【中國儀器網 使用手冊】氣相色譜操作條件的選擇，常常決定是否能夠達到分離的目的，而選擇試驗條件的主要依據是范氏方程和分離度與各種色譜參數的關系式。氣相色譜柱分析條件的選擇主要包括柱溫、載氣種類和流速等的選擇。適當的分析條件，可以在較短的時間內完成分析工作，并達到良好的定性定量目的。在日常工作中，如何進行色譜柱分析條件的選擇呢？ 柱溫的選擇 柱溫是影響分析時間和分離度的重要因素。選擇柱溫的依據是樣品的沸點范圍，固定液的配比，允許使用溫度，以及檢測器的靈敏度。 柱溫主要影響分配系數、容量因子以及組分在流動相和固定相中的擴散系數，從而影響分離度和分析時間。選擇溫柱的原則，一般是在使難分離物質對達到要求的分離度條件下，盡可能采用低溫柱，其優點是可以增加固定相的選擇性，降低組分在流動相中的縱向擴散，提高柱效，減少固定液的流失、延長柱壽命和降低檢測器的本底。 提高柱溫可以使保留時間減少，加快分析速度，使樣品中組分流出，但是分離效果不好。降低柱溫，樣品有較大的分配系數，選擇性高，有利于分離。但溫度過低，容易引起峰形拖尾或前伸，并且分析時間長。可根據固定液的使用溫度極限和樣品組分沸點調節柱溫。 對于高沸點混合物，在保證分離的前提下，盡量降低柱溫。可在低于分析物沸點180℃～200℃的柱溫下進行分析；對沸點不太高(200～300℃)的樣品，柱溫可選100℃以下；對于氣體、氣態烴等低沸點混合物，一般選擇室溫或50℃以下進行分析。對于寬沸程樣品，需采用程序升溫法進行分離，即柱溫按預先設定的程序隨時間成線性或非線性增加，從而獲得分離效果。 載氣的選擇 一般說來，痕量分析或毛細管色譜的載氣純化程度，要高于常規分析。特別是電子捕獲、熱導池檢測器，載氣純度直接影響靈敏度和穩定性，一定要嚴格凈化。 根據分析對象，對于色譜柱的類型，操作儀器的檔次和具體檢測器，若使用不合要求的低純度氣體，不良影響有以下幾種可能： a.樣品失真或消失：如H2O氣使氯硅樣品水解； b.色譜柱失效：H2O，CO2使分子篩柱失去活性，H2O氣使聚脂類固定液分解，O2使PEG固定液斷鏈； c.有時某些氣體雜質和固定液相互作用而產生假峰； d.對柱保留特性的影響：如H2O對聚乙二醇等親水性固定液的保留指數會有所增加，載氣中氧含量過高時，無論是極性或是非極性固定液柱的保留特性，都會產生變化，使用時間越長影響越大； e.檢測器：TCD：信噪比減小，無法調零，線性變窄，文獻中的校正因子不能使用，氧含量過大，使元件在高溫時加速老化，減少壽命；FID：特別是在Dt≤1×10-11/S下操作時，CH4等有機雜質會使基流激增，噪聲加大不能進行微量分析； f.在做程序升溫操作時，載氣中的某些雜質，在低溫時保留在色譜柱中，當柱溫升高時不但引起基線漂移，還可能在譜圖上出現比較寬的“假峰”； g.儀器影響：各類過濾器加速失效；調節閥(穩壓閥，穩流閥，針形閥) 被污染，氣阻堵塞，調節精度降低或失靈；氣路系統被污染，若要恢復儀器在高靈敏度情況下操作，有時要吹洗很長時間(可能一周以上), 污染嚴重時有時再也無法恢復；對于FID，水蒸氣會影響分析結果，直至影響檢測器的壽命；對ECD和TCD的壽命明顯，這點應引起用戶特別注意。 載氣的壓力和流速 載氣壓力對柱效率有直接的影響。如提高柱內壓力，有助于提高柱效率。但只提高入口壓力，使流速加大且壓降太大時，反而會降低柱效率，因此也必須提高出口壓力。一般采用在柱后加裝適當氣阻的方法來解決這一問題。 載氣流速主要影響分離效率和分析時間。為獲得高柱效，應選用佳流速，但所需分析時間較長。為縮短分析時間，一般選擇載氣速度要高于佳流速，此時柱效雖稍有下降，卻節省了很多分析的時間。常用的載氣速度流速為20～80mL/min。 對于FID 或FPD 檢測器，氫氣和空氣的比例是影響分離度和靈敏度的重要因素，只有反復試驗，才能確定適合的比例。對于填充柱色譜柱，載氣流入方向要盡量與色譜柱內固定相裝填方向一致，以減小壓差，提率。 進樣量的選擇 進樣量的多少直接影響譜帶的初始寬度。因此，只要檢測器的靈敏度足夠高，進樣量越少，越有利于得到良好的分離。一般情況下，柱越長，管徑越粗，組分的容量因子越大，則允許的進樣量越多。一般氣體進樣量在1～10mL，液體進樣量在0.5～10μL 之間，可取得較好的分析效果。此外，進樣速度要快，進樣時間要短，以減少縱向擴散，有利于提高柱效。 氣化溫度的選擇 氣化溫度取決于樣品的揮發性、沸點范圍及進樣量等因素。氣化溫度選擇不當，會使柱效下降。通常氣化室的溫度選擇為樣品沸點或高于沸點，以保證樣品能瞬間氣化；但不要超過沸點50℃以上，以防止樣品分解。 對于一般的氣相色譜分析，氣化溫度比柱溫高10～50℃即可。但對于某些高沸點組分或熱穩定性差的組分，在其沸點左右分析會產生分解現象。此時應采取的措施是減少進樣量，采用高靈敏度檢測器，氣化室溫度的選擇應低于其沸點100～200℃。 從以上介紹的選擇原則可以看出，各種條件往往同時影響色譜柱的選擇性和效率，它們之間既密切聯系又互相制約。因此在實際分析中，要作綜合考慮，靈活地運用這些原則，既要保證良好的選擇性，又要保證分離效率，合理地選擇佳色譜分析條件。 色譜柱性能下降的原因
色譜柱破裂
熔融石英毛細管柱的聚酰亞胺涂層如有少許破裂它就會斷裂，聚酰亞胺涂層保護著脆弱的熔融石英毛細管，柱箱連續地加熱和冷卻，柱箱風扇的震動，把色譜柱繞在圓形柱架上都會對毛細管造成應力，最后在很小的弱點處會破裂，聚酰亞胺涂層形成的劃痕或磨損處會造成弱點，當利刃或薄片觸及毛細管時常會造成劃痕，色譜柱掛鉤和標簽、柱箱中的金屬邊緣、色譜柱切割器和實驗室實驗臺上各種類似的東西都是利刃或薄片的來源。
色譜柱自身破裂的情況很少，色譜柱制造業注意剔除任何有弱點的柱子，以免使色譜柱的性受到影響，大內徑柱更容易破裂。
熱損壞
超過色譜柱的溫度上限會造成色譜柱固定相和管表面的加速損壞，這樣會造成色譜柱的過量流失，活性組分形成拖尾，柱效降低。因此，在色譜柱明顯的損壞以前于溫度極限以上運行需較長時間，當有氧存在時會大大加速熱損壞，在有泄漏或過加熱加溫色譜柱會加速損壞并性損壞色譜柱。
設定GC的柱溫在色譜柱高溫極限或稍高于這一極限是避免熱損壞的方法，這樣可避免色譜柱意外的過熱，如果色譜柱受到熱損失，它仍然還會有一定的功能。把色譜柱從檢測器上卸下來，在極限的恒溫溫度下加熱8-16小時，把色譜柱接到檢測器的一端截去10-375px，按正常情況安裝色譜柱并進行老化。但是這一色譜柱不能恢復到原來的性能，可是常常仍具有一定的功能，在熱損壞之后色譜柱的壽命會縮短。
氧損壞
在近于室溫下不會對色譜柱有損害，柱溫升高時會嚴重損壞色譜柱。通常對于極性固定相，發生嚴重損壞時的溫度和氧濃度都很低。長時間暴露在氧氣中是有問題的。短時間地暴露在氧氣中如注射空氣或拿掉隔墊螺帽時不會有什么問題。
在載氣通道上有泄漏的地方（如氣路、接頭、進樣器）往往是進入氧氣的源頭。當色譜柱加熱時，就會很快損壞固定相，這就會過早地引起色譜柱的過度流失、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有一定的分離功能，但是性能已經下降了。在嚴重的情況下這支色譜柱就不能使用了。
讓系統避免和氧接觸和避免泄漏是不受到氧損壞的方法，對GC系統的良好維護包括定期對管線和壓力調節器進行檢漏、定期更換隔墊，使用高純度載氣、安裝氧捕集以及不要等載氣鋼瓶用空了再進行更換。
化學損壞
有相當少數化合物會使固定相遭到破壞，不揮發性化合物（高分子量或高沸點）進入色譜柱常常會降低色譜柱的性能，但是不會破壞固定相。這些沉積的殘留物可以用溶劑沖洗色譜柱而除去以恢復色譜柱的性能。
要避免進入色譜柱的主要化合物是無機或礦物堿和酸，這類酸包括鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸。堿包括氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨。這些酸和堿不揮發，積累在色譜柱前端。如果使其停留在那里就會破壞固定相，使色譜柱過早地大量流失、使活性化合物拖尾、柱效降低。其征兆和熱損失及氧損壞類似。
由于化學損失奪發生在色譜柱的前端，所以處理或把色譜柱前端切掉0,5—1m可消除任何色譜方面的故障，在比較嚴重的情況下，可以截去5m或更長的一段。如果使用保護柱就會減小色譜柱被損壞的長度，但是需要處理保護柱，酸或堿常常會破壞熔融石英管的去活表面，因而會引起活性化合物的峰型變壞。
色譜柱被污染
有兩種基本類型的污染物：不揮發性污染和半揮發性污染物，不揮發性污染物或殘留物不能從色譜柱里洗脫出來，而是累積在色譜柱里，這樣它就成為涂漬了殘留物的色譜柱，因而影響溶質的分配，即溶質溶入和蒸發出固定相的正常分配，而且殘留物還會和活性化合物相互作用，引起峰的吸附問題（甚至造成拖尾或減少峰面積）。活性溶質是指那些含有羥基或氨基和一些硫醇基及醛的物質，半揮發性污染物或積累在色譜柱中的殘留物，最終會洗脫出去。但需要幾個小時或幾天才洗脫出來，和不揮發性殘留物一樣，它們也會引起峰形變壞和峰面積減小的問題，此外，常常引起很多基線的問題（不穩定、漂移、噪音、鬼峰等）。
污染物的來源
污染物的來源有許多，其中進樣是最主要的來源。萃取自最差基體的樣品，生物液體和組織、土壤、廢水等類似的含有大量半揮發和不揮發物質的基體，甚至使用仔細及的萃取方法，樣品也會含有少許這些物質并帶到注射樣品中。幾次到幾百次進樣會造成殘留物的積累故障，進樣技術如柱上進樣、不分流進樣和大口徑柱直接進大量樣品到色譜柱中，這些進樣方法常常會造成色譜柱的污染。
保養措施
限度地減少半揮發性和不揮發性樣品殘留物是減少污染問題的方法，然而污染物的存在常常是不知道的。嚴格和的凈化樣品是防止污染問題的辦法，使用保護柱可以減輕或推遲色譜柱受到污染的損害。如果色譜柱被污染了，辦法是用溶劑進行清洗除去污染物。建議不要使用長時間加熱的方法來處理受到污染的色譜柱。
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