如何判斷色譜柱存在柱流失

一、色譜柱柱流失影響因素

首先明白色譜柱柱流失是不可避免的。柱流失程度與什么因素有關(guān)？

1、柱流失程度與固定相種類和色譜柱規(guī)格有關(guān)，一般固定相的量越多，柱流失則相對(duì)較高。

2、柱流失與柱溫以及載氣中氧氣的濃度有關(guān)。高溫下，固定相的分解會(huì)加快，因此，高溫時(shí)的流失會(huì)比低溫時(shí)高。氧氣是許多固定相分解的催化劑，特別是在高溫時(shí)段，強(qiáng)調(diào)載氣的純度和色譜柱安裝的氣密性，一方面就是出于氧氣會(huì)加劇柱流失的考慮。

3、此外，色譜柱隨著使用次數(shù)和時(shí)間的增加，固定相的穩(wěn)定性最終也會(huì)發(fā)生不可逆的變化，導(dǎo)致柱流失的增加。色譜柱柱流失嚴(yán)重情況多出現(xiàn)在進(jìn)樣的溶液類型，5MS的柱子是非極性的，當(dāng)使用極性溶劑時(shí)，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致大量柱流失，在做測(cè)試時(shí)一定要留意樣品的性質(zhì)。

二、色譜柱柱流失的判斷方法

怎么從色譜圖上看出柱流失？

診斷色譜柱是否存在流失問題的最佳方法是安裝色譜柱后，在設(shè)定的條件下，做一次空白色譜圖，并保存。必要時(shí)，將最近的運(yùn)行和空白運(yùn)行色譜圖對(duì)比；如果空白運(yùn)行中產(chǎn)生了很多峰，則色譜柱性能改變了，如果有GC-MS，則可以通過離子峰的質(zhì)荷比來判斷相應(yīng)離子是否來自于柱流失。

表1 GC/MS常用毛細(xì)管柱的柱流失碎片離子

柱流失會(huì)隨著溫度的升高加劇。我們可以通過流失曲線或圖清楚地看到這種變化。一般我們會(huì)在程序升溫的條件下做一次空白試驗(yàn)，溫度要升至色譜柱的溫度上限，并持續(xù)該溫度10～15分鐘，這樣就可以得到該色譜柱的正常流失曲線圖。

從流失圖中我們可以得到幾個(gè)重要的指標(biāo)。空白試驗(yàn)的基線在較低溫度區(qū)域相對(duì)平坦，到離溫度上限30～40℃時(shí)開始急速地上升，直至達(dá)到溫度上限。在上限溫度持續(xù)期間，基線又變得平穩(wěn)許多。幾分鐘后基線會(huì)又變得完全平坦。如出現(xiàn)明顯或嚴(yán)重的偏差，則應(yīng)不是由于色譜柱流失引起的。色譜柱的流失是一種持續(xù)的過程—并不會(huì)偶然地開始，也不會(huì)突然地停止。

如果在空白試驗(yàn)中得到了色譜峰，這一般情況下并不是由于柱流失而引起的。使用質(zhì)譜檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)并與譜庫對(duì)照，您會(huì)發(fā)現(xiàn)它們是一些含硅的化合物，它們的來源極有可能是進(jìn)樣墊。

柱流失一般表現(xiàn)為隨著溫度的升高基線產(chǎn)生偏移的情況，一般不會(huì)有峰出現(xiàn)，除非是因?yàn)檫M(jìn)樣問題引起的柱流失才會(huì)出現(xiàn)比較明顯的峰，如進(jìn)了水樣，柱子的固定相會(huì)因?yàn)樗淖饔枚容^多的流失出來而形成峰，隔墊流失一般會(huì)出現(xiàn)呼吸峰，即出峰時(shí)間間隔相同的峰，那種等間距的峰是聚合物熱裂解的特征峰形。要判斷是不是隔墊流失很簡(jiǎn)單，只要降低進(jìn)樣口溫度再進(jìn)樣，如果峰消失，則說明很有可能是隔墊流失，如果還有峰出現(xiàn)，說明不是隔墊流失造成的。

一般來說，極性固定相的流失率較高，較低溫度下，它們的流失就已很明顯。如果你使用的檢測(cè)器對(duì)固定相中任何原子或功能團(tuán)有特別靈敏的響應(yīng)，那么柱流失就非常明顯了。就算柱流失不是很嚴(yán)重，但由于檢測(cè)器對(duì)柱內(nèi)降解產(chǎn)物有較靈敏的響應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致很強(qiáng)的基線噪聲。在氰丙基取代聚硅氧烷固定相與NPD系統(tǒng)或聚乙二醇柱與ECD系統(tǒng)中，這種現(xiàn)象就很突出。由流失圖中我們可以看到，在高溫區(qū)域柱流失會(huì)迅速升高。

當(dāng)流失率增高時(shí)，我們無法用一種絕對(duì)的方法去測(cè)量指示。柱流失最佳的測(cè)量方法是測(cè)量在兩種溫度下背景倍號(hào)的不同或改變。通常我們會(huì)選擇色譜柱的溫度上限和100℃這兩個(gè)點(diǎn)，絕對(duì)的背景信號(hào)通常是整個(gè)GC系統(tǒng)背景的組合，我們不可能測(cè)量出柱流失對(duì)這個(gè)信號(hào)有多大的貢獻(xiàn)。

而測(cè)量柱流失的相對(duì)數(shù)量，其它對(duì)背景信號(hào)有貢獻(xiàn)的因素也就被減去了。大多數(shù)的色譜柱是通過FID進(jìn)行檢測(cè)的。FID的輸出信號(hào)為10-12安培(pA)。流失水平就是在兩種溫度下FID信號(hào)值的差(ΔpA)。由于這些數(shù)值隨檢測(cè)器響應(yīng)的變化而變化，所以只有在相同的實(shí)驗(yàn)條件下使用同一個(gè)檢測(cè)器，或者在標(biāo)準(zhǔn)的流量條件下使用相同標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)器，并且流失數(shù)值以pgC/克固定相來表示，這樣做的數(shù)據(jù)才真實(shí)有效。

隨著色譜柱的使用，柱流失會(huì)不斷地升高。色譜柱暴露于有氧環(huán)境(空氣)中和／或持續(xù)在等于或接近色譜柱的上限溫度條件下被使用，都會(huì)加速色譜柱的流失。柱流失突然或快速的升高則可能是色譜柱有損壞或GC系統(tǒng)有問題出現(xiàn)。而持續(xù)在高于色譜柱上限溫度下操作使用，持續(xù)使色譜柱暴露于有氧環(huán)境中(通常由于泄漏)，或者不斷分析的樣品中有破壞性物質(zhì)，這些都可能是問題的原因。

色譜柱溫度極限：一根色譜柱通常有兩個(gè)溫度極限，溫度下限和溫度上限。如果在低于溫度下限的條件下實(shí)驗(yàn)，得到的色譜峰又圓又寬(柱效降低)。但是色譜柱并不會(huì)受到什么損壞。這樣并不能發(fā)揮色譜柱的正常功能。在達(dá)到下限溫度或者高于下限溫度時(shí)，得到的色譜峰會(huì)有明顯的好轉(zhuǎn)。

溫度上限—般有兩個(gè)固定的數(shù)值。較低的是恒溫極限，在該溫度下色譜柱可以正常地使用，柱的壽命不會(huì)受到影響。較高的數(shù)值是程序升溫極限，在此溫度下色譜柱使用時(shí)間如果在10～15分鐘內(nèi)，色譜柱的流失和壽命不會(huì)受到太大的影響。但如果持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)增加色譜柱的流失，縮短色譜柱的壽命，固定相和熔融石英管的惰性都有可能被破壞。

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