氣相色譜往往由于生產(chǎn)連續(xù)性的需要,通常都是24h運(yùn)行,很難有機(jī)會(huì)對(duì)儀器進(jìn)行系統(tǒng)清洗、維護(hù)。一旦有合適的機(jī)會(huì),就有必要根據(jù)儀器運(yùn)行的實(shí)際情況,盡可能的對(duì)儀器的重點(diǎn)部件進(jìn)行徹底的清洗和維護(hù)。
氣相色譜儀經(jīng)常用于有機(jī)物的定量分析,儀器在運(yùn)行一段時(shí)間后,由于靜電原因,儀器內(nèi)部容易吸附較多的灰塵;電路板及電路板插口除吸附有積塵外,還經(jīng)常和某些有機(jī)蒸氣吸附在一起;因?yàn)椴糠钟袡C(jī)物的凝固點(diǎn)較低,在進(jìn)樣口位置經(jīng)常發(fā)現(xiàn)凝固的有機(jī)物,分流管線(xiàn)在使用一段時(shí)間后,內(nèi)徑變細(xì),甚至被有機(jī)物堵塞;在使用過(guò)程中,TCD檢測(cè)器很有可能被有機(jī)物污染;FID檢測(cè)器長(zhǎng)時(shí)間用于有機(jī)物分析,有機(jī)物在噴嘴或收集極位置沉積或噴嘴、收集極部分積炭經(jīng)常發(fā)生。
1.儀器內(nèi)部的吹掃、清潔
氣相色譜儀停機(jī)后,打開(kāi)儀器的側(cè)面和后面面板,用儀表空氣或氮?dú)鈱?duì)儀器內(nèi)部灰塵進(jìn)行吹掃,對(duì)積塵較多或不容易吹掃的地方用軟毛刷配合處理。吹掃完成后,對(duì)儀器內(nèi)部存在有機(jī)物污染的地方用水或有機(jī)溶劑進(jìn)行擦洗,對(duì)水溶性有機(jī)物可以先用水進(jìn)行擦拭,對(duì)不能徹底清潔的地方可以再用有機(jī)溶劑進(jìn)行處理,對(duì)非水溶性或可能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)物用不與之發(fā)生反應(yīng)的有機(jī)溶劑進(jìn)行清潔,如甲苯、丙酮、四氯化碳等。注意,在擦拭儀器過(guò)程中不能對(duì)儀器表面或其他部件造成腐蝕或二次污染。
2.電路板的維護(hù)和清潔
氣相色譜儀準(zhǔn)備檢修前,切斷儀器電源,首先用儀表空氣或氮?dú)鈱?duì)電路板和電路板插槽進(jìn)行吹掃,吹掃時(shí)用軟毛刷配合對(duì)電路板和插槽中灰塵較多的部分進(jìn)行仔細(xì)清理。操作過(guò)程中盡量戴手套操作,防止靜電或手上的汗?jié)n等對(duì)電路板上的部分元件造成影響。
吹掃工作完成后,應(yīng)仔細(xì)觀(guān)察電路板的使用情況,看印刷電路板或電子元件是否有明顯被腐蝕現(xiàn)象。對(duì)電路板上沾染有機(jī)物的電子元件和印刷電路用脫脂棉蘸取酒精小心擦拭,電路板接口和插槽部分也要進(jìn)行擦拭。
3.進(jìn)樣口的清洗
在檢修時(shí),對(duì)氣相色譜儀進(jìn)樣口的玻璃襯管、分流平板,進(jìn)樣口的分流管線(xiàn),EPC等部件分別進(jìn)行清洗是十分必要的。
玻璃襯管和分流平板的清洗:從儀器中小心取出玻璃襯管,用鑷子或其他小工具小心移去襯管內(nèi)的玻璃毛和其它雜質(zhì),移取過(guò)程不要?jiǎng)潅r管表面。
如果條件允許,可將初步清理過(guò)的玻璃襯管在有機(jī)溶劑中用超聲波進(jìn)行清洗,烘干后使用。也可以用丙酮、甲苯等有機(jī)溶劑直接清洗,清洗完成后經(jīng)過(guò)干燥即可使用。
分流平板較為理想的清洗方法是在溶劑中超聲處理,烘干后使用。也可以選擇合適的有機(jī)溶劑清洗:從進(jìn)樣口取出分流平板后,首先采用甲苯等惰性溶劑清洗,再用甲醇等醇類(lèi)溶劑進(jìn)行清洗,烘干后使用。
分流管線(xiàn)的清洗:氣相色譜儀用于有機(jī)物和高分子化合物的分析時(shí),許多有機(jī)物的凝固點(diǎn)較低,樣品從氣化室經(jīng)過(guò)分流管線(xiàn)放空的過(guò)程中,部分有機(jī)物在分流管線(xiàn)凝固。
氣相色譜儀經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后,分流管線(xiàn)的內(nèi)徑逐漸變小,甚至完全被堵塞。分流管線(xiàn)被堵塞后,儀器進(jìn)樣口顯示壓力異常,峰形變差,分析結(jié)果異常。在檢修過(guò)程中,無(wú)論事先能否判斷分流管線(xiàn)有無(wú)堵塞現(xiàn)象,都需要對(duì)分流管線(xiàn)進(jìn)行清洗。分流管線(xiàn)的清洗一般選擇丙酮、甲苯等有機(jī)溶劑,對(duì)堵塞嚴(yán)重的分流管線(xiàn)有時(shí)用單純清洗的方法很難清洗干凈,需要采取一些其他輔助的機(jī)械方法來(lái)完成。可以選取粗細(xì)合適的鋼絲對(duì)分流管線(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的疏通,然后再用丙酮、甲苯等有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗。由于事先不容易對(duì)分流部分的情況作出準(zhǔn)確判斷,對(duì)手動(dòng)分流的氣相色譜儀來(lái)說(shuō),在檢修過(guò)程中對(duì)分流管線(xiàn)進(jìn)行清洗是十分必要的。
對(duì)于EPC控制分流的氣相色譜儀,由于長(zhǎng)時(shí)間使用,有可能使一些細(xì)小的進(jìn)樣墊屑進(jìn)入EPC與氣體管線(xiàn)接口處,隨時(shí)可能對(duì)EPC部分造成堵塞或造成進(jìn)樣口壓力變化。所以每次檢修過(guò)程盡量對(duì)儀器EPC部分進(jìn)行檢查,并用甲苯、丙酮等有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗,然后烘干處理。
由于進(jìn)樣等原因,進(jìn)樣口的外部隨時(shí)可能會(huì)形成部分有機(jī)物凝結(jié),可用脫脂棉蘸取丙酮、甲苯等有機(jī)物對(duì)進(jìn)樣口進(jìn)行初步的擦拭,然后對(duì)擦不掉的有機(jī)物先用機(jī)械方法去除,注意在去除凝固有機(jī)物的過(guò)程中一定要小心操作,不要對(duì)儀器部件造成損傷。將凝固的有機(jī)物去除后,然后用有機(jī)溶劑對(duì)儀器部件進(jìn)行仔細(xì)擦拭。
4.TCD和FID檢測(cè)器的清洗
TCD檢測(cè)器在使用過(guò)程中可能會(huì)被柱流出的沉積物或樣品中夾帶的其他物質(zhì)所污染。TCD檢測(cè)器一旦被污染,儀器的基線(xiàn)出現(xiàn)抖動(dòng)、噪聲增加。有必要對(duì)檢測(cè)器進(jìn)行清洗。
HP的TCD檢測(cè)器可以采用熱清洗的方法,具體方法如下:關(guān)閉檢測(cè)器,把柱子從檢測(cè)器接頭上拆下,把柱箱內(nèi)檢測(cè)器的接頭用死堵堵死,將參考?xì)獾牧髁吭O(shè)置到20～30ml/min,設(shè)置檢測(cè)器溫度為400℃,熱清洗4～8h,降溫后即可使用。
國(guó)產(chǎn)或日產(chǎn)TCD檢測(cè)器污染可用以下方法。儀器停機(jī)后,將TCD的氣路進(jìn)口拆下,用50ml注射器依次將丙酮(或甲苯,可根據(jù)樣品的化學(xué)性質(zhì)選用不同的溶劑)無(wú)水乙醇、蒸餾水從進(jìn)氣口反復(fù)注入5～10次,用吸爾球從進(jìn)氣口處緩慢吹氣,吹出雜質(zhì)和殘余液體,然后重新安裝好進(jìn)氣接頭,開(kāi)機(jī)后將柱溫升到200℃,檢測(cè)器溫度升到250℃,通入比分析操作氣流大1～2倍的載氣,直到基線(xiàn)穩(wěn)定為止。
對(duì)于嚴(yán)重污染,可將出氣口用死堵堵死,從進(jìn)氣口注滿(mǎn)丙酮(或甲苯,可根據(jù)樣品的化學(xué)性質(zhì)選用不同的溶劑),保持8h左右,排出廢液,然后按上述方法處理。
FID檢測(cè)器的清洗:FID檢測(cè)器在使用中穩(wěn)定性好,對(duì)使用要求相對(duì)較低,使用普遍,但在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中,容易出現(xiàn)檢測(cè)器噴嘴和收集極積炭等問(wèn)題,或有機(jī)物在噴嘴或收集極處沉積等情況。對(duì)FID積炭或有機(jī)物沉積等問(wèn)題,可以先對(duì)檢測(cè)器噴嘴和收集極用丙酮、甲苯、甲醇等有機(jī)溶劑進(jìn)行清洗。當(dāng)積炭較厚不能清洗干凈的時(shí)候,可以對(duì)檢測(cè)器積炭較厚的部分用細(xì)砂紙小心打磨。注意在打磨過(guò)程中不要對(duì)檢測(cè)器造成損傷。初步打磨完成后,對(duì)污染部分進(jìn)一步用軟布進(jìn)行擦拭,再用有機(jī)溶劑最后進(jìn)行清洗,一般即可消除。
在器微型化過(guò)程中,尺寸的縮小不僅要考慮材料的性質(zhì)和制造上的可能,還要從原理上考慮尺寸縮小后所帶來(lái)的一系列問(wèn)題。這些問(wèn)題包括：
?。?）分離系統(tǒng)中被分配的分子個(gè)數(shù)是否大于106,因?yàn)橹挥写笥?06才能得到符合統(tǒng)計(jì)結(jié)果的數(shù)據(jù);
?。?）因分離通道尺寸縮小,自然提高了單位柱長(zhǎng)的效率,但是總長(zhǎng)度的減少可能使總分離效能遠(yuǎn)低于常規(guī);
（3）對(duì)于質(zhì)量敏感型檢測(cè)器,經(jīng)過(guò)分離柱后單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)檢測(cè)器的分子個(gè)數(shù)是否滿(mǎn)足檢測(cè)原理所要求的最小數(shù)目;
?。?）對(duì)于濃度型檢測(cè)器,到達(dá)檢測(cè)池的分子數(shù)目是否能滿(mǎn)足符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的分子數(shù)目;
?。?）檢測(cè)微區(qū)內(nèi)的外加能量密度是否超過(guò)被檢測(cè)分子所能承受的極限;
（6）微量流動(dòng)相的輸送與控制;
?。?）因材料尺寸的縮小,表面層氧化或腐蝕對(duì)器件功能的影響。最后,色譜儀器微型化所帶來(lái)的好處不僅僅是單位長(zhǎng)度分離效率的提高,而是總分離能力的保持甚至提高;不僅僅是分離系統(tǒng)或某個(gè)部件的微型化,而是整體的微型化;不僅僅是質(zhì)量靈敏度的提高,而是濃度靈敏度的保持或提高;不僅僅是能量和物質(zhì)的低消耗,而是使用的方便和友好;不僅僅是整體尺寸的縮小,更重要的是整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性的提高!
下面分別討論上述7個(gè)問(wèn)題。
?。?）色譜分離的基本原理是有符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律數(shù)目的分子群經(jīng)過(guò)不斷的兩相分配和分子碰撞,利用其分配系數(shù)的差異來(lái)達(dá)到分離的目的。這是一個(gè)宏觀(guān)參數(shù)。當(dāng)分子數(shù)目低于這個(gè)數(shù)目時(shí),就會(huì)偏離統(tǒng)計(jì)規(guī)律而出現(xiàn)所謂的漲落現(xiàn)象。分子數(shù)目越少,漲落現(xiàn)象越嚴(yán)重。當(dāng)分子數(shù)目低于103個(gè)時(shí),已沒(méi)有準(zhǔn)確的色譜保留規(guī)律,因此也就失去了宏觀(guān)意義下的分離規(guī)律。一般地,保證符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律的分子數(shù)目是106個(gè)。
例如內(nèi)徑30μm的填充毛細(xì)管液相色譜（μ2HPLC）柱或毛細(xì)管電泳柱,若分別保持10萬(wàn)/m和40萬(wàn)/m的分離柱效,直接進(jìn)樣時(shí)不過(guò)載的進(jìn)樣量分別為40pL（1pL=10-12L）和115pL,分子總數(shù)分別是112×1012～112×1014和415×1010～415×1012。樣品中含量低至1～0.01μL/L（對(duì)μ2HPLC）或低至20～0.2μL/L（對(duì)CE）的組分就不能滿(mǎn)足106個(gè)分子的數(shù)目要求,分離過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題。所以,上述分離系統(tǒng)對(duì)濃度高于這個(gè)指標(biāo)的樣品分離時(shí)可以有重復(fù)的保留時(shí)間。如果考慮檢測(cè)方面的限制[參見(jiàn)下述的（3）和（4）>,痕量分析中用粗內(nèi)徑的填充色譜柱總是優(yōu)于微型色譜柱。
為了能進(jìn)行痕量分析,微型分離分析系統(tǒng)往往采用樣品預(yù)濃縮技術(shù)以補(bǔ)償濃度靈敏度的不足。但為此而發(fā)展的技術(shù)也同樣適用于常規(guī)分離分析系統(tǒng),同樣可以提高常規(guī)儀器的靈敏度,除非樣品量受到嚴(yán)格限制。
?。?）45年前的色譜柱理論已經(jīng)指出,毛細(xì)管開(kāi)口柱的內(nèi)徑越小,或填充柱的填料粒度越小,色譜柱的分離效率就越高。毛細(xì)管電泳亦然,只是理論上有些不同,如有散熱問(wèn)題和塞子流型的特點(diǎn)。微型化中普遍采用的細(xì)內(nèi)徑分離柱并不是微型儀器的專(zhuān)利,所能達(dá)到的高柱效也不是最近才認(rèn)識(shí)到的。如果在現(xiàn)有常規(guī)儀器中使用這種等效內(nèi)徑的色譜柱,再適當(dāng)改進(jìn)進(jìn)樣技術(shù)和檢測(cè)器,就會(huì)有與微型色譜或芯片電泳同樣的單位柱長(zhǎng)的柱效,同時(shí)還可以有極高的總分離效能,因?yàn)槌Ｒ?guī)儀器中分離柱的長(zhǎng)度很少受限,而高的分離效能才是真正有意義的。所以,微型色譜和芯片毛細(xì)管電泳用短分離柱而有快速分離的特點(diǎn),并不是它真正的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)橛猛瑯映叽绲姆蛛x柱可以分別在常規(guī)色譜和毛細(xì)管電泳上實(shí)現(xiàn)同樣的效果。
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