气相色谱仪分析中鬼峰产生的原因及排除方法

气相色谱仪分析中鬼峰产生的原因及排除方法

日期:2019-9-24

色谱分析技术的成熟与色谱伩的推广普及,使气相色谱仪在物质的定性、定量检测方面所起的作用越来越显著。在环境保护和食品安全监测方面, 气相色谱仪的应用更为广泛。色谱分析是一个比较 复杂的过程,影响分析结果的因素较多,经常会出现预料不到的现象,分析过程中出现的鬼峰就是其中 鬼峰是色谱分析过程中不应出现的干扰之峰。

环境保护问题和食品安全问题是近年来各国政 府所重点关注的问题,因此对一些严重危害人体健 康的物质,国际上规定了严格的限量标准或禁止检 出。用气相色谱对一些农药残留、兽药残留、食品 添加剂、有毒有害气体等成分进行分析时,这些有害 物质的含量一般情况下都非常低,有时候甚至接近仪器的检测限,样品信号峰较小。此时鬼峰的出现 就会给定性、定量带来干扰,使分析重现性变差,严 重影响结果的判断,因此一定要慎重对待,需要对鬼 峰产生的原因进行分析,排除鬼峰干扰。

鬼峰的出现看似没有规律,仔细分析大都有其产生的原因。以下润扬仪器色谱技术人员对鬼峰产生的主要原因进行分析,并提出排除方法。

一、鬼峰出现的原因分析及排除方法

1.  进样口硅胶垫的影响

(1)原因分析   硅胶垫质量和进样针头质量有关,主要有几 个方面:1)进样针头质量差,有毛刺、尖锐边缘,容易损 坏硅胶垫;2)硅胶垫使用时间过长,硅橡胶垫材料弹性差, 使硅橡胶垫碎屑进入汽化室,会形成鬼峰;3)硅胶垫污染,如针头处附有样品液滴,这些液 滴在进样时被硅胶隔垫所吸附,在分析过程中慢慢 脱附进入色谱柱。4)硅胶垫流失进入色谱柱而产生鬼峰。5)分析低浓度样品时干扰较大,如室内空气检测, 此类鬼峰或大或小,不定期出现,排除比较容易。

(2)排除方法   进样口硅橡胶垫的寿命由进样频率、进样器针 头质量、硅橡胶垫的质量决定,其中硅橡胶垫的质量 会直接影响测定结果。针对原因更换进样垫或进样 针。

注意事项:一般情况下硅胶垫弹性差,容易掉粉屑时,使用时间尽量短一些;选择质量过关的进样 针,使用前清洁进样针;及时更换进样垫,根据进样垫使用说明对其进行高温老化处理。

2. 进样口、村管和分流平板污染或检测器污染的影响

(1) 原因分析   造成进样口、衬管和分流平板污染或检测器污染的原因较多,主要有以下几个方面:1)色谱伩长时间未进行定期维护; 2)分析样品成分复杂,进样口温度过低,样品中 较重的成分滞留在进样口未被汽化;3)汽化室和衬管内常会聚集一定的沉积物、高 沸点物质,如遇某次分析高沸点物质,进样口温度升高时就会逸出多余的峰;4)未挥发物质在分流平板的凹槽中和检测器中慢慢积累,不定期出现鬼峰。5)进样口硅胶垫不耐温程序升温过程中进样,此类鬼峰的出现也是或有或无,或大或小。 在一些中药厂和化工厂利用气相色谱仪进行原 料分析时,常常会有鬼峰现象出现。如果排除了样品原因,应该首先考虑是否由进样、分析系统的污染所引起。因为中药和化工原料成分复杂,如果样品前处 理粗糙,伩器使用时间稍长,进样口、衬管和分流平板、检测器就会受到污染,应经常对伩器进行保养。

(2)排除方法    根据实际污染情况对伩器的各部件进行清理。 1)进样口的清洗。卸掉色谱柱,在加热和通气 的情况下,由进样口注入无水乙醇或丙酮,反复几 次,最后加热通气干燥进样口。2)更换衬管或清洗衬管。被污染的衬管可清晰 看到有颗粒物沉积或玻璃毛颜色发暗,有条件的可及时更换衬管。衬管清洗方法:移去玻璃毛,在酸液中超声处理衬管,再用有机溶剂清洗后干燥。3)分流平板清洗。置于甲醇等有机溶剂中超声处理,干燥,或先用甲苯清洗,再用甲醇清洗,注意分流平板拆卸、安装过程中不能用手直接触摸,防止污染。

3. 检测器污染的影响

热导检测器:根据检测器污染程度选择清洗溶 剂,一般先用高沸点溶剂浸泡清洗,再用低沸点溶剂 反复清洗,烘干后装入伩器,通气加热至150℃,4 h 后即可正常使用。

氢火焰检测器:污染不严重时可将色谱柱卸下, 换上空柱子与检测器相连,通入载气,检测器温度升高至150℃,从进样口先注入蒸馏水,再注入丙酮进行反复清洗。污染严重时可卸下检测器进行清洗, 依次卸下收集极、正极、喷嘴,如果喷嘴是不锈钢等材料做成,可与电极一起,先小心用细砂纸打磨掉玷污部分,再用超声波超声清洗,最后用甲醇清洁,在烘箱中烘干。

注意事项:加强样品前处理,减少污染,经常检查进样口、衬管和分流平板是否清洁,选择使用合适 的进样口温度,既要避免样品、进样垫受热降解,又保证样品成分能充分汽化。

4. 色谱柱的影响

(1)原因分析   与色谱柱老化和色谱柱使用状况有关。 色谱柱未充分“老化”,柱温过低老化不充 分,老化温度过高产生“液相遗失”。老化温度的选 择应保证尽可能除去柱中残留的有机溶剂和不挥发 物质,避免温度过高,减少柱流失。

色谱柱使用时间过长。柱本身有吸附作用, 柱内残留高浓度样品或柱内存有高沸点物质,柱头 污染。另外毛细管柱负荷量低,要求检测器灵敏度 高,这样鬼峰就特别容易出现。

(2)排除方法    截去柱头受污染部分,适当升高进样口温度老化柱头;进行复杂样品分析后,用程序升温对色谱柱 进行吹扫,赶出柱内残留物质。注意程序升温过程中的最高柱温低于柱子最高使用温度20℃左右,减少柱流失。

以上几种情况下产生的鬼峰,认真检查很容易排除。如果仪器处于观察基线状态鬼峰频频出现, 可能是由进样系统、检测器污染或色谱柱引起;进空 白试剂时才出现鬼峰,应该考虑进样口硅胶垫、进样 针影响。

5.仪器分析条件设置不当出现鬼峰的影响

(1)原因分析   在分析新样品时可能会因伩器条件设置不合适 产生干扰峰。主要原因为:1)样品在分析条件下会降解产生一些干扰成 分,如果这些成分在该条件下有响应,就可能出现鬼峰。2)色谱柱选择不当,如厚液膜柱子高温下易产生“液相遗失”,不利于分析高沸点的化合物。这种情况下产生的干扰峰会随试验条件的变化 而呈现一定的规律变化。
(2)排除方法   通过试验,查找方法,从检测样品的极性、分子 结构、分子量大小等方面着手,选择合适的色谱分析 条件,包括柱箱、进样口、检测器的使用温度,色谱柱 的极性、口径、长度等。

6.  样品污染的影响

样品在前处理过程中受到污染,检测时鬼峰有 规律出现,重复性好,而溶剂空白不含此峰,一般比 较容易确定。

排除鬼峰的方法:色谱分析本身属痕量分析,样 品处理过程中用到的所有物品都应保证清洁,避免 带入干扰物质。

二、结语

色谱分析的复杂性决定了鬼峰出现原因的多样 性,除了以上几种情况外,还有其它一些影响因素, 如:(1)样品稀释气与载气不一致。此种情况易出 现在气体样品分析时,样品底气与载气相同,但纯度 有别,在固定位置出峰,重复一致,比较容易排除。 (2)载气不纯、电信号干扰等。气相色谱如果有 规律出现鬼峰,也应该考虑电信号干扰、载气纯度。

化学分析计量特别是基层一些用户,使用农网电、实验室未使 用稳压电源,色谱信号极易受电网电压波动的影响。 利用气相色谱分析低含量物质时’鬼峰出现的原因也许很简单,排除也很容易,但如果麻痹大意,就可能给分析结果的判定带来严重的错误。

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