气相色谱柱的安装步骤,色谱柱性能特点

【导读】气相色谱仪的色谱柱的安装   色谱柱的正确安装才能保证发挥其*佳的性能和延长使用寿命。 正确的安装请参考以下步骤： 步骤1. 检查气体过滤器、载气、进样垫和衬管等检查气体过滤器和进样垫，保证辅助气和

气相色谱仪的色谱柱的安装

  色谱柱的正确安装才能保证发挥其*佳的性能和延长使用寿命。 正确的安装请参考以下步骤：
步骤1. 检查气体过滤器、载气、进样垫和衬管等检查气体过滤器和进样垫，保证辅助气和检测器的用气畅通有效。如果以前做过较脏样品或活性较高的化合物，需要将进样口的衬管清洗或更换。

  步骤2. 将螺母和密封垫装在色谱柱上，并将色谱柱两端要小心切平

  步骤3. 将气相色谱仪的色谱柱连接于进样口上色谱柱在进样口中插入深度根据所使用的GC仪器不同而定。正确合适的插入能*大可能地保证试验结果的重现性。通常来说，色谱柱的入口应保持在进样口的中下部，当进样针穿过隔垫完全插入进样口后如果针尖与色谱柱入口相差1-2cm，这就是较为理想的状态。（具体的插入程度和方法参见所使用GC的随机手册）避免用力弯曲挤压毛细管柱，并小心不要让标记牌等有锋利边缘的物品与毛细柱接触摩擦，以防柱身断裂受损。将色谱柱正确插入进样口后，用手把连接螺母拧上，拧紧后（用手拧不动了）用扳手再多拧1/4-1/2圈，保证安装的密封程度。因为不紧密的安装，不仅会引起装置的泄漏，而且有可能对色谱柱造成*损坏。

  步骤4. 接通载气当气相色谱仪的色谱柱与进样口接好后，通载气, 调节柱前压以得到合适的载气流速（见下表）。

柱前压设置为Psi 　
15m 25m 30m 50m 100m
0.20mm  10-15 20-30 18-30 40-60 80-120
0.25mm  8-12  13-22  15-25  28-45  55-90
0.32mm  5-10  8-15  10-20  16-30  32-60
0.53mm  1-2 2-3 2-4 4-8 6-14
(以上仅为建议的起始设置，具体数值要依据实际的载气流速)。将色谱柱的出口端插入装有己烷的样品瓶中，正常情况下，我们可以看见瓶中稳定持续的气泡。如果没有气泡，就要重新检查一下载气装置和流量控制器等是否正确设置，并检查一下整个气路有无泄漏。等所有问题解决后，将色谱柱出口从瓶中取出，保证柱端口无溶剂残留，再进行下一步的安装。

  步骤5. 将气相色谱仪的色谱柱连接于检测器上其安装和所需注意的事项与色谱柱与进样口连接大致相同。如果在应用中系统所使用的是ECD或NPD等，那么在老化色谱柱时，应该将柱子与检测器断开，这样检测器可能会更快达到稳定。

  步骤6. 确定载气流量，再对气相色谱仪的色谱柱的安装进行检查注意：如果不通入载气就对色谱柱进行加热，会快速且*性的损坏色谱柱。

  步骤7. 气相色谱仪的色谱柱的老化色谱柱安装和系统检漏工作完成后，就可以对色谱柱进行老化了。

  对色谱柱升至一恒定温度，通常为其温度上限。特殊情况下，可加热至高于*高使用温度10-20℃左右，但是一定不能超过色谱柱的温度上限，那样极易损坏色谱柱。当到达老化温度后，记录并观察基线。初始阶段基线应持续上升，在到达老化温度后5-10分钟开始下降，并且会持续30-90分钟。当到达一个固定的值后就会稳定下来。如果在2-3小时后基线仍无法稳定或在15-20分钟后仍无明显的下降趋势，那么有可能系统装置有泄漏或者污染。遇到这样的情况，应立即将柱温降到40℃以下，尽快的检查系统并解决相关的问题。如果还是继续的老化，不仅对色谱柱有损坏而且始终得不到正常稳定的基线。

  一般来说，涂有极性固定相和较厚涂层的色谱柱老化时间长，而弱极性固定相和较薄涂层的色谱柱所需时间较短。而PLOT色谱柱的老化方法有各不相同。PLOT柱的老化步骤:HLZ Pora 系列 250℃， 8小时以上Molesieve(分子筛) 300℃ 12小时Alumina(氧化铝) 200℃ 8小时以上由于水在氧化铝和分子筛PLOT柱中的不可逆吸附，使得这两种色谱柱容易发生保留行为漂移。

当柱子分离过含有高水分样品后，需要将色谱柱重新老化，以除去固定相中吸附的水分。

  步骤8. 设置确认载气流速对于气相色谱仪的毛细管色谱柱，载气的种类*高纯度氮气或氢气。载气的纯度*好大于99.995%，而其中的含氧量越少越好。如果您使用的是毛细管色谱柱，那么依照载气的平均线速度（cm/sec）,而不是利用载气流量（ml/min）来对载气做出评价。因为柱效的计算采用的是载气的平均线速度。推荐平均线速度值：氮气：10-12cm/sec 氢气：20-25cm/sec载气杂质过滤器在载气的管线中加入气体过滤装置不仅可以延长色谱柱寿命，而且很大程度的降低了背景噪音。建议*好安装一个高容量脱氧管和一个载气净化器。使用ECD系统时，*好能在其辅助气路中也安装一个脱氧管。

  步骤9. 柱流失检测在色谱柱老化过程结束后，利用程序升温作一次空白试验（不进样）。一般是以10℃/min从50℃升至*高使用温度，达到*高使用温度后保持10min。这样我们就会的到一张流失图。这些数值可能对今后作对比试验和实验问题的解决有帮助。在空白试验的色谱图中，不应该有色谱峰出现。如果出现了色谱峰，通常可能是从进样口带来的污染物。如果在正常的使用状态下，色谱柱的性能开始下降，基线的信号值会增高。另外，如果在很低的温度下，基线信号值明显的大于初始值，那么有可能是色谱柱和　GC系统有污染。其他：色谱柱的保存用进样垫将色谱柱的两端封住，并放回原包装。在安装时要将色谱柱的两端截去一部分，保证没有进样垫的碎屑残留于柱中。　

注意：当空气中氢气的含量在4-10%时，就有爆炸的危险。所以一定要保证实验室有良好的通风系统。

掌握这些方法，可以让我们在使用气相色谱仪过程中更加的顺利。

 

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如何延长色谱柱的寿命？

影响色谱柱寿命和其它问题的因素很多，而有些因素是操作者很难控制的，如果被分析的样品(如分析生物样品)，怎么净化样品也是“脏"的，对于色谱柱的影响是非常大的。然而采取下列措施后，在多数情况下总能够人为地减少色谱柱上故障，达到延长寿命的目的。

色谱柱预防及维护—避免高压冲击

一般色谱柱都能经得起高压，但经不起突然变化的高压冲击。引起高压突然冲击，主要是因样品阀的缓慢转动、泵起动快、柱切换操作等。转动六通进样阀时从泵到柱的液流会瞬时切断。在阀的泵侧压力升高，在阀的柱侧压力降低(变化超过20%)。阀转到底后压力突然冲击一下恢复正常。手动进样阀的变化不大，自动进样阀比较慢，可能造成压力冲击，可用氦气代替空气驱动进样阀。因氮压缩系数小。另外泵起动不应过快，可分步操作。如用3mL/min流速，先从lmL/min到2mL/min，然后再3mL/min，每个间隔应大于20s。柱切换技术的应用也很广泛，切换过程中在色谱柱的入口处压力在零到很大数字之间变化，会很快使柱报废。

色谱柱预防及维护—分离条件

多数色谱柱有很宽的试验条件范围，但具体应用又受到限制，主要是pH值、柱温和流动相的选择。硅胶为基质的键合相要求PH在2.5～7之间，*pH的流动相能“溶解"硅胶，使键合相流失。结果非碱性组分的保留不断减少，碱性组分的保留增加，引起碱性组分峰变宽。如果一定要用高或低pH的流动相，可加预柱(饱和柱)。预柱装在泵和进样阀之间，用分析柱相同的填料填装，或者用普通硅胶。硅胶饱和了流动相，减少了分析柱填料的损失。预柱不要求柱效高，用价格低的一般硅胶疏松地填装，按期检查硅胶的溶解情况。用预柱也有不利的影响，即新流动相难以平衡，保留时间不稳定或稳定慢。使用了预柱一定要加流路过滤器，以防止硅胶微粒引起的麻烦。以硅胶为基质的柱和阴离子交换柱超过60℃后，会增加对流动相中化学物质的吸附。在高温下用小颗粒柱引起柱床塌陷，降低柱效，改变峰形。在40℃以上使用3μm柱，70℃以上使用5μm柱，会使值降低50%。

色谱柱预防及维护—加流路过滤器和保护柱

流路过滤器紧靠进样阀后面，位于分析柱前。0.5μm烧结不锈钢片夹在死体积很小的套子中，挡住来源于样品和进样阀垫圈的微粒入柱。因为每个样品都过滤既费事又带来误差，样品量少过滤更困难，因此流路上装过滤器是比较省事的办法。也可以在流路加上保护柱，放在流路过滤器和分析柱之间，或者代替流路过滤器。保护柱的使命是收集阻塞色谱柱进口的来自样品的化学“垃圾"。这种垃圾*终降低柱效能。保护柱是消耗品，分析50～100个比较脏的样品之后就要调换新的。保护柱应该是小体积，用分析柱的同种填料填装。保护柱使用得当，对分离无影响，好像未装保护柱一样。有些厂商的商品将保护柱和流路过滤器连在一个单元内，使用起来非常方便。自己填装保护柱都是用短柱、不超过3cm长，内径2～3mm，用较大粒度的填粒(15～20μm)干法填装，会使分析柱效略微有所降低。

色谱柱预防及维护—用强溶剂定期冲洗色谱柱

每次工作结束，用强溶剂冲洗柱是良好的习惯。可用甲醇、乙腈冲反相柱，冲去留在柱上的强吸附组分。用甲醇水为流动相时也应冲洗。冲洗的程序在以下章节中介绍。柱头的烧结不锈钢滤片，要求平整，死体积小，孔径适当(2～5μm)。过滤片选择不好会改变色谱峰形，增加阻力或起不到阻挡污染物的作用(填料很快变色)。

色谱柱预防及维护—净化样品

用溶剂溶解的样品，多数组分在一定的时间内能完全从柱中流出来，不会造成危害。有些样品可能含有微粒物质，样品中的某种组分(如蛋白质)在柱头上沉积下来，组分在固定相上保留很强，溶剂带走柱填料等，这些都会造成柱效能下降或对柱寿命的影响，有必要采取措施防止柱变坏。

如在光线照射下观察样品是浑浊的或带有乳白色，进样前必须要过滤．虽然流路上装有过滤器和保护柱，但不能代替样品的前处理，样品中过多的微粒会使过滤器和保护柱超载，很快阻塞，或者微粒进入分析柱，所以在进样前必须过滤样品。

若怀疑样品与流动相混合有沉淀而对色谱柱有阻塞，应先试验一下，看样品溶液加入流动相中有无变浑或乳白色出现。如果进样后压力突然增加而后又慢慢减小，表明样品中有微粒或发生沉淀。如有沉淀要设法改变分离条件，包括换样品溶剂和流动相或处理样品去掉不溶物质。应尽量用小体积的样品。

有些样品能很强地吸附在柱填料上，这样会降低塔板数，改变样品的保留物质外，还要加保护柱，定期清洗色谱柱。有时因为疏忽，用对柱有害的溶剂溶解样品，比如用6mol/L的氢氧化钠溶解样品，这样的样品只要进50～100μL到硅胶基质柱中，硅胶就很快溶解而使柱报废。在这种情况下，应立即中和样品，或除去原溶剂中的有害成分。

综上所述，如何保护良好的柱性能与柱寿命：

1.认真阅读色谱柱使用说明书；

2.使用填充良好的色谱柱；

3.尽量减少压力波动，避免机械及热冲击；

4.使用保护柱及在线过滤器；

5.经常以强溶剂冲洗色谱柱；

6.充分过滤样品及流动相，尽量避免杂质微粒与强保留成分；

7.用稳定的固定相(C18*稳定);

8.在中等pH值操作时(6～8)，用有机缓冲溶液；

9.色谱柱使用温度*好小于40℃；

10.硅胶基质的色谱柱，应保持流动相的pH值范围在3.0～8.0；

11.在水流动相与缓冲溶液中加200ppm的叠氮钠；

12.流动相中含有缓冲溶液，应注意用95：5的水及有机溶剂过滤，有机溶剂不能低于5%；

13.贮存时，冲洗掉盐和缓冲液，用纯有机溶剂流动相保存。