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如何提高气相色谱仪的分析检测灵敏度?
发布人:sdspyq   发布时间:2020-11-19 15:27:25    【

如何提高气相色谱仪的分析检测灵敏度?所用气相色谱仪特点不同,提高检测器灵敏度的有效手段不同。目前,对提高检测灵敏度的研究主要集中在样品的柱前处理上, 如,冷柱头进样技术、吹扫捕集、萃取、热脱附进样技术等。

 

提高气相色谱灵敏度的方法

 

主要是使用溶剂浓缩的方法,溶剂浓缩的目的是不使用分流进样仍然可以尖锐的峰形,惟有如此,才能获得更好的灵敏度以及更好的分离度。


溶剂浓缩由两种方法产生:

1、在不分流进样和直接进样时使用,这种方法需要调节柱温箱,与前者不同的地方是溶剂和分析化合物****同时在进样时在较冷的色谱柱上冷却凝结,这些凝结的样品在色谱柱表面形成“样品泛滥带”(flooded zone),当溶剂逐渐挥发时,样品泛滥带的面积就逐渐缩小,“样品泛滥带”分析物的浓度就渐渐增加。等到溶剂完全挥发后,分析物就在很小的柱表面范围上凝结。

2、当不分流进样时,液体的样品挥发后,在较冷的色谱柱上冷却凝结,载气的体积比液体大很多,所以,当样品冷凝结时,样品就浓缩在色谱柱的一个小范围内。

 

所以说不论哪种方法,分析物或是溶剂和分析物****在柱子的小面积上凝结。

 

影响样品在色谱柱上凝结速度的因素有:

 

色谱柱的初始柱温,溶剂的挥发性,还有就是色谱柱固定相的比例。

 

色谱柱柱温的初始温度:

 

1、基本是容易也是快做到的方法,一般说来初始温度愈低的话,分析物凝结的愈好。

 

2、建议初始温度设在比快出峰分析物的沸点低摄氏50度左右,温度保持的时间就是非分流的保持时间。

 

色谱柱“固定相比例”(phase ratio):

 

愈低的固定相比例,意味着越厚的膜厚,膜越厚样品和溶剂越容易溶解在固定相。要改变此因素,也只能试试不同的柱子。这是当改变初始温度不可能达到的时候使用的方法。

 

样品本身的影响:

 

大部分时候,样品本身没法改变,但是,可以使用不同的溶剂以增加其效果,例如,溶剂的沸点与初始温度的差别愈大愈好,例如,柱温初始温度是摄氏30度时,样品使用的溶剂是乙酸乙酯(沸点摄氏77.1度)会比使用二氯甲烷溶剂好(沸点摄氏39度)。

 

气相色谱仪分析实验中,提高FID的灵敏度?

 

(1)   提出问题:

 

灵敏度可以反映一台仪器对待测组分响应值的大小,与信噪比或检测限结合可评价一台仪器的综合性能指标。在相同检测限下,仪器的灵敏度越高,仪器性能越好。那么如何提高FID的灵敏度呢?

 

(2)  分析原因:

 

灵敏度:

 

单位物质量通过检测器时,产生的电信号大小称为检测器对该物质的灵敏度。以响应信号(R)为纵坐标,进样量(Q)为横坐标作图,可通过原点的直线,该直线的斜率就是检测器的灵敏度,以S表示:S=△R/△Q

 

影响FID灵敏度的因素:

 

可以分为FID内因(硬件方面)与外因(操作方面):

 

FID硬件方面的因素包括喷嘴孔径的大小、收集极与极化极间的位置、极化极与喷嘴的相互位置等;操作方面的影响因素包括氮气/氢气(N2/H2)流量比、放大器输入电阻的大小及输出电路衰减值、进样口、色谱柱、气路和FID喷嘴的清洁度等。

(3)  解决方案:

 

因为FID硬件方面对灵敏度的影响,在色谱仪出厂时已经基本确定,对于操作者而言,已经不能改变。下面主要从操作方面介绍如何提高FID的灵敏度。

 

①氮气/氢气(N2/H2)流量比N2/H2流量比会明显影响灵敏度:

 

各厂家的结构设计不同,N2/H2比值也不同,可用实验来确定,一般情况下,N2流量比H2流量大些,一般N2:H2是(1:1.5)~(1:1)范围为宜。若喷嘴孔径为φ0.4mm,载气流量可在20~30mL/min;若喷嘴孔径为φ6mm以上,流量可在40~50mL/min左右为佳。其中,毛细管色谱的尾吹气,除了减少组分的柱后扩散效应外,另一个主要作用是保证N2/H2比,用来保证灵敏度。

 

②空气流量:

 

空气流量小于200mL/min时,流量大小对灵敏度有一定影响,一般大于250mL/min条件下,空气流量对检测器灵敏度有很大的影响。

 

③放大器输入电阻与输出电路衰减值放大器输入电阻与输出电路衰减:

 

放大器输入电阻的大小决定放大器的电流放大倍数,影响FID灵敏度,输入电阻大,灵敏度高,但噪声会增大,在调节放大器输入电阻大小时,要兼顾仪器的信噪比。放大器的输出电路衰减值,有1/10、1/25、l/S0,各厂家不同,内衰减比例也不同,改变或调节内衰减,也可改变FID灵敏度。如瓦里安公司的FID的灵敏度,可设定为9、10、11、12。数字愈大代表灵敏度愈佳,数值差1代表信号以10倍增减。当然,前提是要保证放大器基线稳定。

 

④进样口、色谱柱、气路和F1D喷嘴的清洁度:

 

进样口、气路或FID喷嘴污染,都会导致FID的灵敏度下降,因此在使用过程中需要保持进样口、色谱柱、FID喷嘴和气路的清洁,定期更换进样垫、衬管和石英棉,同时对FID进行清洗。

 

(4)案例分析:

 

在采用HP-PONA色谱柱和FID对C1~C8烃类进行定性定量分析时,发现在相同组分同样进样量下,同种物质的峰面积仅为原来的80%,通过对色谱线路进行试漏,排除了管路漏气的因素,说明物质峰面积的下降应该是仪器的灵敏度减低了80%。

 

对色谱所用载气氮气、氢气、空气和尾吹气氮气进行了检测后,发现尾吹氮气被关闭。采用毛细管柱时所用载气(氮气)的流量仅为5mL/min,而氢气的流量为40mL/min,氮气与氢气比例严重失调所致。把尾吹气氮气流量调节阀设定到原来位置后,再进行测定,该物质的色谱峰面积恢复了正常。

 

气相色谱仪的检测限和灵敏度数值范围

 

如何提高气相色谱仪的分析检测灵敏度?诚致仪器创新厂家

 

 

 

GC出厂后它的灵敏度基本上是固定了,我们所能做到的是地发挥出它固有的性能:

 

1、优化H2和Air的比例,使样品充分离子化;

 

2、优化尾吹气流量(25~35mL/min),在改善分辨率的同时,使峰变窄变高,也相当于改善了灵敏度;

 

3、保持进样口,FID 喷嘴和气路的清洁,定期更换进样垫、衬管和石英棉;

 

4、用高纯度的气(载气、H2、Air和尾吹气),也能使噪音变小,灵敏度也就增加了;

 

5、用Low Bleeding的毛细柱,也能使噪音变小,灵敏度也就相应增加了。


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