浅析气源引起的气相色谱仪基线问题
2021-08-09 10:34:21来源：admin
在气相色谱仪分析中，基线问题是常见的维护热点。基线问题主要包括三个方面：基线噪声大；出现跃迁、杂峰等；有规律/无规律波动等。一方面，基线噪声的大小、基线位置可以反映仪器的工作状态是否正常；另一方面，基线的杂峰、波动可能会干扰正常的样品分析和定性定量；再一方面，良好的基线状态意味着仪器系统的稳定性和分析的品质，比如更低的方法检出限等。因此需要正视气相色谱仪器的基线问题，积极排查和解决问题。
引起气相色谱仪器基线问题的原因多种多样，在日常的使用中，首先，应当从合格和可靠的供应商获取仪器耗材，如钢瓶气、进样垫、衬管等；其次，应当做好耗材的日常维护，包括气体净化装置（除水、除氧和除烃装置）、进样口进样垫（进样隔垫、注射垫）、衬管、O型圈、分流部件（分流平板、毛细柱适配器）、分流捕集阱等的清洗和更换；再则，应当做好色谱柱的老化、FID检测器喷嘴与收集极的清洗，ECD的高温老化等部件维护；再次，应当按照仪器使用说明书正确设置和操作仪器；最后，还应当注意实验室环境应当符合仪器的安装使用要求。
然而，实际的情况是，即使注意到了以上方面，基线问题在很多情况下仍然是困扰实验室分析人员的一大难题。本期谱析色谱小编将介绍气源引起的气相色谱仪基线问题的一些实例。
概述
对于气相色谱仪而言，气源是必不可少的组成部分，气源提供气相色谱正常工作所需要的各种气体。从气相色谱仪对气体的使用用途而言，多数情况下大致可以分为四种：载气、燃气、助燃气和尾吹气。
载气用于将样品带入仪器系统进行分离和测定。常用的载气有氢气、氦气、氮气、氩气等。燃气和助燃气用于提供检测器内部形成火焰和进行燃烧；燃气一般指氢气，助燃气指空气（请注意，不要使用氧气）。尾吹气一般与载气类型相同，作用有很多，比如稀释火焰，消除检测器死体积等，用于采用毛细柱分离的情况。除上面所说之外，还有转化炉使用的氢气，驱动阀所用的空气/氮气等。
气相色谱仪分析中的气体除了载气之外，燃气、助燃气、尾吹气和转化炉使用的氢气、驱动多通阀转动的气体均可称之为辅助气。
气源对气相色谱仪分析基线的影响
由于气源提供气相色谱正常工作所需要的各种载气、燃气、助燃气和尾吹气等，参与气相色谱的工作过程，因此气源会影响气相色谱分析的基线。主要体现在气源供气纯度上，另外气源（如气体发生器）的稳定性也是重要的影响因素。
载气纯度对基线的影响
使用气相色谱仪进行分析时，均要求使用高纯载气，一般建议纯度为99.999%，条件难以满足时，也应在99.99%以上。如果载气不纯（含有微量的氧、水和烃类等）可能会导致多方面的影响，如基线噪声大，长期使用损坏色谱柱（含有微量的氧、水等），分析低含量烃类出负峰（含有微量烃类，非甲烷总烃可能出负峰）等。除了噪声变大之外，也会导致色谱柱损坏，使分析过程产生严重柱流失和鬼峰等问题，下图为上例同一色谱柱使用不纯载气之后程序升温的柱流失图（使用FID检测器）
氢气和助燃气（空气）对基线的影响
在气相色谱分析中，氢火焰离子化检测器（FID）、氮磷检测器（NPD，又称之为热离子检测器FTD）和火焰光度检测器（FPD）均需要使用氢气和助燃气（空气）燃烧产生火焰以维持正常工作，因此氢气的纯度以及助燃气（空气）的杂质含量（尤其是烃类含量）会影响到检测器的基线噪声大小，气体越洁净，燃烧的背景值越低，基线噪声也越小。
除了氢气之外，助燃气（空气）也会对基线噪声造成影响，主要表现在：（1）使用质量较差的钢瓶空气和质量较好的钢瓶空气之间；（2）使用空气发生器（空气源），由于某些空气发生器不能做到无油，或者室内环境有污染物导致空气发生器压缩的空气内杂质较多。下图为氢火焰离子化检测器（FID）使用空气发生器和使用高纯空气（高纯氧气和高纯氮气混合）的点火基线跃迁值，使用高纯空气跃迁值较小，说明其中杂质含量低，燃烧背景值小，也意味着基线噪声更低。
钢瓶使用方式对基线的影响
在使用钢瓶时为了防止空气倒灌和保证用气安全，使用时内部气体不应用尽，一般要求留有0.5MPa-1MPa的余气；同时，当钢瓶气即将用尽时候，由于下部沉积了比较多的杂质，也会导致基线较差，下图展示了当钢瓶空气低于0.5MPa时，氮磷检测器（NPD）的基线：
更换空气钢瓶后，相同实验条件下可以看到基线明显好转：
小结
气源是气相色谱分析必不可少的组成部分，气源提供气相色谱正常工作所需要的各种气体，因此应当保证气源的供应质量和正确使用。气源引起的基线问题除了上述气体纯度和杂质原因之外，钢瓶漏气、气体发生器内部漏气以及气源供气压力的稳定性不佳（气源内部的缓冲空间过小或者漏气）等均会对基线造成影响，在实际使用中应当加以注意。
