段祖安 丁修堂

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院 山東泰安 271018

安捷倫7890毛細管色譜柱使用技巧

段祖安 丁修堂

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院 山東泰安 271018

系統(tǒng)總結(jié)了安捷倫7890毛細管色譜柱種類，分析了色譜柱的選擇標準，介紹了安裝、使用、老化等色譜柱注意事項，目的是提高色譜柱的使用效率，延長色譜柱的使用壽命。

安捷倫7890氣相色譜；毛細管色譜柱；使用壽命；使用技巧

安捷倫7890氣相色譜儀是應(yīng)用于工業(yè)氣體、化工原材料等領(lǐng)域的有機多組分化學(xué)分析檢測儀器[1]，毛細管色譜柱是其核心部件之一，其價值高、易損壞，因此正確使用毛細管色譜柱是避免浪費、延長壽命、保持最優(yōu)性能的關(guān)鍵因素[2]。筆者根據(jù)使用氣相色譜的體會，總結(jié)出使用氣相色譜柱的技巧方法。

1 了解氣相色譜柱的種類，選擇適宜類型的色譜柱

物質(zhì)的分離，不但與色譜柱的型號有關(guān)，而且與其同型號之間匹配的色譜柱長度、柱內(nèi)徑、固定相厚度等有直接關(guān)系，因此應(yīng)當綜合考慮各種因素選擇適宜的色譜柱，提高柱效，延長色譜柱的使用壽命。

1.1 安捷倫7890型毛細管色譜柱的類型與物質(zhì)分離之間的關(guān)系

安捷倫7890氣相色譜柱分為WCOT和PLOT兩類[3]：WCOT為涂壁開管型柱，固定相為聚硅氧烷、聚乙二醇。聚硅氧烷類色譜柱有DB系列和HB系列，適宜分析非/弱極性物質(zhì)，常用型號為HP-1/DB-1或HP-5/DB-5；聚乙二醇類氣相色譜柱分為HP-INNOWax，DB-Wax，DB-WaxFF，DB-WAXetr，DB-FFAP，HP-FFAP系列，適宜分離強極性物質(zhì)，常用型號為HP-INNOWAX或 DB-WAX。PLOT為多孔層開管型柱，固定相為分子篩、多孔聚合物、氧化鋁等，其色譜柱分為GS和HP系列。適合于分析中等極性的物質(zhì)和低沸點類的物質(zhì)，常用型號DB-1701或DB-17?？傊?，只有了解色譜柱的類型，才能根據(jù)物質(zhì)的理化性質(zhì)，正確選擇色譜柱，其分類如圖1所示。

圖1

1.2 物質(zhì)的分離同色譜柱長度、內(nèi)徑和固定相厚度的關(guān)系

物質(zhì)的分離效果還與色譜柱的長度、內(nèi)徑及固定相的液膜厚度等有關(guān)[4]。上述型號的色譜柱長度為10 m，25 m和50 m等，內(nèi)徑分別為0.1 mm，0.22 mm和0.32 mm，液膜厚度分別為0.1 um，0.25 um和0.5 um等。10～25 m的短柱分離較簡單的樣品，長柱分離較復(fù)雜的樣品；內(nèi)徑0.1 mm和液膜厚度0.1 um的色譜柱，分離復(fù)雜樣品或者用于流出溫度為300 ℃時被汽化的物質(zhì)，內(nèi)徑0.22～0.32 mm和液膜厚度0.2～0.5 um的色譜柱，分離簡單樣品或者流出溫度在100～300 ℃之間被汽化的物質(zhì)[5]。

2 正確安裝，優(yōu)化色譜柱的性能

毛細管色譜柱的兩端與進樣口和檢測器相連接，安裝不當，理論塔板數(shù)會降低，致使分離的色譜圖效果不理想或者分析計算困難，因此安裝毛細柱時應(yīng)注意下列事項[6]。

2.1 石墨密封墊的使用和毛細管柱頭的連接

(1)使用新的石墨密封墊，避免重復(fù)使用，若重復(fù)使用，一會失去密封性，二會使密封墊掉下的碎屑進入色譜柱內(nèi)，降低色譜柱的性能甚至?xí)p壞色譜柱。(2)柱頭向下，將石墨密封墊套在柱頭上，然后用合適的柱切割工具，截去柱頭1～2 cm，確保切割面平滑，避免密封墊碎屑進入柱管造成堵塞；柱端伸出密封墊的長度，原則是進樣口一端安裝好后，柱端要處于分流點以上，并位于襯管中央，檢測器一端則是柱出口，盡量接近檢測點，避免死體積造成的柱外效應(yīng)，當然不同型號的儀器有不同的規(guī)定；柱端伸出的長度，可在截去柱端后，先量好柱頭伸出長度，然后用記號筆在接頭下方的色譜柱上做記號，擰緊接頭以后保證該記號正好位于柱頭端面。這樣就避免了擰緊過程中柱管移動造成的伸出長度不準確[7]。接頭不要擰得太緊，以免將色譜柱壓裂或壓碎，對于新的石墨墊用手擰緊后，用扳手擰1/4圈即可。(3)在毛細管連接到檢測器之前，先通載氣(檢查柱子是否有載氣通過，將柱子出口浸入清水中看是否有氣泡出現(xiàn))，如無載氣流出，說明柱前系統(tǒng)中有漏氣或堵塞，找出原因加以解決。

2.2 毛細管柱與進樣器的連接

對于分流進樣，毛細管柱的入口端一定要伸過分流進樣器的分流出口，也就是使毛細管柱的入口處于載氣的高流速區(qū)域，這樣才會得到理想的色譜圖形，如果毛細管柱的入口在進樣器的分流出口以下，處于載氣的低流速區(qū)域，將得不到理想的色譜圖。對于分流/不分流進樣，毛細管的入口應(yīng)接到進樣器的底部，這樣可以使汽化管中的樣品完全進入柱子，不會出現(xiàn)氣流清洗不到的“死區(qū)”。對于FID檢測器，色譜柱不僅插入深度要超過尾吹和氫氣的進口，而且應(yīng)盡可能將柱出口端插到FID的噴嘴下面1 mm處。對于微型TCD檢測器，應(yīng)插到TCD氣體入口處為佳，便于改善輕度拖尾。當然，儀器型號不同，結(jié)構(gòu)可能不同，連接位置也可能不同，應(yīng)以儀器說明書為準。

3 防止震動、預(yù)防斷裂，延長色譜柱的使用時間

色譜柱上的極小劃痕、保護層破損、柱溫箱的連續(xù)加熱及冷卻、柱箱風(fēng)扇的振動以及纏繞在圓形柱架上對柱管施加應(yīng)力，也會導(dǎo)致色譜柱斷裂，損壞色譜柱。因此在使用色譜柱時，應(yīng)采取以下措施：不要讓色譜柱接觸尖銳的邊角，避免太緊地纏繞或彎曲色譜柱，防止單純加熱色譜柱，柱溫箱應(yīng)放置于穩(wěn)固的實驗臺面上。按照以上規(guī)則使用色譜柱，能夠延長色譜柱的使用壽命，提高其使用效率[8]。

4 凈化載氣純度，防止固定相被氧化

4.1 載氣純度要高，不應(yīng)含有或者夾帶灰塵

如果載氣含有氧氣，則會氧化色譜柱內(nèi)的固定相，停機使用時，應(yīng)將排空端密封住，以防止空氣中的氧氣進入色譜柱，氧化柱內(nèi)的固定相。載氣不應(yīng)含有灰塵，若含有灰塵或其他顆粒狀物，致使柱內(nèi)的固定相迅速分解；載氣中若有水分，當載氣通過色譜柱時，固定相中的液膜吸附水分于柱管表面上，就會取代或破壞固定液液膜。以上因素都會降低色譜柱的分離性能，破壞色譜柱甚至毀掉色譜柱，因此在載氣進入儀器管線前需加凈化器，凈化載氣中的氧氣等雜質(zhì)成分，確保載氣純度。

4.2 先通載氣再升溫，防止色譜柱內(nèi)的固定相分解

無載氣通過時，柱的固定液熱分解較迅速，降低色譜柱的使用壽命或者損壞色譜柱。因此在柱溫箱升溫前一定要先通載氣，在柱箱冷卻后方能關(guān)載氣[9]。

5 禁止設(shè)定超越色譜柱規(guī)定的最高極限溫度，延長使用時間

毛細管色譜柱的壽命與它的使用溫度成反比，超過它規(guī)定的最高溫度極限會加速固定相和管表面液膜的降解，導(dǎo)致柱流失或柱效下降，縮短壽命。毛細管色譜柱有兩個溫度極限，一個是損壞色譜柱的最高極限溫度，一個是等溫上限溫度。最高極限溫度能夠損壞色譜柱，而且熱損壞色譜柱是不可逆的過程，即使老化色譜柱不能恢復(fù)至初始性能；等溫上限溫度是色譜柱使用的溫度，能夠保證色譜柱長期使用。所以在使用氣相色譜時，應(yīng)設(shè)定低于色譜柱最高極限溫度，允許使用色譜柱的等溫上限溫度，這樣可顯著提高柱的壽命，確保色譜柱長久使用，延長色譜柱的使用時間[10]。

6 老化色譜柱，延長使用壽命

毛細管色譜柱，出廠前已經(jīng)充分老化，但柱子一經(jīng)從儀器上拆卸下來，在下一次使用之前，應(yīng)以較低的初始溫度程序升溫至最高極限溫度進行老化。原因是拆下的色譜柱接觸了空氣，空氣中夾雜的灰塵或者水分離子進入色譜柱內(nèi)，因此通過老化色譜柱，可以去掉色譜柱內(nèi)的灰塵雜質(zhì)和水分離子。老化色譜柱時應(yīng)注意兩點：一是載氣的流速不易過大，否則會破壞均勻的液膜，二是必須使用高純氮氣。老化柱子的方法：設(shè)置柱溫箱的起始溫度50 ℃，然后程序升溫以5 ℃/min升溫速度升至100 ℃，在100 ℃恒溫保持1小時后，再程序升溫以5 ℃/min升溫速度升至150 ℃，在150 ℃恒溫保持1小時，再程序升溫以5 ℃/min升溫速度升至230 ℃，在230 ℃恒溫保持6小時，這樣反復(fù)2～3次。老化柱子因各種固定液的性質(zhì)和生產(chǎn)廠家不同而最高使用溫度有所不同，所以要注意毛細管柱注明的最高使用溫度[11]。

[1] 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所色譜組.氣相色譜法[M].北京:科學(xué)出版社,1986.

[2] 周良模.氣相色譜新技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,1994.

[3] 汪正范,楊樹民.色譜聯(lián)用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.

[4] 吳烈鈞.氣相色譜檢測方法[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.

[5] 汪正范.色譜定性與定量[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.

[6] 黃建彬.工業(yè)氣體手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

[7] 劉透喜,林明喜,薛成山.高純氣體的性質(zhì)、制造和應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,1997.

[8] 程亞平,李知良.酚類產(chǎn)品組成的氣相色譜測定方法[J].燃料與化工,2010,41(5):44-47.

[9] 傅若農(nóng).近年國內(nèi)外毛細管氣相色譜柱的進展和趨向[J].分析試驗室,2009,28(3):103-122.

[10] 孫巍.氣相色譜毛細管柱的制備與發(fā)展[J].企業(yè)標準化,2008,15:74.

[11] 徐華,張華年,楊少芳.高效毛細管氣相色譜法測定糖漿劑中丙戊酸鈉含量[J].藥物分析雜志,2005,25(4):461-463.

Using techniques of capillary column in Agilent 7890

Duan Zu'an, Ding Xiutang
Shandong agricultural university, Tai’an, 271018, China

This paper summarizes the capillary column types of Agilent 7890 GC systemally, analysis of the reasons for column selection, notice of how to install, use, aging, etc, the aim is to improve eff ciency, longer column life.

Agilent 7890 GC; capillary column; life; tips

2011-10-06

段祖安，碩士，實驗師。