热导气相色谱仪使用的几点注意事项

　　　　摘要：根据省市果蔬保鲜重点实验室使用TCD气相色谱仪的经验，提出教学与科研过程中，TCD的日常使用注意事项、色谱柱 的老化和再生以及注射进垫的使用注意事项。 关键词：TCD 色谱柱注射进垫
　　　　气相色谱分析是一种效能高、选择性 好、灵敏度高、检出限低、分析速度快、样品 用量少、应用广泛的分析方法。它能用于气 体试样的分析，也能用于易挥发或可转化 为易挥发的液体或固体的分析；不仅可分 析有机物，也可分析部分无机物。一般地 说，只要沸点在500°C以下、热稳定性良好、 相对分子质量在400以下的物质，原则上都 可采用气相色谱法进行分析。因此，气相色 谱仪在目前高校的教学与科研中的使用也 越来越普遍。华南农业大学目前已有固定 资产记录的气相色谱仪已达23台，其中园 艺学院有4台，部分教研室目前还在采购 中。
　　使用TCD应注意的几个问题
　　气相色谱仪主要由气路系统、进样系 统、色谱柱、检测器、信号放大处理系统和 记录仪等部分组成。稳定的载气，将汽化的 样品由汽化室送入色谱柱，在色谱柱中不 同组分得到分离后，从色谱柱中流出，经过 检测器，被分开的组分就形成一个一个的 色谱峰记录在记录仪上。其中检测器是检 测组分的重要器件。检测器一般由传感器 与检测电路组成。传感器利用被测物质的 各种物理化学性质与载气的差异，检测出 被测物质的存在及其量值。检测电路则是 把传感器产生的信号转变成电信号的装 置。TCD,即热导检测器，是利用被测组分 与载气热导率不同而响应的浓度型检测 器，由载气的导热系数与组分的导热系数 相差越大，灵敏度越高，一般要求以导热系 数大的氢气或氦气作载气。
　　本实验室采用纯度高达99.999%的氦 气做载气，在TCD使用过程中要求注意以
　　下几点。
　　每次启动前，通载气10min~15min 后才能加电流启动TCD,以防止气路中残 留的氧的影响。
　　当检测器达到所需温度，并稳定后， 才能加电流，防止烧坏热丝。
　　工作结束时应先关桥电流，并进行降 温，待检测器温度降到100C以下时才能关闭 载气，防止高温下氧气渗入，氧化电热丝。
　　更换进样垫或色谱柱前，一定要先 关桥流，降温后再操作。
　　没有充分老化的色谱柱以及长时间 老化中的色谱柱不要直接连接检测器。
　　在日常使用过程中，可能出现在其 他条件都稳定的情况下，基线长时间以上 不能稳定的现象，这时可能是检测器潮湿 或者受污染导致的，可将检测器温度设置 在200C左右加热一段时间。
　　桥流值的选择：本实验室该气相色 谱仪由于使用的频率比较高，使用时间也 已达5年之久，因此出现了对印2的测定达 不到以前的低限问题。我们使用高纯He做 载气，在zui高灵敏度下，在经过一系列措 施，如对柱子进行除杂再生等，仍不能恢复 到原来的检测下限，因此采取通过提高桥 流来提高灵敏度，从而达到恢复CO2的测定 下限的目的。但是桥流的增加除提高灵敏 度外，没有其他好处，同时可能引起以下问 题：高桥流时，检测器对空气进入气路、不 适当的柱流失等更加敏感；基线噪声、漂移 通常和桥流值成正比；桥流波动，定量误差 也波动；过大的电流，热丝容易氧化烧坏。 桥流的zui大值要根据使用热丝的材料、池 体温度和载气种类来做适当的选择。在操 作中，只要能满足灵敏度要求，选择较低的 桥流对各方面都有利，同时能获得更好的 信噪比。
　　色谱柱的老化和再生及应注意的问题
　　色谱柱的老化，是指在较低的载气流 速下，将色谱柱温度设置高于样品检测温 度，低于色谱柱固定液zui高使用温度进行 “烧柱子”。新色谱柱残留有有机溶剂或其 他沸点低的杂质，不经老化就用于分析，很 可能会污染检测器；新的填充柱经老化后， 一方面能除去对分析不利的杂质，另一方 面能促进固定液均匀、牢固地分布在载体 上，提高柱的分离效能，提高稳定性。
　　色谱柱的再生：色谱柱使用一段时间 后，会滞留一些高沸点的组分、氧化物或其 他污染物等, 柱效降低, 如该机子在使用过 程中可能出现：样品峰形展宽，保留时间发 生了明显变化；峰拖尾或者出现双峰现象； 基线漂移等现象。这时，则需要用老化柱子 的方法，通过高温除去污染物，恢复柱效。 使用过的填充柱，如果有超过3个月甚至1 个月没有使用，则可能受污染，需老化后才 能使用。
　　本实验室采用的色谱柱为填充柱，色 谱柱老化时应注意以下几点。
　　新柱子老化以及旧柱子长时间老化 时，色谱柱不得与检测器连接；短时间老化 除杂时，检测器温度一定要比柱温至少高 10C,以防止检测器受污染。长时间老化 时，采用程序升温的方法，填充柱一般 升温速率为10C/min。
　　老化时载气流量不得太大（一般为 30mL/min左右），否则可能将填充柱的固定 液从一头压到另一头，容易造成柱效下降、 峰拖尾。
　　老化的zui高温度不得超过色谱柱允 许使用的zui高温度（可从色谱柱信息牌上 获得），至少比色谱柱允许使用的zui高 温度低10C。
　　老化的温度越低越好，原则上比分 析样品所用的温度高25C即可。
　　老化时间从几个小时到数天不等。 柱子再生的老化可能需要十几个小时，有 些新柱子的老化可能要3天以上。为了解老 化效果是否达到要求, 可将柱子降到室温 后，接入检测器，在分析条件下观察基线， 若能获得平稳的基线即可。过分老化可能 导致固定液流失尽，柱子失去分离作用。本 实验室所测样品为气体，每次使用前后可 进行十几分钟的老化进行除杂，这样可降 低色谱柱被污染的几率。
　　进样隔垫使用注意事项
　　进样隔垫的作用是保证气路系统中， 进样口处于密封状态，无论进样与否，防止漏气，避免外部气体渗入。本实验室该气相 色谱仪目前只用于气体样品的分析，一般 用注射针进样，对进样隔垫的使用应注意 以下几点。
　　要选择质量合格的隔垫，要达到耐 高温的要求，否则进样垫可能在很低的温 度下则变质流失或变形。我们目前采用的 隔样垫要求能耐400°C以上高温。
　　选用尽可能低的进样口温度。进样 口温度越高，隔垫的寿命越短，因此，在实 际操作时，进样口温度能满足要求即可，不 能盲目地把温度升高。
　　选用的注射针要针尖锋利、无倒刺。 针尖的质量对隔垫使用的穿刺次数影响zui 大，采用质量差的注射针进样，一方面会大 大降低隔垫的使用次数，另一方面会造成 进样量的损失，因此，要求使用质量较好的 注射针进样。
　　隔垫的更换：隔垫使用一定次数后 要进行更换。当出现以下现象时，则可能是 隔垫漏气，需要进行更换；进样后，出现色 谱峰后，基线上移或下移；保留时间发生了 变化。更换隔垫前应先关闭TCD电流，并将 进样口温度、炉温和检测器进行降温，待进样 口和炉温降至室温,检测器温度降至100C以 下时，方可进行操作；更换隔垫时应使用镊 子，避免用手直接接触；要防止碎渣进入色 谱柱，引起峰拖尾。更换新隔垫时，进样口 垫帽螺母不要拧得太紧，一般拧紧后应往倒拧1/4至半圈，或根据柱前压大小适当 调节松紧，以保证拔针不漏气为准。否则， 一方面隔垫很难穿刺，不好进样，另一方面 会大大降低隔垫使用寿命。扎针一定次数 后，再将螺母拧紧。
　　其他问题及其解决办法：
　　该仪器在使用过程中还可能出现以下 情况。
　　进样后不出峰。解决办法：检查色谱 柱是否与检测器相连；是否加载TCD电流。 该问题基本是由于学生粗心大意造成的， 一方面对仪器及其工作原理不熟悉，另一 方面急于做实验，未了解仪器状况即进样。
　　进样后峰重叠。解决办法：对色谱柱 进行再生；降低载气流速，减少进样量，降 低柱温。
　　拖尾。解决办法：清洁进样口；对色 谱柱进行再生；提高分析温度。
　　出现平。解决办法：减少进样 量；提高柱温；降低载气流速。