氣相檢測器

氣相檢測器

氣相檢測器操作過程中在色譜柱後增加一路載氣直接進入檢測器,就可保證檢測器在高靈敏度狀態下工作。

基本介紹

  • 中文名:氣相檢測器
  • 經驗參考值:FID、NPD
  • 採用尾吹氣
  • 出口色譜柱
操作,清洗,

操作

尾吹氣的使用
尾吹氣是從色譜柱出口直接進入檢測器的一路氣體,又叫補充氣或輔助氣。填充柱不用尾吹氣,而毛細管
大多採用尾吹氣。這是因為毛細管柱內載氣流量太低(常規為1~3ml/min),不能滿足檢測器的最佳操作
條件(一般檢測器要求20ml/min的載氣流量)。在色譜柱後增加一路載氣直接進入檢測器,就可保證檢測
器在高靈敏度狀態下工作。尾吹氣的另一個重要作用是消除檢測器的死體積的柱外效應。經分離的化合物
流出色譜柱後,可能由於管道體積的增大而出現體積膨脹,導致流速緩慢,從而引起譜帶展寬。加入尾吹
氣後就消除了這一現象。
那么,尾吹氣流量究竟多少合適呢?這要看所用檢測器和色譜柱的尺寸而定。比如,用0.53mm大口徑柱時
,柱內流量可達15ml/min,這對微型TCD和單絲TCD來說已經夠大了,就沒有必要再加尾吹氣了。而對於
FIDNPDFPD則需要至少10ml/min的尾吹氣的流量,對於ECD就需要20ml/min的尾吹氣(ECD一般需要載
氣總流量大於25ml/min)。使用常規或微徑柱時,尾吹氣流量應相應加大。經驗參考值為:FID、NPD、
FPD需要柱內載氣和尾吹氣的流量之和為30ml/min左右,ECD則需要40~60ml/min。當需要在最高靈敏度狀
態下工作時,應針對具體樣品最佳化尾吹氣流量以及其他氣體流量。一般情況下尾吹氣所用氣體類型應與載
氣相同。
尾吹氣流量是在安裝好色譜柱後,在檢測器出口處用皂膜流量計測定的。注意,測定尾吹氣流量時要關閉
其他氣體(如使用FID時要關閉空氣和氫氣),用0.32以下內徑的色譜柱時,可不關閉柱內載氣,這時測
得的流量為柱內載氣和尾吹氣流量之和。
FID使用注意事項
1. FID雖然是通用型檢測器,但是有些物質在此檢測器上的回響值很小或無回響。這些物質包括永久氣體
、鹵代矽烷、H2O、NH3、CO、CO2、CS2、Ccl4等等。所以,檢測這些物質時不應使用FID
2. FID是用氫氣和空氣燃燒所產生的火焰使被測物質離子化的,故應注意安全問題。在未接色譜柱時,不
要打開氫氣閥門,以免氫氣進入柱箱。測定流量時,一定不能讓氫氣和空氣混合,即測氫氣時,要關閉空
氣,反之亦然。無論什麼原因導致火焰熄滅時,應儘快關閉氫氣閥門,直到排除了故障,重新點火時,再
打開氫氣閥門。高檔儀器有自動檢測和保護功能,火焰熄滅時可自動關閉氫氣。
3. FID的靈敏度與氫氣、空氣和氮氣的比例有直接的關係,因此要注意最佳化。一般三者的比例接近或等於
1:10:1 ,如氫氣30~40ml/min ,空氣300~400ml/min ,氮氣30~40ml/min 。另外,有些儀器設計有不
同的噴嘴分別用於填充柱和毛細柱,使用時要查看說明書。
4. 為防止檢測器被污染,檢測器溫度設定不應底於色譜柱實際工作的最高溫度。一旦檢測器被污染,輕
則靈敏度下降或噪聲增大,重則點不著火。消除污染的辦法是清洗,主要是清洗噴嘴表面和氣路管道。具
體辦法是拆下噴嘴,依次用不同的溶劑(丙酮氯仿乙醇)浸泡,並在超音波水浴中超聲10min以上。
還可用細不鏽鋼絲穿過噴嘴中間的孔,或用酒精燈燒掉噴嘴內的油狀物,以達到徹底清洗的目的。有時使
用時間長了,噴嘴表面會積碳(一層黑色的沉積物),這會影響靈敏度。可用細紗紙輕輕打磨表面除去。
清洗之後將噴嘴烘乾,再裝在檢測器進行測定。
TCD使用注意事項
1. 確保熱絲不被燒斷!在檢測器通電之前,一定要確保載氣已經通過了檢測器,否則,熱絲可能被燒
斷,致使檢測器報廢!同時,關機時一定要先關檢測器電源,然後關載氣。任何時候進行有可能切斷通過
TCD載氣流量的操作,都要關閉檢測器電源。這是TCD操作必須遵循的規則!
2. 載氣中含有氧氣時,會使熱絲壽命縮短,所以有TCD時載氣必須徹底除氧。而且不要使用聚四氟乙烯
作載氣輸送管,因為它會滲透氧氣。
3. 載氣種類對TCD的靈敏度影響較大。原則上講,載氣與被測物的傳熱係數之差越大越好,故氫氣或氦
氣作載氣時比氮氣作載氣時的靈敏度高。當然,要測定氫氣時就必須用氮氣作載氣。
NPD使用注意事項
1.NPD是在FID基礎上發展起來的,它與FID的不同在於增加了一個熱離子源(由銣鹽珠構成),其用
微氫焰。在熱離子源通電加熱的條件下,含氮和含磷化合物的離子化效率大為提高,故可選擇性地檢測這
兩類化合物。由於用氫氣,NPD的安全問題與FID相同。
2. 熱離子源的溫度變化對檢測器靈敏度的影響極大。溫度高,靈敏度就高,但銣鹽珠的壽命就會縮短
。增加熱離子源的電壓,加大氫氣流量,均可提高靈敏度。然而必須要注意,空氣流量太低又會導致檢測
器的平衡時間太長;氫氣流量太高,又會形成FID那樣的火焰,大大降低了銣鹽珠的使用壽命,而且破壞
了對氮和磷的選擇信性回響。氣體流量一般設定為,氫氣3~4ml/min ,空氣100~120ml/min ,用填充柱和
大口徑柱,載氣流量在20ml/min左右,不用尾吹氣,用常規毛細柱時,尾吹氣設定為30ml/min左右。
3. 在調節和設定熱離子源的電壓時,切記關閉檢測器電源,以免不小心燒毀銣鹽珠。
4. 熱離子源的活性元素(銣鹽)容易被污染縮短使用壽命。要延長其使用壽命應注意;第一,避免
SiO2進入檢測器,色譜柱要很好的老化,尤其矽氧烷類固定液,其液膜要薄。還要避免衍生化後樣品中有
SiO2殘留進入色譜柱。第二,關閉載氣(如換鋼瓶或換色譜柱)前,應將熱離子源的電壓調為0,否則沒
有載氣通過,銣鹽珠會在幾分鐘內燒毀。第三,在滿足靈敏度要求的條件下,儘可能用低的熱離子源電壓
。第四,儀器存放要避免潮濕,當儀器不用時,最好保持檢測器溫度在100以上(熱離子源電壓要關閉)
。第五,如果一段時間不進樣分析(如過夜),就應該降低熱離子源電壓,但不要關閉。因為減低電壓後
銣鹽珠仍是熱的,再進樣時升高電壓很快就能穩定。如果關閉後再通電壓,則檢測器需要幾小時的平衡時
間。
ECD使用注意事項
1. 防止放射性的污染。ECD都有放射源(一般為63Ni),故檢測器出口一定要管道接到室外,最好接到
通風出口。不經過特殊培訓,不要自己拆開ECD。要遵循實驗室有關放射性的管理條例。比如,至少6個月
應測試有無放射性泄露。
2. ECD的操作溫度一般要高一些,常用溫度範圍為250~300℃。

清洗

在色譜操作過程中,鑑定器有時受固定相流失及樣品中的高沸點成分、易分解及腐蝕性物質的作用而被沾污,以至不能正常進行工作,因而提出了如何清洗鑑定器的問題。若沾污的物質僅限於高沸點成分,通常可將鑑定器加熱至最高使用溫度後,再通入載氣,就可清除。使用有放射源的鑑定器時加熱要多加小心,例如通常以氚源作成的電子捕獲鑑定器一般都不能超過120度,此外還應注意加熱的溫度不能損壞鑑定器的絕緣材料。
如用加熱法不適宜,也可以用純的丙酮等溶液從進樣口注入(每次可注入幾十微升)進行清洗,這在沾污程度較輕時是有效的。
若以上方法都不能解決沾污問題,應將鑑定器卸下進行較徹底的清洗,先選擇適宜溶劑,要既能溶解沾污物又不能損壞鑑定器,用注射器注入測量池進行清洗。若有條件,用超生波清洗就更理想些,要注意的是:清洗的部分不能用手摸。
熱傳導鑒測器的清洗
丙酮乙醚十氫萘等溶劑裝滿鑑定器的測量池,浸泡一段時間(20分鐘左右)後傾出,如此反覆進行多次至所傾出的溶液比較乾淨為止。當選用一種溶劑不能洗淨時,可根據沾污物的性質先選用高沸點溶劑進行浸泡清洗,然後再用低沸點溶劑反覆清洗。洗淨後加熱趕去溶劑,再裝到儀器上,加熱鑒測器,通載氣沖洗數小時後即可使用。
氫焰離子化鑒測器的清洗
當沾污不太嚴重時,可不必卸下清洗,此時只需要將色譜柱取下,用一根管子將進樣口與鑑定器聯接起來,
然後通載氣並將鑒測器爐溫升至120度以上,從進樣口先注入20微升左右的蒸餾水,再用幾十微升丙酮或氟里昂(Freon113等)溶劑進行清洗。在此溫度下保持1-2小時檢查基線是否平穩,若仍不滿意可重複上述操作或卸下清洗。
當沾污比較嚴重時,必須卸下清洗。先卸下收集極,正極,噴嘴等,若噴嘴是石英材料製成的,先將其放在
水中進行浸泡過夜。若噴嘴是不鏽鋼等材料做成,則可與電極等一起,先小心用細砂紙(300-400#)磨,再用適當溶劑(浸泡如甲醇1:1),也可以用超音波清洗,最後用甲醇洗淨,放置於烘箱中烘乾。注意勿用含鹵素的溶劑(如氯仿二氯甲烷等)。以免與聚四氟乙烯材料作用,導致噪聲增加。
洗淨後的各個部件,要用鑷子取,勿用手摸。烘乾後裝配時也要小心,否則會再度沾污。裝入儀器後,先通載氣30分鐘,再點火升高檢測室溫度,最好先在、120度保持數小時之後,再升至工作溫度。
電子捕獲鑒測器的清洗
電子捕獲鑒測器中有放射源,通常為H3或Ni63,因此要特別小心。
先拆開鑑定器中有放射源箔片,然後用2:1:4的硫酸硝酸及水溶液洗鑒測器的金屬及聚四氟乙烯部分。
當清洗液已乾淨時,再用蒸餾水清洗,然後用丙酮洗,再置於100度左右的烘箱中烘乾。
對H3源箔片,先用己烷戊烷淋洗,絕不能用水洗。廢液要用大量水稀釋後棄去。
對Ni63源更應小心,絕不能與皮膚接觸,只能用長鑷子操作。先用乙酸乙酯碳酸鈉淋洗或用苯淋洗,再
於沸水中浸泡5分鐘,取出烘乾,裝入鑑定器中。裝入儀器後通載氣30分鐘,再升至操作溫度,幾小時後備用。清洗剩下的廢液要用大量水稀釋後才能棄去。
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