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服务与支持

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【知识分享】气相色谱常见异形峰分析

气相色谱法是现代分析技术中发展最快、应用最广的分析方法之一,自1952年诺贝尔化学奖获得者英国化学家JAMES和生物学家MARTINZUI早发明气液色谱以来,气相气谱仪已成为医药、化工、生物、材料及基因工程等领域必不可少的检测工具,并随着分析成分的复杂性发挥着越来越重要的作用。 在日常色谱定量分析中,出现色谱峰形异变或鬼峰,不但严重影响定量精度,甚至使分析工作无法进行,为此我们把峰形异变常见类型加以分析,并给出可能原因,供色谱工作者参考。

在怀疑峰形异变寻找可能原因、排除方法之前最好先做以下工作:

仔细核查操作条件,与分析方法要求是否一致;

和当初分析所存的标准色谱图对照,判断是否真出了问题;

逐项仔细观察仪器或设备工作状态,看有无操作失误而引起的出峰失常;

然后在依据以下18种异常峰形分析可能原因与排除方法。


01.进样不出峰

(1) 未点着火(FID):首先检查氢气、氮气、空气的密封情况是否完好,是否有漏气现象;其次用皂沫流量计校正流速;

(2) 微量进样器损坏:换用新的进样器;

(3) 进样口泄漏:更换隔垫或检查进样衬管是否损坏;

(4) 进样器、柱箱或检测器温度设置不当:检查温度设置,并根据需要进行调整;

(5) 无载气流:检查气源压力调节器,检查有无泄漏,并调节载气流速;

(6) 柱断裂:如果断裂发生在色谱柱始末两端附近则切去柱断裂部分,并重新安装;

(7) 载气未接入检测器或检测器被污染:检查色谱柱与进样器、检测器是否连接正确或清洗检测器;

(8) 色谱柱选择不正确,样品被固定相吸附。如PLOT 5A分子筛吸附CO2气体,导致色谱柱永久性中毒。


02.原来能分开的峰分不开

(1)色谱柱安装不合要求 ;

(2)色谱柱被污染,需重新活化 ;

(3)色谱柱寿命已到,需更换;

(3)新更换的气源,纯度不佳;

(4)过滤器失效,重新老化或更换;

(5)色谱柱温度和载气流量需要微调优化(色谱分析一般允许);

(6)检测器工作状态变化(如ECD漏气、FID气流比欠佳);

(7)汽化室被污染,注射垫漏气;

(8)样品处理不当,杂质干扰物太多;

(9)进样技术差;

(10)进样量超出了色谱柱容量;

(11)数据处理的判峰参数,半峰宽或斜率设置不合理;

(12)放大器量程或衰减设置失误。


03.只有溶剂峰

(1)注射器有损坏:更换新注射器;

(2)载气泄漏或流速太低:用肥皂水检查载气气路并调节流速;

(3)样品浓度太稀或进样量太少:提高样品浓度或加大进样量;

(4)柱箱温度过高:检查温度,并根据需要进行调整;

(5)样品被柱或进样器衬套吸附:更换衬套或去掉柱进口端1~2圈,并重新安装;

(6)气相柱不具备将溶剂与样品分离的性能:更换较厚涂层或不同极性的色谱柱。


04.宽溶剂峰

(1)柱安装不当,进样口死体积较大:根据色谱柱安装说明,检查并重新安装;

(2)进样技术差(进样太慢):快速平稳进样;

(3)进样器温度偏低:适当调节进样器温度;

(4)色谱柱内残留样品溶剂:更换样品溶剂或老化色谱柱;

(5)隔垫清洗不当:老化或更换隔垫;

(6)分流比设置不当或分流排气流速不足:调整分流比或流速。


05.前沿峰

(1) 样品超载平衡破坏:降低样品浓度或减少进样量;

(2) 载气流量小:

(3) 进样技术差(挥发性组分的进样速度太慢):平稳快速进样;

(4) 样品在柱头有冷凝或色谱柱被污染;色谱柱性能不良:更换色谱柱;

(5) 两个化合物共洗脱:减少进样量或增加分流比,以使峰分开;

(6) 汽化室被污染,样品有吸附效应;柱温过低样品冷凝:检查汽化室和柱箱温度,并适当提高;

(7) 样品分解:适当调低进样器温度;

(8) 峰前出现了“鬼”峰。


06.拖尾峰

(1) 载气泄漏或流速过高:检查载气气路系统并设置适当的流速;

(2) 进样量过大:减少进样量或增大分流比;

(3) 色谱柱严重流失或进样端污染:将柱进口端去掉1~2圈,再重新安装;

(4) 汽化室死体积太大:适当调节色谱柱在进样口中的位置,减少死体积;

(5) 汽化室或色谱柱温度太低:适当提高进样器或柱箱温度;

(6) 进样器污染:清洗进样器或更换进样器衬套;

(7) 进样技术差(如速度不合适);

(8) 正好有干扰峰(鬼峰)出现(如误用被污染的注射针)。


07.鬼峰(怪峰,多余峰,记忆峰)

(1) 柱吸附样品,随即解吸:更换衬管,或去掉柱进样口端1~2圈,并重新安装;

(2) 注射器污染:清洗或更换注射器;注射垫未经老化或无隔垫清洗而出的污染峰;

(3) 进样量太大:减少进样量或增大分流比;

(4) 进样技术差:快速平稳进样;

(5) 汽化温度太高或严重污染致使样品某些组分分解;

(6) 样品某些组分与被污染固定相产生了作用;

(7) 色谱柱温度太高固定相分解;

(8) 样品预处理不完善或用错溶剂;

(9) 样品中有空气,TCD、ECD等密封性差(漏气);

(10) 电源不稳,对控温或放大器有不良影响;

(11) 上一次进样的高沸点杂质峰自然流出;延长做样时间,等所有物质都流出。


08.负峰

(1)TCD用氮做载气,由于待测组分在N2中浓度不同,热传导值呈现非线性而可能出现负峰,有时可以通过改变载 气流量或进样量克服;

(2)操作ECD时进样量过大而出负峰,这是由于工作原理由电子捕获转变为电离检测,此时灵敏度还会大大降低;

(3)操作FID,低电离效率的溶剂(如CS2)或杂质出现,使原基流较高的输出基线减小而显示为负峰;

(4)操作FID,在无极化电压,样品量较大可能出现负峰;

(5)操纵NPD、FPD时气流比不合适,溶剂或某些组分会出现负峰;


09.肩峰

(1)进样量过大:减少进样量或选择合适的分流比;

(2)进样速度太慢:快速平稳进样,防止造成两次进样;

(3)载气流速太大:检查并降低载气流速;

(4)进样器或柱箱温度不当:提高汽化室温度并适当降低色谱柱温度;

(5)进样系统死体积较大:适当调节色谱柱连接位置,先选择相应的汽化室(如不分流进样要 选择不分流结构汽化室);

(6)色谱柱分离度太低:选择柱径更小、柱长更大的色谱柱增加分离度。


10.基线出现波浪状峰

(1)高灵敏度操作仪器未稳定之前;

(2)操作TCD、ECD时,柱箱或检测器箱温度周期变化;

(3)环境温度对仪器控温影响;

(4)电压不稳,对柱温控制精度影响;

(5)过温保护设置低于控制温度;

(6)压力(流量)调节阀失调,周期变化;


11.圆顶宽峰

(1)样品量大超出了色谱柱容量;

(2)汽化温度低;

(3)色谱柱没按要求安装;

(4)检测器工作状态不对,如载气太小、没开补充气;

(5)数据处理装置的判峰参数(半峰宽)设置偏大;


12.出峰后基线下移

(1)样品量大,特别是溶剂改变了工作状态;

(2)FID被污染状况发生改变,或气流比发生变化;

(3)系统出现漏气,或出现堵塞;

(4)色谱柱被污染;

(5)样品处理不当,如:样品中有些物质和固定相发生作用;


13.基流增加(漂移大),噪声增加

(1)色谱柱需重新老化或失效;

(2)新换载气纯度欠佳;

(3)过滤器失效;

(4)样品前处理不当,如:杂质干扰物太多;

(5)灵敏度太高;

(6)数据处理装置的判峰参数设置不合理。


14."N" 或 “W”峰

(1)TCD操作,用N2作载气由于热传导率非线性引起;

(2)FID操作时,样品溶剂电离效率低(如CS2),或气流比欠佳时;

(3)ECD操作时,由于检测器被污染,溶剂峰或待测组分含量较高,或脉冲电源有毛病。


15.台阶峰

(1)TCD热丝被样品中所含卤素、氧、硫等元素腐蚀;

(2)气体流量突变如:注射垫突然漏气,气路受阻等;

(3)记录色谱峰装置故障如:拉线松。


16.带毛刺峰

(1)仪器工作不稳定,噪声大于要求;

(2)数据处理装置的判峰参数,半峰宽和斜率设置太小;

(3)极化电压(FID)不稳。


17.直角峰

(1)仪器输出负信号超出了数据处理的范围;

(2)数据处理装置零点未校正,或量程设置太大无法判断基线位置;

(3)数据处理装置输入信号极性接反,零点设置不对。


18.峰高不稳定,相差很大

(1) 如果是FID检测器有可能是连接检测器的石英喷嘴裂缝了,处于半封闭状态,一下高一下低;

(2) 检测器电压不稳,最坏的可能是检测器的放大板烧了;

(3) 隔垫漏气,或者隔垫没装好;换新的隔垫或者重新安装;

(4) 是否开了分流,分流是否已稳定;

(5) 使用何种溶剂,是否是溶剂的膨胀系数差大的影响;

(6) 洗过的针是否没干燥导致;

(7) 衬管堵了或者破了


此处讨论的峰形异变是指在色谱分析方法确定后,与曾经记录的已知色谱图比较时,出现某些色谱峰形的偏离畸变或多余峰。或者说,对于已经设立好的色谱分析方法,由于不要求或出于无奈时有些峰分离不开、拖尾或峰形不对称等并不影响方法的实施情况,不属于上述因仪器故障、经验不足或操作失误造成的峰形异变。