气相色谱常见问题简答指南
许多气相色谱实验中碰到的问题通过日常维护一般都可以避免,例如,定期更换隔垫,保持进样器和检测器的整洁以及维护良好会解决很多问题。本文列出了许多气相色谱的常见故障以及解决的办法或建议。当你解决了一个故障后,请记录下来,以帮助解决未来的问题,成为您实验室日常维护工作中的一部分。当然也可以咨询我们更快速准确的明确色谱问题。
一、基线问题
基线上各种异常可以归为下述几类:漂移,噪音,基线位置突然改变,毛刺,低频率噪音。
基线向下漂移 |
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可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
新色谱柱刚安装在仪器上,基线可能连续向下漂移几分钟,这是正常现象 | 提高柱温箱温度至色谱柱最高连续使用温度附近,如果新色谱柱在初次使用中,基线连续10min中没有下降的趋势,应该立即冷却色谱柱并检查气路有无泄露。 |
检测器未达到平衡 | 延长检测器平衡时间 |
检测器或者GC系统中其他部分沉积污染物被高温“烘烤”出对基线的干扰 | 清理系统中的污染物 |
基线向上漂移 |
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可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
色谱柱固定相被破坏 | 取决于被破坏的原因,可能是因为不洁净的载气和过高的使用温度,更换新的色谱柱 |
载气流速不稳定 | 清洗或者更换气路中的压力和流量调节阀,调整载气压力 |
噪音
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
毛细管色谱柱末端插入FID、NPD或者FPD检测器的火焰区过深 | 重新安装色谱柱,确保色谱柱插入插入检测器至正确的温度 |
使用ECD或TCD检测器时,气体泄露可引发基线噪音 | 检查、维修气路 |
使用FID,NPD或者FPD检测器时燃气选择不当或者流速设置不当,引起基线噪音 | 使用干燥洁净的高等级燃气,调整燃气流速 |
进样口被污染 | 清洁进样口,更换进样隔垫,更换衬管中的玻璃纤维和硅烷化玻璃珠 |
毛细管色谱柱被污染 | 高温烘焙色谱柱 切除色谱柱首端10cm 使用溶剂清洗色谱柱 更换色谱柱 |
检测器发生故障 | 维修或者更换检测器配件 |
检测器电路发生故障 | 及时联系生产商或者专业维修机构 |
Offset(基线位置突然改变)
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
电压波动 | 观察线路电压与基线Offset之间的变化关系。建议安装电源稳压器 |
电器接口处连接不好 | 检查电路接口处,清理接口处的污染物和锈斑,重新将松动的接口拧紧 |
进样口被污染 | 清洁进样口,更换进样隔垫。更换衬管中的玻璃纤维和硅烷化玻璃珠 |
毛细管色谱柱被污染 | 高温烘焙色谱柱 切除色谱柱首端10cm 使用溶剂清洗色谱柱 更换色谱柱 |
毛细管色谱柱末端被插入FID,NPD或者FPD检测器的火焰过区过深 | 重新安装色谱柱,确保色谱柱插入检测器正确的深度 |
检测器被污染 | 清理检测器 |
毛刺
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
电磁干扰通过电源线或者仪器外壳形成对基线的影响 | 一般这种干扰很强有周期性,很多情况是来自附近其他的电子设备,关闭或移动这些设备,在必要的情况下增加稳压电源,可以消除电流变化引起的干扰 |
颗粒污染进入检测器 | 清洁检测器,清楚颗粒杂质来源。注意:洁净的H2燃烧时,火焰无色,有机物污染时,H2燃烧的颜色为黄色 |
气路密封松动,气压升高,气体从松动处泄露,压力开始下降到密封可以再次密封。如此压力周期性变化,引起基线规律性毛刺出峰 | 拧紧松动的密封 |
检测器内部电路接口或输出输入信号,接口松动、积尘或者被腐蚀 | 检查接口、清洁接口并拧紧松动部分,更换腐蚀严重的火焰检测器部件 |
Wander(低频率噪音)
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
例如温度、电压等环境条件的波动,会引起基线的wander | 找到环境因素的变化与基线wander间的关系,然后稳定该因素 |
温度控制偏移,检查变化是否与基线位置变化相关 | 测量检测器的温度。如正在使用TCD检测器,检查一遍检测器 |
使用恒温条件时的基线wander,那么载气中可能含有杂质 | 更换载气气源或者气体净化器 |
进样口被污染 | 清洁进样口,更换进样隔垫。更换衬管中的玻璃纤维或硅烷化玻璃珠 |
色谱柱被污染 | 高温烘焙色谱柱 切除色谱柱首端10cm 使用溶剂清洗色谱柱 更换色谱柱 |
气体流速控制失灵 | 清洗或者更换气体流速调节阀 |
二、峰型问题
峰型问题有下列几种常见现象:
~所有组分峰变小 ~分离度减小 ~平头峰 ~对样品的检测灵敏度下降 ~峰伸舌 ~峰分叉
~鬼峰 ~峰拖尾 ~峰高或者峰面积不重复 ~溶剂峰被拉宽 ~负峰 ~柱性能快速下降
~保留时间漂移 ~无峰
所有组分峰变小
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
进样后样品渗漏,例如隔垫失效引起渗漏或者载气流泄漏。严重泄漏会产生很差的峰形 | 判断渗漏点井且进行维修,调节载气流。 |
吹扫气体流速过高或者进样分流比过大 | 调整气体流速和分流比。 |
分析大分子量或者低挥发样品时,样品的气化温度或者柱温低 | 提高样品气化温度或者柱温。使用升温程序时特别要注意色谱柱标示的最高使用温度。 |
NPD检测器中铷盐表面被二氧化硅覆盖这层涂覆物-般来源于色谱柱中硅树脂的流失,或者衍生过程中硅烷化试剂的残留 | 更换铷盐,尽量避免硅化物进人检测器中。铷盐表面的硅化物熔球一般只有6个月的寿命。 |
NPD检测器的使用温度过高、在没有洁净气流下加热或者储存时受潮,都会造成铷盐的流失,直接影响检测器对样品的分析 | 更换铷盐;当气流受阻或者被切断时 立即关闭NPD检测器。避免过高的使用温度。暂时停止使用NPD检测器时,以在150°C的温度下保持对检测器的加热状态仪器长期停止使用时,使用干燥剂保存。 |
采用不分流进样模式时,分流阀截止时间过短或者色谱柱初始温度过高都会阻碍样品的聚集,而影响检测的结果 | 增加进样过程中分流阀的截止时间 降低色谱柱的初始温度或者使用低挥发性溶剂,使用初始柱温低于溶剂的沸点。 |
检测器与样品不匹配 | 选择对样品有充分响应的检测器。 |
输出信号幅度不足 | 检测输出信号水平。 |
样品的挥发 | 检查样品的浓度与稳定性。 |
平头峰
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
检测器过载,形成馒头峰,甚至平头峰,检测器输出信号溢出 | 减少样品进样量或者稀释样品 减少进样量或者对检测器的输出信号进行衰减 |
峰伸舌
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
色谱柱过载 | 减少样品进样体积(有时需要相应的提高仪仪器的灵敏度),也可以选用大容量的色谱柱进行分析,大内径或者厚膜柱有较大的样品容量,但是分离能力可能会下降。 |
鬼峰-指在谱图中出现的不明组分峰(例如空白实验中的不明峰。)
可能的起因 | 建议采取的措施 |
以前分析的样品在进样口及色谱柱中形成残留,常在提高进样口和温度和柱温时出现鬼峰 | 提高停止使用前的色谱柱柱温,并延长运行时间,让保留其上的样品能被充分的洗脱下来。 如果鬼峰持续出现,清洁进样口。 在比目前更高的使用温度条件下(不应超出允许的最高连续使用温度)烘培色谱柱。 切除10厘米毛细柱的首端,并/或将柱子反接在系统中(残留不多时可以保持原有的连续方向)通入载气进行高温清理。 使用溶剂清洗,或更换色谱柱 |
样品进样过程中的反闪造成样品附近的残留,反闪是指当样品体积超过衬管体积,多余的部分从衬管中溢出的现象,溢出的蒸汽在隔垫、载气进口、进样口等温度较低的区域冷凝浓缩形成残留,在后续的进样过程中,残留再次被气化,形成鬼峰或者对样品的干扰 | 反闪影响可通过以下方式减小: 清洗隔垫。 减少进样量。 使用大体积的衬管。 选择适宜的进样温度。 使用气体压力脉冲程序。 |
进样隔垫老化,流失以及碎屑进入衬管和色谱柱 | 清洁进样口,更换隔垫、衬管和玻璃纤维。 |
峰高、峰面积不重复
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
平行进样不重复,偏差大
| 加强手动进样练习,使用自动进样器。 |
其他峰形变化引起的峰错位、峰干扰 | 结合“二、峰形问题”中的内容进行优化。 |
来自基线的干扰 | 结合“一、基线问题”中的内容进行优化。 |
仪器系统参数设定的改变 | 将参数设定标准化、规范化。 |
负峰
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
检测器与数据处理系统的信号连接极性相反,呈现几乎全部负峰 | 将信号连接倒置。 |
如果样品组分的导热系统高于载气的导热系数,使用TCD检测器时,出现负峰应属正常现象 | 没有解决方案。 |
选择性检测某些特殊元素的检测器过载,如ECD,NPD,FPD等,能产生正峰和负峰 | 使分析的化合物或其它高浓度的化合物在不同时间到达检测器。使用TCD检测器和氦气为载气时氢气能产生负峰。 |
ECD检测器在被污染后,可能在正峰的出现后跟随一个负峰 | 清理或更换ECD检测器 |
无峰
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
注射器损坏造成进样失败 | 用新的或者无损的进样器。 |
进样后样品在进样口处发生渗漏 | 清洗进样口,拧紧松动的部分。 |
载气流速出现异常 | 重新调整载气的流速. |
色谱柱连接在错误的检测器上或者进样口上,甚至色谱柱发生断裂 | 重新安装色谱桂或者更换色谱柱 |
检测器没有工作,或者检测器没有与数据处理系统连接 | 观察检测器是否正常工作 (例如判断FID的火焰是否 点燃);检查检测器与数据处理系统之间的连接。 |
对样品的检测灵敏度下降
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
色谱柱、衬管被污染,造成对乙醇、胺类和羧酸等活性物质的选择性和灵敏度的下降 | 清洗衬管。 高温烘培色谱柱。 使用溶剂清洗色谱柱。对样品的选择性下降严重时,更换色谱柱。 |
进样时的样品渗漏使样品中组分峰减小,对于易挥发的样品,相应造成的灵敏度下降尤其明显 | 查找渗漏点。并按照仪器“操作维修手册”进行维修。 |
使用分流气化进样模式时,色谱柱初始温度过高,致使样品气化后扩散加剧,对于低沸点样品,可能引起分析灵敏度的下降 | 使用低于样品溶剂沸点的初始柱温。使用高沸点的溶剂。 |
进样口歧视-进样口温度太低。较迟洗脱和低挥发性化合物有较低的响应 | 增加进样温度。 |
峰分叉
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
进样过急、不平稳,形成二次进样 | 加强手动进样练习,使用自动进样器。 |
色谱柱安装失败 | 重新安装色谱柱。 |
溶剂不匹配-固定相极性与溶剂极性不匹配 | 改变溶剂,使用更大的分流比,安装保留间隙管,或改变固定相。 |
错误的衬管,不能在同一地方气化样品 | 如果可能的话,使用中间有玻璃毛的衬管。 |
柱温波动 | 修理仪器的温度控制部分。 |
不分流进样或者柱头进样时,样品溶剂 的混合 | 使用相同的样品溶剂。 |
不分流进样时,由于进样量大,进样时间长,希望利用“溶剂效应”进行谱带浓缩。如果用的溶剂对固定相的湿润性差,溶剂将在柱中形成几米长、厚度不均的溶剂带,破坏正常的谱带深伸缩,样品被分离后的谱峰会被拉宽分叉。 | 在毛细管色谱柱的前端连接5米左右的去活、末涂覆固定液的毛细柱管。 |
峰拖尾
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
衬管、色谱柱被污染,或者有活化中心点 | 清洗、更换衬管。 不要使用含玻璃纤维的衬管。 使用溶剂冲洗色谱柱。 |
衬管、色谱柱安装不当,存在死体积 | 注射惰性样品(如甲烷),如果出峰拖尾,表明色谱柱安装不当。重新安装衬管和色谱柱。 |
色谱柱柱头不平 | 用宝石头笔或者陶瓷切片平滑地切开色谱柱保护层,然后在刻痕处折段柱体。用20x放大镜仔细检查切口,如果切口不平、有裂痕或有碎屑进入柱中,重新切割。切割后的柱头保持向下,安装卡套和螺母,防止切割碎屑进人色谱柱中。 |
固定相的极性与溶剂极性不匹配 | 选择其他型号的固定相。一般非极性柱或不干净的色谱柱分析极性样品时,经常发生峰拖尾 |
在样品流经的路线有冷阱 | 消除在样品流经的线路中的过低温度区。 |
衬管或者色谱柱中堆积切割碎屑 | 清理更换衬管,切除柱头10cm。 |
进样时间过长 | 缩短进样时间。 |
分流比过低 | 增加分流比,至少大于20/1。 |
迸样量过高 | 减少进样体积或者稀释样品。 |
醇胺、伯胺、叔胺和羧酸类物质的分析易产生拖尾 | 选择更高极性指标的色谱柱。 对样品进行衍生处理。 |
保留时间漂移
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
柱温变化 | 检查柱温箱的温度。 |
气体流速变化 | 注射不保留,可被检测的样品(例如甲烷)测定载气的线速度,调节载气压力。 |
进样口泄露 | 检查进样口隔垫,如果损坏,立即更换。 判断其他泄漏处,维修泄漏处。 |
溶剂变化 | 样品与标准品使用同样条件的溶剂。 |
色谱柱污染 | 高温烘培色谱柱。 切除色谱柱柱头10cm。 溶剂清洗色谱柱,或者更换新的色谱柱。 |
分离度下降
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
色谱柱固定相破坏 | 更换新的色谱柱。这种情况多为固定相的过度流失。 |
进样器问题 | 检查泄漏,维修泄漏处。 检查温度的适应性。 检查分流比。 检查吹扫时间。 检查衬管中是否积污。 检查衬管中的玻璃纤维。 |
样品浓度过高 | 稀释样品。 减少进样量。 采用高分流比。 |
溶剂峰拉宽
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
色谱柱安装失败 | 重新安装色谱柱。 |
样品渗漏 | 判断其渗漏点,维修渗漏点。 |
进样量高 | 减少进样量或稀释样品。 |
进样温度过低 | 提高气化温度,保证进样后样品瞬间气化。高于色谱柱连续使用温度的气化温度,不会破坏色谱柱的使用。 |
分流比过低 | 提高分流比。 |
柱温过低 | 提高柱温。使用更低沸点溶剂。 |
不分流进样时,初始柱温过高 | 降低初始柱温。使用高沸点的溶剂,使初始柱温低于溶剂的沸点。 |
吹扫时间过长(不分流进样) | 定义短时间的吹扫程序。 |
柱效快速下降
可能引起的原因 | 建议采取的措施 |
色谱柱断裂
| 重新安装色谱柱。 注意: 防止损坏聚酰亚胺涂层。 避免使用在高于370℃的温度下。 防止色谱柱的磨损擦伤(例如色谱柱安装不当,轻微的震荡会使色谱柱与柱温箱内的锐边接触,擦伤保护层) 不要过分地弯曲或扭曲柱体。色谱柱的断裂不一定在保护层被破坏后立刻发生的,但保护层的损伤却常常是致命的。 |
色谱柱在过高的温度下长期使用 | 更换色谱柱。降低使用温度至安全的范围内。 |
有氧进入色谱柱中,特别在升温的过程中 | 使用纯净的载气。 查找气路中的泄露点,并及时维修。 |
无机酸、碱对色谱柱的化学损害 | 避免让无机酸、碱进入色谱柱中。 |
不挥发、难挥发物质对色谱柱的污染 | 防止不挥发、难挥发的物质进入色谱柱中。 建议使用保护柱。 |