在氣相色譜儀分析工作中,避免色譜柱的破損、固定相的損傷、污染等細節是可有效的保證色譜柱的使用壽命。一根氣相色譜柱使用的次數越多,時(shí)間越久,其攤分到單次檢測上的成本就越低,因此了解影響色譜柱壽命的因素,采取措施延長(cháng)色譜柱的使用壽命具有重要的意義。
那么影響色譜柱壽命的主要因素有哪些?怎樣才能使氣相色譜柱“延年益壽”?山東譜析工程師淺析以下幾點(diǎn)影響色譜柱使用壽命的主要因素
色譜柱破損
石英毛細管柱的聚酰亞胺層,如有少許破損就很難再保護脆弱的石英毛細管。當柱箱連續地加熱和冷卻、柱箱風(fēng)扇的震動(dòng)和柱架等都會(huì )對毛細管造成應力,最終在色譜柱有弱點(diǎn)處破裂。大內徑柱更容易破裂,也就是說(shuō),在操作0.45~0.53mm內徑柱時(shí),要比0.18~0.32mm內徑柱更要小心。
如果已經(jīng)斷裂的色譜柱,仍在高溫下連續運行或是作多階溫度程序運行,很可能損壞色譜柱,因破裂的后半段暴露在高溫的氧氣中,這樣會(huì )很快地破壞固定相;而斷裂的前半段,由于有載氣流過(guò),氧的影響會(huì )小些。如斷裂的色譜柱沒(méi)有再加熱或只暴露在高溫或空氣中很短時(shí)間,斷裂的后半部分不會(huì )受到明顯損壞,可考慮作為它用。
色譜柱熱損傷
超過(guò)色譜柱溫度上限,會(huì )造成色譜柱固定相和管表面加速損壞,色譜柱的過(guò)量流失會(huì )使活性組分拖尾,降低柱效。一般熱損壞是一個(gè)很慢的過(guò)程,但有氧存在時(shí),會(huì )大大加速熱損壞。
另外在有漏氣情況下,色譜柱過(guò)熱也會(huì )加速損壞或永久性損壞色譜柱。
色譜柱氧損傷
氧是毛細管柱的大敵,在接近室溫下,不會(huì )對色譜柱有太大損害,柱溫升高時(shí)會(huì )嚴重損壞色譜柱。對于極性固定相,即使溫度和氧濃度很低時(shí),也會(huì )發(fā)生嚴重損壞。雖然,短時(shí)間地暴露在空氣中,如注射空氣或更換隔墊不會(huì )有太大問(wèn)題,但也應避免。
在氣路上有漏氣的地方(如氣路、接頭和進(jìn)樣器),往往是進(jìn)入氧氣的源頭,當色譜柱加熱時(shí),就會(huì )很快地損壞固定相,會(huì )過(guò)早地引起固定液的過(guò)度流失,至使活性化合物有拖尾,降低柱效。在不太嚴重的情況下,色譜柱還會(huì )有一定的分離功能,但柱效已經(jīng)下降。在嚴重的情況下,色譜柱就會(huì )完全失效。
色譜柱化學(xué)損傷
有少數化合物會(huì )使固定相遭到破壞。不揮發(fā)性化合物,進(jìn)入色譜柱常常會(huì )降低色譜柱的性能,但是不會(huì )破壞固定相,有條件時(shí)這些沉積的殘留物可以用溶劑沖洗而除去,能恢復色譜柱的性能。
要避免進(jìn)入色譜柱的主要化合物是無(wú)機和礦物堿和酸,這些礦物堿和酸不會(huì )揮發(fā),通常積累在色譜柱的前端,如果使其停留在那里就會(huì )破壞固定相,使色譜柱過(guò)早的大量流失,使活性化合物拖尾,以及使柱效下降,其征兆和熱損壞及氧損壞類(lèi)似。
由于化學(xué)損壞多發(fā)生在色譜柱的前端,所以可把色譜柱的前端切掉0.5~1m,在比較嚴重的情況下,可以截去 5m 或更長(cháng)的一段。如果使用保護柱就會(huì )減小色譜柱被損害的長(cháng)度,但是需要經(jīng)常處理或更換保護柱。酸或堿還常常會(huì )破壞石英管內的去活表面,因而會(huì )引起活性化合物的峰形變壞。
色譜柱污染
氣相色譜中,毛細管色譜柱被污染是很普遍的問(wèn)題,不幸的是,它和各種各樣常見(jiàn)的故障相似,常常被錯誤的判斷為其它的故障,雖然被污染了的色譜柱并沒(méi)有損壞,但已失去效能。通常有兩種基本類(lèi)型的污染物,不揮發(fā)性污染物和半揮發(fā)性污染物。不揮發(fā)性污染殘留物不能從色譜柱里洗脫出來(lái),而是累計在色譜柱里,這樣它就成為涂漬了殘留物的色譜柱,因而影響溶質(zhì)的分配。而且殘留物還會(huì )和活性化合物相互作用,甚至造成峰的拖尾,減少峰面積。
活性溶質(zhì)是指那些含有羥基或氨基(一些硫醇基)及醛的物質(zhì);半揮發(fā)性污染物最后會(huì )洗脫出去,但需要幾個(gè)小時(shí)或幾天時(shí)間,半揮發(fā)性污染物和不揮發(fā)性殘留物一樣,他們也會(huì )引起峰形變壞和峰面積減小。此外,還常常引起基線(xiàn)不穩定(漂移、噪音增加)或出鬼峰等。
污染物的來(lái)源有許多,其中進(jìn)樣是最主要的來(lái)源。生物液體和組織、土壤、廢水、地下水和類(lèi)似的含有大量半揮發(fā)的和不揮發(fā)物質(zhì)的基體,甚至使用凈化方法,樣品也會(huì )含有少許這些物質(zhì)并帶到注射樣品中,幾次到幾百次進(jìn)樣就會(huì )造成殘留物的積累故障。柱上進(jìn)樣、不分流進(jìn)樣和大口徑柱直接進(jìn)樣等進(jìn)樣方法常常會(huì )造成上述色譜柱的嚴重污染。
污染物還會(huì )來(lái)源于氣體管路、凈化器、密封墊、隔墊的碎屑或其他與樣品可能接觸的物質(zhì),如樣品瓶、溶劑、注射器、移液管等,這些類(lèi)型的污染物可能會(huì )突然性的引起故障。