CS2、CCl4，等等。所以檢(jian)測這些物質(zhi)時不應使用(yong)FID。   

（2）FID的(de)靈敏(min)度與氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)、空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)、氮氣(qi)(qi)(qi)的(de)比(bi)例(li)有直接關系，因此要(yao)注意優(you)化(hua)，一(yi)般(ban)三者(zhe)的(de)比(bi)例(li)應(ying)FID是用氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)在空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)燃(ran)燒所(suo)產生的(de)火(huo)焰使被測物(wu)質(zhi)離(li)子(zi)化(hua)的(de)，故應(ying)注意安全(quan)問題。在未(wei)接上色譜柱時(shi)(shi)，不要(yao)打(da)開(kai)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)閥(fa)門(men)，以免氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)進入柱箱(xiang)。測定(ding)流(liu)量時(shi)(shi)，一(yi)定(ding)不能讓氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)和空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)混(hun)合，即測氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)時(shi)(shi)，要(yao)關閉空(kong)(kong)氣(qi)(qi)(qi)，反(fan)之亦然(ran)。無論什(shen)么原因導致(zhi)火(huo)焰熄(xi)滅(mie)時(shi)(shi)，應(ying)盡量關閉氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)閥(fa)門(men)，直到排(pai)除了故障重新點火(huo)時(shi)(shi)，再打(da)開(kai)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)閥(fa)門(men)。   

（3）為(wei)防止檢(jian)測器被污染(ran)，檢(jian)測器溫(wen)度設置不應(ying)低于色(se)譜柱實際工作(zuo)的(de)zui高溫(wen)度。檢(jian)測器被污染(ran)的(de)影響輕則靈敏度明顯下(xia)降或(huo)噪(zao)音(yin)增大(da)，重則點不著火。消除污染(ran)的(de)辦法(fa)是(shi)對噴嘴和(he)氣路管道(dao)的(de)清洗(xi)。具體(ti)方法(fa)是(shi)：斷開色(se)譜柱，拔出信號(hao)收集極；用(yong)一細鋼絲(si)插入噴嘴進行(xing)疏通，并(bing)用(yong)丙酮、乙醇等溶劑(ji)浸(jin)泡。  

2.4.2 火焰熱離子檢測器（FTD）  FTD使用(yong)注意事項：   

（1） 銣(ru)珠(zhu)：避免樣品中帶水，使用壽(shou)命大約600～700h；   

（2） 載氣：N2或(huo)He，要求純度99.999%。一般He的靈敏(min)度高；  

（3） 空(kong)氣：是選鋼瓶(ping)空(kong)氣，無油；  

（4） 氫氣(qi)：要求純度99.999%。  ;另外需要注意的(de)是(shi)使用FTD時，不能使用含氰基固(gu)定液的(de)色譜柱，比如OV-1701。  

2.4.3火(huo)焰(yan)光度檢測器（FPD）  FPD使用(yong)注意事項：   

（1） FPD也是使用氫火(huo)焰，故安全問(wen)題與FID相同；  

（2） 頂部溫度(du)開關常開（250℃）；   （

（3） FPD的氫(qing)氣、空氣和尾(wei)吹氣流量與FID不同，一(yi)般氫(qing)氣為(wei)60～80ml/min，空氣為(wei) 100～120ml/min，而尾(wei)吹氣和柱流量之(zhi)和為(wei)20～25ml/min。分析強吸附(fu)性(xing)樣(yang)品如農藥等，中部溫度應(ying)高于底部溫度約20℃；  

（4）更換濾光片(pian)或點(dian)火時，應(ying)先(xian)關閉光電(dian)倍增管電(dian)源；   

（5） 火焰檢(jian)測(ce)器(qi)，包括FID、FPD，必須在溫度(du)升高(gao)后(hou)再(zai)點火；關閉時，應先熄火再(zai)降溫。