色譜柱如何安裝、老化及驗收？

在檢測過(guò)程中，更換新的色譜柱是會(huì )經(jīng)常碰到的事情。液相色譜柱的更換只需要把兩端的螺帽擰緊就行，十分簡(jiǎn)單。而對于氣相來(lái)說(shuō)，更換色譜柱則是比較繁瑣的事情，而且安裝不當，不但無(wú)法進(jìn)行檢測，而且會(huì )對色譜柱和機器的性能產(chǎn)生嚴重損傷，甚至可能會(huì )出現安全事故，特別是使用氫氣等可燃性氣體作為載氣時(shí)，要特別小心。
    新買(mǎi)的色譜柱或長(cháng)時(shí)間沒(méi)有使用的色譜柱，在使用前都需要進(jìn)行老化處理,以除去色譜柱中殘留的氧化物、未交聯(lián)的固定液等；新買(mǎi)的色譜柱還要進(jìn)行驗收工作以保證其能滿(mǎn)足實(shí)驗室分析的要求。那么在日常分析工作中，如何進(jìn)行正確的安裝、老化和驗收色譜柱呢？

1原因

色譜柱要正確安裝,才能發(fā)揮其*的性能和延長(cháng)其使用壽命。安裝不正確將嚴重影響目標物的分離，出現色譜峰形異?；蚬矸?，不但嚴重影響定量精度，甚至使分析工作無(wú)法進(jìn)行。
    色譜柱安裝不正確,有可能會(huì )導致色譜柱的破損或堵塞，如安裝過(guò)程中沒(méi)有將柱頭朝下，即可能使密封墊碎屑進(jìn)入柱管而造成堵塞。
    石英毛細管柱的聚酰亞胺涂層，如有少許破損就可能導致脆弱的石英毛細管發(fā)生斷裂。如已經(jīng)斷裂的色譜柱，仍在高溫下連續運行或是作多階溫度程序運行，很可能損壞色譜柱，因破裂的后半段暴露在高溫的氧氣中，這樣一來(lái)會(huì )很快地破壞固定相。
    如果使用氫氣作為載氣，因安裝不正確,可能會(huì )導致漏氣，甚至發(fā)生爆炸,很可能出現安全事故，危及儀器及操作者的生命安全。
    對色譜柱進(jìn)行老化,一方面是*除去填充物中的殘留溶劑和某些揮發(fā)性的物質(zhì)；另一方面是促進(jìn)固定液均勻牢固地分布在擔體的表面上。
    因為氣相色譜柱的固定相通常是以涂覆的形式分布在柱管管壁內側(毛細管柱)或載體表面(填充柱)上的，對于一根新的氣相色譜柱，外層固定相與載體的結合往往較弱，在高溫下使用會(huì )緩慢流失，造成基線(xiàn)起伏和噪聲升高，為了避免這一現象發(fā)生，可以預先在較高溫度下(一般為色譜柱的zui高耐受溫度)加熱一段時(shí)間，使結合較弱的固定相揮發(fā)出去，從而使后面的分析不受干擾。此外，對使用時(shí)間較長(cháng)的氣相色譜柱可進(jìn)行老化操作，可以除去色譜柱中殘留的污染物。

2解決方案

①色譜柱的安裝
把毛細管柱安裝在色譜儀上時(shí)，需要將其兩端分別與進(jìn)樣口和檢測器相連接。一般儀器所用的接頭有兩種，分別是內螺紋接頭和外螺紋接頭。原理都是用一個(gè)石墨密封墊，通過(guò)接頭壓緊而達到固定和密封的目的。
正確的安裝請參考以下步驟：
a. 檢查氣體過(guò)濾器、載氣、進(jìn)樣墊和襯管等，保證輔助氣和檢測器的用氣暢通有效。如果以前做過(guò)較臟樣品或活性較高的化合物，需要將進(jìn)樣口的襯管清洗或更換。
b. 先將密封墊套在柱頭，此時(shí)應將柱頭向下，避免密封墊碎屑進(jìn)入柱管而造成堵塞。

將石墨墊套在柱頭后，應將柱頭截去1～2cm?？捎脤?zhuān)門(mén)的柱切割器，也可用一個(gè)開(kāi)安剖瓶的磁片，在柱頭上輕輕地劃一下，然后用手掰斷。這樣做可以保證柱端是整潔的，又避免了柱頭污染物對分析的干擾，因為截去了穿過(guò)密封墊時(shí)可能進(jìn)入柱頭的污染物，或者運輸過(guò)程中可能損壞的柱端。
    將色譜柱連接于進(jìn)樣口上，色譜柱在進(jìn)樣口中插入深度根據所使用的GC儀器不同而定。正確合適的插入能zui大地保證試驗結果的重現性。通常來(lái)說(shuō)，色譜柱的入口應保持在進(jìn)樣口的中下部，當進(jìn)樣針穿過(guò)隔墊*插入進(jìn)樣口后,如果針尖與色譜柱入口相差1～2cm，這就是較為理想的狀態(tài)。檢測器一端則是柱出口盡量接近檢測點(diǎn)（如FID的火焰），以避免死體積造成的柱外效應（具體的插入程度和方法參見(jiàn)所使用GC的使用手冊）。避免用力彎曲擠壓毛細管柱，并小心,不要讓標記牌等有鋒利邊緣的物品與毛細柱接觸摩擦，以防柱身斷裂受損。
c.用手把連接螺母擰上，擰緊后（用手擰不動(dòng)了）用扳手再多擰1/4-1/2圈，保證安裝的密封程度。

因為不緊密的安裝，不僅會(huì )引起載氣的泄漏，而且有可能對色譜柱造成*損壞。為保證柱端伸出的長(cháng)度準確，可在截去柱端后，先量好柱頭伸出長(cháng)度，然后用記號筆或改字液在接頭下方的色譜柱上做記號，擰緊接頭以后保證該記號正好位于柱頭端面。這樣就避免了擰緊過(guò)程中柱管移動(dòng)可能造成的伸出長(cháng)度不準確。
d. 接通載氣
當色譜柱與進(jìn)樣口接好后，可參考表3.4，由柱長(cháng)、柱內徑等參數選取初始的柱前壓，然后通載氣，調節柱前壓以得到合適的載氣流速。
將色譜柱的出口端插入裝有正己烷的樣品瓶中，正常情況下，我們可以看見(jiàn)瓶中穩定持續的氣泡。如果沒(méi)有氣泡，就要重新檢查一下載氣裝置和流量控制器等是否正確設置，并檢查一下整個(gè)氣路有無(wú)泄漏。等所有問(wèn)題解決后，將色譜柱出口從瓶中取出，保證柱端口無(wú)溶劑殘留，再進(jìn)行下一步的安裝。

e. 將色譜柱連接于檢測器上,其安裝和注意的事項與色譜柱與進(jìn)樣口連接大致相同。

如果在應用中系統所使用的是ECD或NPD等，那么在老化色譜柱時(shí)，應該將柱子與檢測器斷開(kāi)，這樣檢測器可能會(huì )更快達到穩定。
f. 確定載氣流量，再對色譜柱的安裝進(jìn)行檢查。

注意：如果不通入載氣就對色譜柱進(jìn)行加熱，會(huì )快速且*性的損壞色譜柱。
②色譜柱的老化與老化效果檢測
色譜柱安裝和系統檢漏工作完成后，就可以對色譜柱進(jìn)行老化了。
a.老化的方法：
老化的方法通常是將色譜柱升至一恒定溫度，通常為其溫度上限。特殊情況下，可加熱至zui高使用溫度之上約10～20℃左右，但是一定不能超過(guò)色譜柱的溫度上限，那樣極易損壞色譜柱。
當到達老化溫度后，記錄并觀(guān)察基線(xiàn)。初始階段基線(xiàn)應持續上升，在到達老化溫度后5～10分鐘開(kāi)始下降，并且會(huì )持續30～90分鐘。當到達一個(gè)固定的值后就會(huì )穩定下來(lái)。如果在2～3小時(shí)后基線(xiàn)仍無(wú)法穩定或在15～20分鐘后仍無(wú)明顯的下降趨勢，那么有可能系統有泄漏或者污染。遇到這樣的情況，應立即將柱溫降到40℃以下，盡快的檢查系統并解決相關(guān)的問(wèn)題。如果還是繼續的老化，不僅對色譜柱有損壞而且始終得不到正常穩定的基線(xiàn)。
另外，老化的時(shí)間也不宜過(guò)長(cháng)，不然會(huì )降低色譜柱的使用壽命。一般來(lái)說(shuō)，涂有極性固定相和較厚涂層的色譜柱老化時(shí)間長(cháng)，而弱極性固定相和較薄涂層的色譜柱所需時(shí)間較短。
b. 設置確認載氣流速
對于毛細管色譜柱，載氣的種類(lèi)高純度氮氣或氫氣。載氣的純度大于99.995%，而其中的含氧量越少越好。如果您使用的是毛細管色譜柱，那么依照載氣的平均線(xiàn)速度（cm/sec），而不是利用載氣流量（mL/min）來(lái)對載氣做出評價(jià)。因為柱效的計算采用的是載氣的平均線(xiàn)速度。推薦平均線(xiàn)速度值：氮氣：10～12cm/sec；氫氣：20～25cm/sec。
在載氣的管線(xiàn)中加入氣體過(guò)濾裝置不僅可以延長(cháng)色譜柱壽命，而且很大程度的降低了背景噪音。建議安裝一個(gè)高容量脫氧管和一個(gè)載氣凈化器。使用ECD系統時(shí)，能在其輔助氣路中也安裝一個(gè)脫氧管。
c.柱流失檢測
在色譜柱老化過(guò)程結束后，利用程序升溫作一次空白試驗（不進(jìn)樣）。一般是以10℃/min從50℃升至zui高使用溫度，達到zui高使用溫度后保持10min。這樣我們就會(huì )得到一張流失圖。這些數值可能對今后作對比試驗和實(shí)驗問(wèn)題的解決有幫助。
在空白試驗的色譜圖中，不應該有色譜峰出現。如果出現了色譜峰，通?？赡苁菑倪M(jìn)樣口帶來(lái)的污染物。如果在正常的使用狀態(tài)下，色譜柱的性能開(kāi)始下降，基線(xiàn)的信號值會(huì )增高。另外，如果在很低的溫度下，基線(xiàn)信號值明顯的大于初始值，那么有可能是色譜柱和GC系統有污染。

③新色譜柱的驗收

新買(mǎi)的氣相色譜柱到貨后要進(jìn)行驗收，驗收首先是對貨物的外包裝進(jìn)行觀(guān)察，如有破損，應直接拒絕接受，要求供應商重新發(fā)貨。打開(kāi)包裝后，色譜柱如沒(méi)有可見(jiàn)的斷裂、破損，可在安裝、老化后使用標準物質(zhì)進(jìn)行柱效測試。
新柱子都有說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)一般都附有質(zhì)量檢測報告，附譜圖、條件、試樣等，如果實(shí)驗室備有相應的測試標準物質(zhì)，可照其條件試驗一下，計算塔板數、分離度等，與其報告相差不大即可。亦可依據自己的分析用途，用本實(shí)驗室的實(shí)際條件進(jìn)行樣品分析，與實(shí)驗室以前的正常柱子比較，保留時(shí)間、分離度、塔板數等是否正常即可判斷。建議保留新柱子的測試圖譜，以備以后柱效下降時(shí)對比參考。
④其他

色譜柱的保存用進(jìn)樣墊將色譜柱的兩端封住，并放回原包裝。在安裝時(shí)要將色譜柱的兩端截去一部分，以確保沒(méi)有進(jìn)樣墊的碎屑殘留于柱中。