氣相色譜柱是氣相色譜設備應用的中心部件，而對色譜柱經(jīng)心的維 護和細心的使用，不僅能延長色譜柱的使用壽命，自然也會保證應用的 達成。色譜柱維護內(nèi)容包括色譜柱的安裝、儲存、再生等諸多方面。 

 

色譜柱的安裝

 

預安裝 首要的任務是我們需要了解色譜設備的基礎和其使用歷史，大多數(shù)色譜 分析問題的癥結(jié)并不是由色譜柱引起的，我們更看重的是儀器本身或使 用儀器的經(jīng)驗。下面列出的是我們必須要知曉的內(nèi)容：

 

- 色譜儀：是嶄新的還是使用過的 

- 色譜儀是否更換過使用地 

- 色譜儀是否閑置很久 

- 色譜儀最近是否維護（維修）過（包括氣路）

- 色譜柱性能是否有不正常的變化 - 參看色譜儀使用的記錄/日志

- 了解所用載氣的質(zhì)量 預先對設備系統(tǒng)性能的了解對我們是非常有幫助的。

 

舉個明顯的例子， 如果開始不久色譜柱的使用就出現(xiàn)了諸如高流失、鬼峰、峰形拖尾、無 響應信號或基線噪聲很強等這些問題，同時色譜柱使用壽命急劇減少， 這些問題的起因一般與色譜柱無關(guān)，而是由于色譜設備中氣體泄漏、進 樣口污染、氣流不穩(wěn)或檢測器噴嘴堵塞等問題引起的。

 

如果我們在使用過程中碰到了上述的問題，請依據(jù)設備廠商的建議進行 適當?shù)恼{(diào)整：

 

- 使用高純度氣體，包括載氣和尾吹氣等

- 更換密封圈，進樣墊和襯管 

- 更換色譜柱上的密封卡套 

- 清潔噴嘴

- 在高溫下長時間優(yōu)化色譜儀的進樣和檢測系統(tǒng)  

 

 

安裝 

 

排除了前段所述問題后，可以準備安裝色譜柱了。通常還是先要 把色譜設備使用記錄過一遍，對色譜儀以往的性能表現(xiàn)有個了解。這些 工作完成后，就可以安裝色譜柱了。 

下面是常規(guī)安裝步驟的簡要說明：

1.小心將柱子前后各半圈舒展開來，

2.將柱子輕松地掛在柱溫箱內(nèi)。

3.將柱子兩端用專用切刀平均整齊地切去 3~5cm，注意千萬不能用 手去掰折。

4.徹底地檢查切口，如果切口不平整需要重新切割。

5.挑選完好無損的柱卡套和固定螺母。

6.將卡套和螺母裝在色譜柱兩端，

7.將色譜柱兩端分別安裝至進樣口和檢測器。色譜柱兩端進入進 樣口和檢測器的深度要根據(jù)儀器廠商的要求來設定。通常對于分流/不 分流進樣口，色譜柱深入程度約為 2~3cm；對于 FID 檢測器，色譜柱深 入程度約為 1~2cm。不要為了確保合適的深入程度而反復將柱端與設備 硬件碰觸，這樣會損壞色譜柱的端口，影響樣品的引入。

8.確定好端口的正確位置后，一手扶住色譜柱，用另一只手將柱 螺母固定擰緊。之后再用尺寸合適的扳手將螺母完全緊實。注意不能擰 過頭，否則色譜柱會被擠碎。同時要確保色譜柱端口進入進樣口的深度 符合儀器廠商的要求。

9.逐步設置好柱壓力和氣流參數(shù)。

10.重復第 8 項內(nèi)容將色譜柱安裝至檢測器上，確保色譜柱端口進入 檢測器的深度符合儀器廠商的要求。

11.再次確保色譜柱完整安全地掛在柱溫箱內(nèi)，不要將兩端的柱身展 開過多，不然過度展開的柱身會在熱循環(huán)中損壞。

12.調(diào)節(jié)載氣流量（按設備技術(shù)要求），常規(guī)設置數(shù)值如下表：

色譜柱內(nèi)徑（mm)     流量范圍（ml/min)

0.53                 5-8

0.32                 1.0-2.5

0.25                 0.8-1.5 

0.2                  0.4-1.0

 

13. 檢測有無氣體的泄漏，盡量避免使用皂沫流量計。 

14.對進樣口和檢測器的溫度進行設置。 

15. 將柱溫箱溫度設置在 50~100℃。 

16. 開啟檢測器。 

17. 檢測穩(wěn)定信號的級別，如果信號值太低或太高，有可能色譜柱沒 有安裝好，沒有密封好。 這里需要重新安裝色譜柱，有可能需要再次 對柱端口進行切割。注意在設備降溫后再進行操作，以免發(fā)生意外。 

18. 將色譜柱溫度升至高于色譜柱適用溫度上限    10~20℃左右，最少 保持 30 分鐘，對柱子進行老化，過夜老化最好。 

19. 檢查檢測器的響應信號，如果太高，可能還是有氣體泄漏的現(xiàn)象， 或是進樣口/檢測器有污染，變或是色譜柱有損壞。需要再次查找泄漏 點、重新安裝色譜柱、清潔進樣口/檢測器或者更換新我色譜柱。

20. 按方法進行分析條件的設置，開始工作。

 

正確無誤的色譜柱安裝是分析結(jié)果重復性和準確性的保證。小心 和謹慎不僅能保證成功地安裝，能對整個過程熟悉起來，并能在整個過 程中找出問題并有效地解決問題。 

 

 

色譜柱的儲存 

放置在柱溫箱內(nèi)

保持柱內(nèi)通氣，設置正確的柱溫箱溫度（一般是 100~150℃）。 

不放置在柱溫箱內(nèi) 

用進樣墊將柱兩端密封，將柱子放回原包裝內(nèi)。放置在隔潮、無 塵和無腐蝕性的環(huán)境中。不要放置在不穩(wěn)定或震動的環(huán)境中。 

 

色譜柱的再生

推薦方法

將溫度設定至接近色譜柱最高適用溫度值，在恒溫狀態(tài)下對柱子 進行老化或烘烤，氣體流速 2 倍于正常的工作流速，保持 2 至 24 小時。 再生可以有效地去除樣品對柱子帶來的污染。切記不要在超過色譜柱適 用溫度上限的溫度環(huán)境下再生，如果載氣中有氧氣，這樣可能會加速色 譜柱的退化，會增加柱子對極性化合物的活性。 

 

多次溶劑進樣

在 50~100℃柱溫狀態(tài)下，重復進幾針純?nèi)軇┮部梢詫ιV柱進行 再生。切記不要把柱溫設置在溶劑的沸點以下，要避免溶劑在柱中保持 液體狀態(tài)，不然溶劑會將固定相溶解并洗脫出，色譜柱的惰性和其他性 能指標會快速降低。 

 

柱端切割 

將使用過的色譜柱兩端截去 0.1~1m，會有效提高色譜柱整體性 能。一般檢測器端的截斷長度要長于進樣口端的。調(diào)節(jié)設備的條件參數(shù) 以保持原保留時間的穩(wěn)定。色譜柱切割后要再老化 30~120 分鐘。注意 不要過多或過長地切割色譜柱。

 

溶劑淋洗

 過去，我們常常會把色譜柱卸下，并向柱內(nèi)注射淋洗溶劑，對色 譜柱進行再生。如今色譜柱使用越來越廣泛，我們不建議再采用這種再 生技術(shù)，如果有需要，可以采用在線多次溶劑進樣的方式替代這種陳舊 的再生方式。 如果真的需要進行溶劑的直接清洗，一定要使用高級別的淋洗溶 劑。對于 WAX 固定相的色譜柱，可以使用非水性溶劑；對于聚硅氧烷固 定相的色譜柱，使用已烷或甲苯即可。在低壓下淋洗體積大約是柱容量 的 2~3 倍。淋洗速度不能太快，壓力變換也不能太急，不然有可能會損 壞色譜柱。淋洗結(jié)束后，依據(jù)色譜柱允許的條件，使用干凈的氣體吹掃 色譜柱 30~60 分鐘，凈化色譜柱。

 

MS 型色譜柱的老化

MS 級色譜柱是一類專屬的色譜柱，在最高恒溫使用溫度條件下， 其柱流失的表現(xiàn)優(yōu)于其他常規(guī)類型的色譜柱。由于 MSD 的操作比較復雜 和費時，所以制造廠商對 MS 級別的色譜柱的測試還是使用 GC-FID 系統(tǒng)。 由于 MSD 是在超高真空狀態(tài)下運行，所以新的 MS 色譜柱在剛剛安裝好 后其柱流失表現(xiàn)并不出眾，我們必需要小心完整地對其老化才能達到 MS 級別色譜柱的程度。

1. 在安裝新的 MS 色譜柱前，查看 MSD 上次開機后的工作狀況，如 自動調(diào)諧、背景噪聲、真空狀態(tài)、離子源的潔凈度和載氣過濾器的狀態(tài) 等等。更多的細節(jié)問題，請參看 MSD 廠商的使用指導說明。 

2. 將 MSD 系統(tǒng)放空，在安裝色譜柱前關(guān)閉設備電源。盡可能保持 MSD 腔體的清潔。 

3. 把完好無損、合適尺寸的的卡套和螺母裝在 MS 色譜柱上，將柱 兩端平整切去 3~5cm，并保證兩端 10~15cm 柱身的清潔。按設備的要求， 將柱子安裝在進樣口和 GC-MSD 傳輸口中。

4. 設置適當?shù)妮d氣流量。

5. 設置柱溫至 50~60℃。

6. 將設備電源打開，啟動真空系統(tǒng)。 

7. 等真空系統(tǒng)開動起來，檢查設備中各處是否有泄漏的現(xiàn)象。 

8. 按設備要求對 MSD 的參數(shù)進行正確的設置。 第 9 至第 12 步可以按設備本身的具體要求進行設置。 

9. 等 MSD 的真空度達到要求，將柱溫箱溫度升至 100℃，并保持 30 分鐘。 10. 手動烘柱：（僅適用于 5MS 型） 烘柱子的溫度設置如下：60℃ 保持 30 分鐘，然后以 10℃/分鐘的速度升至 280℃， 保持 10 分鐘，以同樣的升溫速度再加熱至 300℃，保持 15 分鐘，再以 相同的升溫速度將溫度升至 325℃，保持 30 分鐘。 如果色譜柱原先不 是用在 MSD 設備上，請把原先與檢測器連接的一端截去一圈左右，再與 MSD 連接使用。 

11. 手動烘柱： （適用于其他類型的 MS 色譜柱 ）烘柱子的溫度設 置如下：60℃保持 30 分鐘，然后以 10℃/分鐘的速度升溫至低于色譜柱 適用溫度范圍上限 20℃左右，保持 30 分鐘，最后再以同樣的速度將溫 度升至色譜柱適用溫度范圍上限，保持 30 分鐘。 

12. 在烘柱期間不要進行背景檢測、噪聲檢測、自動調(diào)諧和其他 MSD 方法的測試。 

13. 烘柱過程完全結(jié)束后，運行自動調(diào)諧查看結(jié)果檢測譜圖，18（水）、 28（氮氣）、32（氧氣）、79、207 和 281 應該有明顯的圖示。如果空 氣峰很明顯，設備中可能有泄漏的部分。 

14. 如果 207 的豐度低于調(diào)諧譜（如 PFTBA）豐度（如 219）的 5%， 請運行背景檢測。不然，請重復第 10 或 11 步對色譜柱進行再次程序加 溫。 

15. 如果出現(xiàn)不合理過長的準備時間，或是色譜柱有過高的流失現(xiàn) 象，請重復進行溶劑進樣。像已烷、甲苯和二氯甲烷都是常用的進樣溶 劑。進樣量約為 2~5μL，進樣時間約為 3~6 分鐘，進樣間隔約為 5~10 分鐘。柱溫箱溫度設置在色譜柱適用溫度范圍上限左右即可。 

16. 如果柱流失還是居高不下，將 MSD 傳輸線和溫度從 320/380℃降 至 250℃，再看看柱流失是否會下降。如果流失有明顯的下降，暫時傳 輸線的溫度就設置在 250℃。 

17. 經(jīng)過了溶劑進樣，如果色譜柱的流失現(xiàn)象還是很嚴重，那么這 根色譜柱可能本身有缺陷或是被氧化破壞了。 

18. 偶爾可能是載氣氣路管線或是進樣墊處有泄漏。也可以更換卡套 或是確定使用的卡套是完整無損的，切記不要將卡套擰得過緊。同時需 要參考參看設備本身自帶的維護維修指南等資料。

MS 型色譜柱不需要過長的老化時間。如果色譜柱非正常流失現(xiàn) 象無法修正，最好換一根新的柱子。過長或過多的對 MS 型色譜柱進行 老化，可能會對 MSD 造成污染，還有可能由于氣路的泄漏或載氣中的氧 氣而損壞了色譜柱。

 

小貼士：

 

- 檢查載氣、供給壓力、氣體過濾裝置和氣路閥件等。 

- 一直保持有氣體通過 MS 色譜柱。 

- 檢查進樣墊或進樣裝置是否有泄漏，更換進樣墊。

- 檢查與 MSD 連接的卡套是否完整無損，安裝適合。

- 檢查色譜柱是否有損壞斷裂。

- 不要將與 MSD 傳輸線連接的柱螺母擰得過緊。

- 保證 MSD 使用功能正常。

- 保持 MSD 離子源和潔凈。

- 注意應用方法中柱溫箱溫度的要求和設置，盡量不要過長地在色譜 柱適用上限溫度環(huán)境中使用柱子，以避免流失的增加和柱壽命的減少。

 

PLOT 色譜柱的安裝和老化 

 

1. 仔細從色譜柱兩端松開適當?shù)拈L度，注意松開長度不能過長。

2. 兩端各切去 1~5cm。

3. 按不同品牌型號設備要求的深入程度將色譜柱安裝在進樣口 上。

4. 先不要把色譜柱安裝在檢測器上。

5. 設置適當?shù)妮d氣流速，待柱中有氣體通過后皂沫手段快速檢測 色譜柱是否有破裂。 對于 0.53mm 內(nèi)徑的色譜柱，建議流量設置在 6~10ml/分鐘；對 于 0.32mm 內(nèi)徑色譜柱，建議流量設置在 2~4ml/分鐘。如果需要使用流 量計測定實際流速。

6. 將未安裝在檢測器端的柱端放在柱溫內(nèi)或朝向柱溫箱外。

7. 設置一個簡單的升溫程序，常溫（較低溫度）保持 2~5 分鐘， 在 150℃處保持 10 分鐘，高溫（較高溫度）保持 10~30 分鐘。

8. 降低柱溫箱溫度，如果需要重新檢測柱流量。將色譜柱安裝在 檢測器上，注意安裝時輕拿輕放，不要有大的震動或抖動。

9. 啟動檢測器，測定是否有不正常的高噪聲信號出現(xiàn)。如果噪聲 過高，將檢測器端的色譜柱取下，再截去 1~5cm 后，重新安裝在檢測器 上。

10. 重復簡單的升溫程序后，看噪聲是否降了下來，基線是否變得平 穩(wěn)。

11. 按要求老化色譜柱，以保證 PLOT 柱的活性和應有的信號水平。

 

故障排解

 

GC 不是一套簡單的系統(tǒng)，想要解決使用過程中出現(xiàn)的種種問題， 基本的理論和操作知識是必需具備的。如：方法的建立、樣品的制備、 設備的組成、色譜柱的使用、軟件的操作等等。這些內(nèi)容相互之間有緊 密的關(guān)聯(lián)，互相影響。當出現(xiàn)問題時，常常不會是由單一原因引起的。 比如在更換色譜柱時我們可能會因為時間的關(guān)系，會快速簡單地處理過 程中出現(xiàn)的問題，但這往往會讓我們忽略這些出現(xiàn)變樣問題的根本原 因，所以這些問題還會時不時地重復出現(xiàn)。無論如何，有計劃和系統(tǒng)性 地學習和掌握相關(guān)知識和經(jīng)驗，才有可能正確和徹底地解決遇到的故障 和問題。 

 

色譜柱退化的原因 

柱性能退化的根本原因有很多。多數(shù)與載氣中含有氧氣（氧化作 用）、熱損壞和樣品污染有關(guān)?？梢韵纫罁?jù)前面的思路對應是否是問題 的起因，以免浪費時間。下表列出了常見的一些問題、可能的起因和適 當?shù)慕鉀Q方案。要知道，正確地色譜柱安裝和設備的日常維護是延長色 譜柱使用壽命的最根本手段。

 

色譜柱退化的表現(xiàn)、原因和解決措施 

故障排解是一個很大的課題，包含了很多的問題，也有很多的解 決方案。我們只根據(jù)我們的經(jīng)驗給出一些基本或常見的故障排解技 術(shù)。

1. 首先要明確和清楚問題的屬性。

2. 查找明顯的錯誤，避免忽略簡單的步驟。 經(jīng)常查看操作程序的文件記錄，這些內(nèi)部指引可以幫助我們加 強對設備和色譜柱的維護。

 

如下所列出的一些常規(guī)的關(guān)注點：

 

- 儀器條件：設備非正常斷電，進樣口、檢測器、柱溫箱和輔助裝置 的溫度設置，EPC/EFC 設置，閥件的開/關(guān)，電纜連接，柱溫箱加熱/溫 度傳感器等等。 - 維修維護記錄，有符合設備維護的時間安排嗎？ - 軟件：軟件的功能是否正常使用和發(fā)揮。 - 樣品和進樣：樣品貯存期，樣品瓶開蓋時是否有樣品隨溶劑揮發(fā)而 損失，進樣口隔墊是否有泄漏。

- 載氣： 氣源中氣體是否耗盡或供氣壓力不足，閥件開/關(guān)，氣路是 否有泄漏，使用載氣的級別和質(zhì)量，氣瓶的更換，氣路有不正確的連接 等等。 

3. 依據(jù)性能表現(xiàn)進行故障排解

 

● 基線 - 偏離：進樣口有泄漏，進樣口或檢測器連接處有松動，載氣有污染， 檢測器有污染，色譜柱有污染，進樣口或檢測器的溫度加熱區(qū)塊不穩(wěn) 定。 

- 漂移：向下~色譜柱還未徹底老化，設備不穩(wěn)定；向上~因氧化造成 色譜柱流失加大，設備中有污染點。

- 凸起：檢測器污染了，或是檢測器/進樣口/色譜柱中有灰塵，電子 噪聲。

- 噪聲：檢測器中有灰塵，檢測器氣體或氣流，色譜柱有污染或氧化， PCB。

- 偏移：進樣口中有碎屑，檢測器端色譜柱的安裝，載氣流量不穩(wěn)定 （氣路有堵塞或泄漏）。 

 

● 色譜峰 - 無峰：色譜柱裂損，沒有正確安裝，沒有通載氣，檢測器未啟動， 進樣針有堵塞，沒有樣品引入，閥件開/關(guān)，錯誤的信號通道。

- 丟峰：進樣口/檢測器端的色譜柱沒有正確安裝，色譜柱有污染，進 樣口有污染，色譜柱選擇性變化，色譜柱氧化，溶劑效應，不新鮮的樣 品，不合適的進樣針/襯管。

- 展寬：樣品過載，分流比過低，分流閥關(guān)閉，樣品濃度過高，色譜 柱氧化，柱溫箱溫度過低，有色譜柱柱身在柱溫箱外，加熱區(qū)塊沒有正 確設置。

- 峰形過?。哼M樣口隔墊有泄漏，進樣針有堵塞，色譜柱安裝不正確 或柱連接處有松動，分流比設置不正確，襯管有污染（對于活性物質(zhì)）， 色譜柱有污染，色譜柱惰性弱，樣品瓶/進樣針質(zhì)量不好，過低的柱溫 箱溫度。

- 拖尾：色譜柱惰性不強或是有污染，色譜柱安裝不正確（多為進樣 口處色譜柱的安裝出現(xiàn)問題），進樣口/檢測器污染，柱與柱的連接部 有問題，溶劑與色譜柱固定相的匹配性有問題，高溫狀態(tài)下色譜柱活性 提高，未知的活性化合物，樣品過載，色譜柱性能下降，色譜柱氧化。

- 前拖尾：樣品過載，樣品濃度過高，色譜柱性能下降， 由于設置錯 誤或堵塞導致不正確的分流比。 - 分叉：進樣技術(shù)不過關(guān)，樣品重復進樣，進樣口冷卻，色譜柱安裝 不正確，色譜柱切口不完整，襯管有污染，色譜柱選擇性變化，柱溫箱 溫度有變化。

 

● 洗脫和保留時間 - 洗脫順序的變化：色譜柱選擇性變化，溶劑效應，色譜柱與分析樣 品中不匹 配，柱溫箱溫度有變化，載氣流量有變化，設備內(nèi)外部的污 染帶出的鬼峰，色譜峰鑒定錯誤。 - 保留時間漂移：進樣口有泄漏，載氣流量漂移/變化，柱溫箱溫度漂 移，色譜柱有污染，溶劑效應，色譜柱性能降低（固定相有損失或被氧 化）。

 

● 分離 - 分辨率降低：色譜柱選擇性變化，色譜柱內(nèi)表面污染，柱溫箱溫 度 有變化，樣品引入過量，載氣流量變化，色譜柱性能降低。

 

4. 小貼士 - 要有過硬的色譜柱安裝技術(shù)和定期對安裝效果的檢查計劃。 

- 對問題的發(fā)生、屬性等等要有邏輯性和系統(tǒng)性的分析能力。 

- 對于明顯的失誤要及時地修正。 

- 多看看相關(guān)的文章，多向?qū)＜艺埥?，能有效及時地解決問題。 

- 在設備使用過程中定期有計劃地對設備進行預防性維護。 

- 自己多學習，多向有經(jīng)驗的老師討教，提高自已對設備故障排解的 能力。 

- 快速解決方案：重新安裝色譜柱，將色譜柱兩端平整切割，在高溫 下烘烤色譜柱，溶劑進樣，更換不同的溶劑。 

 

5. 色譜柱性能退化 色譜柱出廠前都經(jīng)過嚴格的檢驗，以保證其出廠性能達標。在嚴 格的生產(chǎn)工藝控制和正確的安裝使用方式下，色譜柱應該有較長的使用 壽命。但是在實際使用環(huán)境中，多數(shù)色譜柱的使用壽命低于其應有的水 平。色譜柱性能的退化主要是因為： 

● 由于泄漏引起的氧化作用，載氣不純。

● 設備使用條件設置不正確 

- 溫度設置超過色譜柱適用溫度范圍的上限。 

- 過快的升降溫程序。 

- 安裝問題。 

- 不正確的預老化過程和后期使用。 

- 樣品過載。 

● 色譜柱污染 - 樣品中含有高沸點化合物。 

- 樣品中含有能與固定相反應的活性物質(zhì)。 

- 設備或樣品中帶來的污染。 

- 累積了過多的水分 

● 使用了錯誤的/與固定相不匹配的溶劑 色譜柱性能退化的表象：

● 保留能力降低或消失

● 樣品承載能力下降 

● 色譜峰拖尾 

● 色譜峰峰高降低 

● 色譜峰形展寬 

● 色譜峰丟失 

● 分辨率下降 請細心維護和使用色譜柱，它不僅是檢測設備的核心部件，更是分析工 作成功的保證。