摘 要: 通过分析气相色谱检测器污染的原因,提出了检测器轻度污染的清洗方法;并且针对不同类型检测器提出了各自清洗的方法。
关键词: 热导池检测器; 氢火焰离子化检测器; 电子俘获检测器; 清洗
气相色谱仪由气路系统、进样系统、分离系统、检测系统和记录系统五大部分组成。其流程如图1 所示。由高压钢瓶1 供给气体作流动相(载气) ,载气经减压阀2 降低压力,经净化器3 除去杂质,经压力调节装置4 ,流量调节装置5 ,调节载气的压力和流量。样品由气化室7 进入,随载气通过色谱柱8 分离后,进入检测器9 转变为电信号,经放大由记录器记录得到色谱图,样品通过检测器后放空。检测器是其核心部件。气相色谱检测器的作用是把经色谱柱分离后的各组分按其性质和含量转换成易测量的信号(如电阻、电流、电压、离子流、频率、光波等) 的装置。这些信号送到数据处理系统被记录下来,得到色谱图,利用色谱图进行定性定量分析。如果检测器被污染,提供的信息势必缺乏准确性。不准确的分析结果会导致产品报废,资源浪费,甚至在科学上得出错误的结论。所以检测器一旦被污染,选择正确的清洗方法尤为重要。
1 检测器的简单清洗
在色谱操作过程中,检测器有时受固定相流失及样品中的高沸点成分、易分解及腐蚀性物质的作用而被污染,以至不能正常进行工作,因而提出了如何清洗检测器的问题。如果污染的物质仅限于高沸点成分,通常可将检测器加热至最高使用温度后,再通入载气,就可清除。使用有放射源的检测器时加热要多加小心,例如:通常以氚源制成的电子捕获检测器一般不能超过200 ℃,此外,还应注意加热的温度不能损坏检测器的绝缘材料。如用加热法不适宜,也可以用纯的丙酮等溶液从进样口注入(每次可注入几十微升) 进行清洗,这在污染程度较轻时是有效的。
如果上述方法都不能解决污染问题,应将检测器卸下进行较彻底的清洗,先选择适宜溶剂,要既能溶解污染物,又不损坏检测器,用注射器注入检测器测量池进行清洗。若有条件,可用超声波清洗。
2 热导池检测器(TCD) 的清洗
热导池检测器由池体和惠斯顿电桥电路构成,如图2 所示。其污染产生的原因是:色谱柱在高温状态下可能造成固定相流失;样品中的高沸点成分、易分解及腐蚀性物质的作用;为提高热导池检测器的灵敏度,采用较低池体温度,被测样品可能冷凝在检测器中。检测器受到污染后将无法正常工作,必须对检测器进行清洗,确保检测结果具有科学性及较高的准确性。其清洗方法是:将丙酮,乙醚,十氢化萘等溶剂装满检测器的测量池,浸泡一段时间(20min 左右) 后倾出,如此反复进行多次,直至所倾出的溶液比较干净为止。当选用一种溶剂不能洗净时,可根据污染物的性质,先选用高沸点溶剂进行浸泡清洗,然后再用低沸点溶剂反复清洗。洗净后加热赶去溶剂,再装到仪器上,加热检测器,通载气冲洗数小时后即可使用。
3 氢火焰离子化检测器的清洗
氢火焰离子化检测器由离子头(毛细管喷嘴) 、离子室、发射极、收集极和气体供应等几部分组成,其结构如图3 所示（略）。
其污染原因主要有:离子化室在高温下易被试样腐蚀;当柱温过高时由于固定液的流失以及样品中的杂质易污染毛细管喷嘴;收集极易被样品中的水、一氧化碳、二氧化碳、氮的氧化物、硫化物、不能电离的无机化合物等物质所污染。当氢火焰离子化检测器污染不太严重时,可不必卸下清洗,此时只需要将色谱柱取下,用一根管子将进样口与检测器联接起来,然后通载气并将检测器温度升至120 ℃以上,从进样口先注入20μL左右的蒸馏水,再用几十微升丙酮或氟里昂溶剂进行清洗。在此温度下保持1～2 h检查基线是否平稳,若仍不满意可重复上述操作或卸下清洗。当检测器污染较重时,须卸下清洗。先卸下收集极,发射极,喷嘴等,若喷嘴是石英材料制成的,先将其放在水中进行浸泡过夜。若喷嘴是不锈钢等材料做成,则可与电极等一起,先小心用细砂纸(300 # ～400 # ) 打磨,再用适当溶剂浸泡(如甲醇与苯1∶1) ,也可用超声波清洗,最后用甲醇洗净,烘干。注意勿用含卤素的溶剂(如氯仿、二氯甲烷等) ,以避免与聚四氟乙烯材料作用,导致噪声增加。洗净后的各个部件,要用镊子取,勿用手摸。烘干后装配时也要小心,否则会再度污染。装入仪器后,先通载气30 min ,再点火升高检测室温度,最好先在120 ℃保持数小时后,再升至正常工作温度。
作者:申兰芹,张文山