李萍

摘 要：本文探讨了气相色谱分析仪的原理，并分析了检定过程中的一些常见问题，结合实际经验提出解决方法。

关键词：气相色谱仪检定问题

1、气相色谱仪的原理

气相色谱仪利用试样的各组成成分在固定液和气相分配系数的不同，在气化后的试样随载气进入色谱柱中运行后，组成成分就会在其中的两相间反复多次分配，因为各组成成分的吸附和溶解能力不同，所以各组成成分在色谱柱的运行速度也就不同，经过一定的柱长后，便会彼此分离，按照顺序离开色谱柱进入到检测器，各组成成分产生的离子流讯号经过放大，在记录器上显示出各组成成分的色谱峰。气相色谱法也称气体色谱法或者气相层析法，是以一种以气体为流动相，采取冲洗法的柱色谱分离技术。分离的主要依据是样品中各组成成分在色谱柱中溶解度或吸附力不同，换句话说，是利用各组成成分在色谱柱中固相和气相分配系数的不同来达到样品的分离。

2、气相色谱仪检定中常见理论问题分析与解决方法

2.1 仪器测定时不出峰

气相色谱仪发生不出峰的原因主要为：①气相色谱仪至积分仪电路接线发生故障。其主要解决方法为，首先调节仪器，观察仪器是否出现衰减及电流等参数，若仪器信号不发生改变，则可初步判定为接线故障，再对接线进行进一步的检查。②FID、FPD 检测器火焰熄灭。其原因为氢气流量太小或太大。检查检测器火焰是否熄灭的常规方法为用镜子等光亮金属靠近检测器排气口，若工具表面未出现水凝珠则火已熄灭。③气路漏气。若出现气路漏气应当暂关仪器，在处于室温条件下利用试漏液或肥皂水对各个接头进行检查，直到寻找到漏气点为止。对于仪器测定时不出峰可检查检测器有无反应，对于热导检测器应采用最简单的气路堵放试验，具体方法为用手堵住热导检测器的出口，再突然放开，使产生气流波动，若基线出现波动，则说明导热检测器有响应。其次再进行火焰熄灭检查和气路漏气检查。

2.2 仪器灵敏度不符合规程

若气相色谱仪出现灵敏度不符合规程其原因多数归结于检测器出现问题。若ECD 检测器放射源失效则应更换检测器，所以在使用过程中应注意载气的纯度及温度，若出现载气纯度不够、温度过高等以免对检测器造成损坏。FID 检测器的氢氧比例不合适。检测器的氢氧比需通过实验确定，若比例没有达到合适值则灵敏度不能达到规程要求。同时若出现气路漏气也会造成仪器灵敏度不符合规程。处理方法同上面一致。

2.3 定量重复性差

定量重复性差的主要原因为：①微量进样器存在气泡或污垢。为避免气泡和污垢的出现，在进样前需进行观察，做好清洗工作，必要时进行调换。②进样口温度偏低未能完全气化样品，所以对于进样口温度应严格控制。③进样隔垫老化或漏气，观察隔垫上有无明显针孔或碎屑即可，有则立即更换。④溶剂峰与样品峰没有良好分离，这种想象将会直接导致样品峰的重复性。此时只需降低流速或柱温即可，必要时进行更换色谱柱，色谱柱应选择柱效高、扩散大的。

2.4 基线漂移过大

当系统稳定时间不够时会导致极限漂移过大，仪器的常稳定时间为一小时。而ECD 检测器的稳定时间则更长。色谱柱若出现流失，如色谱柱老化时间不够，基线将表现为由上向下，解决方法为升高柱温加速老化。若柱温温度过高，超过色谱柱最高使用温度基线将由下向上，可进行降温或更换色谱柱处理。TCD 检测器桥流过高，桥流允许值不符合稳定设定值基线将由下向上漂移，严重者会烧坏检测器。若出现这种情况应立即降低桥流。气路漏气同样也会造成基线漂移过大。

2.5 基线噪声过大

基线噪声过大的主要原因为载气流速过大、FID 检测器有积炭、ECD 检测器载气未脱氧或FPD 检测器内有冷凝水。首先，应该检查检测器火焰是否熄灭，其次，检查检测器喷嘴或收集板上是否有炭，并按说明书要求进行处理。最后，对于ECD 检测器要使用高纯氧气或加装脱氧管，并提高FPD 检测器的温度。

3、结合试验操作分析气相色谱仪检定措施

工厂中使用的气相色谱仪一般只对气体样品进行分析，操作环境室温，选用低柱温。在测定柱温的控温精度和稳定性及基线噪音和漂移等指标时应确保色谱柱温度低于老化温度。其主要原因为避免检测器内杂质对基线的稳定和准确性造成影响，同时避免低温固定相流失或失效。某些气相色谱仪承担组成复杂的样品分析，多配置有多色谱柱，对阀的多维色谱体统进行多切换。例如炼厂气组成分析、胶厂碳四气体分析等系统。由于柱系统的连接复杂且不容轻易更换，色谱周不能轻易拆换，所以，检定柱温的控温精度等指标只能在其特定使用的柱温条件下，对于需要长期连续运转并且定时分析固定样品的仪器，由于色谱仪一直处于长期运行的状态中，使得仪器性能相对稳定，但也不能排除有其他干扰因素。

由于TCD 检测器的设计原理为不同气体有不同的导热系数。载气一般选择氢气和氦气，并且其纯度应较高，以确保仪器的灵敏度。有研究表明，将纯度为98%的载气氢气换成纯度为99.9999%的载气氢气，检测器的灵敏度提高了15%，测量载气的流速的设备和方法误差应较仪器载气流速稳定性小，载气的流量应综合标准物质的分离情况而定，当标准物质为分开、色谱峰有脱尾时要适当降低载气流速。在使用甲烷标准气检定TCD 检测器性能指標时，当5A 分子筛色谱固定在较低柱温时对甲烷的吸附保留行为较强，甲烷色谱峰的面积与检测器的桥流、灵敏度直接相关，桥流小且灵敏度低，色谱峰面积小或无色谱峰。若出现这种情况通过更换定量管加大进样量和桥电流，或者提高柱温，将保留时间减短，确保色谱仪的基线达到重新稳定。由于工厂生产的连续性，在检定FID 检测器时，一般不更换色谱柱系统，应采用较低甲烷沸点，这样可快速完成色谱检测器的性能检定。对色谱检测器性能的测定可采用甲烷和苯标准样品，这两种样品可适应于低温柱或低温色谱固定相的要求，并且能达到快速出峰。对色谱峰信号的采集，不同色谱数据采集系统间存在差别，在计算时要加以校正，以免检测器的灵敏度和检测限的数据出现较大差别。

气相色谱仪检定中温度和压力对结果的准确性有严重影响，描述温度波动一般采用绝对表示法。在检测过程中，色谱数据的记录一般以记录仪、积分仪或色谱数据工作站为依据。对基线噪音、基线漂移、检测器的灵敏度及检测限等指标进行计算。在实际工作中，新型气相色谱仪的输出信号并非检测器原始信号，其峰面积结果会存在较大差异，所以对于这类仪器带TCD 检测器的也应以检测限作为技术指标，不能只检定灵敏度。

4、结束语

气相色谱仪在实际使用中会遇到各种问题，其不仅出现在检定工作中，而且在应用仪器分析样品时同样也会出现，因此掌握气相色谱仪在检定中的常见问题，并提出解决方法是非常必要的，其不仅能够提高检定和分析工作的效率，而且进一步提高了检定的准确率，同时也为实际操作中所遇到的问题提供理论依据。

参考文献

[1]郭毅，贺宁，龚敏珍.气相色谱仪FID检定过程中的常见故障及排除[J].化学分析计量. 2013（06）.

[2]冯平武.气相色谱仪检定中的常见问题[J]. 计量与测试技术. 2013（10）.

[3]李德林.气相色谱仪检定中常见异形峰分析[J]. 工业计量. 2011（S1）.