浅析影响气相色谱定量分析准确度的因素

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浅析影响气相色谱定量分析准确度的因素

刘翊【1】 潘涛【1】 黄惠敏【1】

洛阳市质量技术检验测试中心 河南 洛阳 471003

摘要：气相色谱法是上世纪五十年代出现的一项重大科研成就，他在建筑、农业，工业，科研等方面都有广泛的应用。气相色谱具有高效能、高选择性,高灵敏度,易实现自动化,是现代科学质量管理中一个重要的工具。气相色谱分析是一种快速准确的定量分析方法，它克服了常规化学分析方法的一些干扰因素，加快了检测分析的速度，为其物质中单个组分和多个组分的定性、定量问题给出了一个行之有校的解决办法。但是，要取得准确的定量结果，还必须对影响准确度的各种因素，在定量方法选择正确、峰面积或峰高等参数准确测量、校正因子合理运用的前提下，考虑影响定量结果的各种操作因素。一个准确的结果，往往和每一个操作步骤的严谨是分不开的，因此我们在工作中，要在准确度上下功夫，现就以下几种因素对准确度的影响写出一点看法。

关键词：定量分析 载气 进样系统 色谱柱 影响 随着气相色谱分析技术的提高，气相色谱仪作为一种常用的检测手段，已经广泛运用到各行各业，作为一种相对复杂的仪器，其气路系统、进样系统，色谱柱，检测器等各个方面的因素都会影响到最终数据的准确性，本文就以上一些相关因素的控制方面进行了一些阐述。

一、载气与辅助气体部分的影响

气相色谱对载气的质量要求是十分严格的，载气与辅助气体不仅要压力、流速上稳定，而且还要通过净化设施，如果载气与辅助气体的纯度不够，就会影响分析的准确性。有时会不出峰，或者是乱出峰，更严重会损坏色谱柱，并有可能对一些检测器产生损坏。载气中的主要杂质有水汽及氧气等，能影响保留值的准确测定。

1.载气中存在水汽时的影响。

憎水性固定液不受水汽的影响，但亲水性固定液如聚乙二醇的保留特性，其受载气中水汽的影响就十分的大。如分析白酒常用聚乙二醇（PEG ）柱，载气中水的存在使部分固定相或硅烷化担体发生水解，就会损坏柱子，产生基线噪声和拖尾现象，降低检测器的灵敏度，有时直接影响出峰，使正常的分析工作无法进行。

改进方法：对于以亲水性固定液为主的受载气中水汽的影响比较大的色谱柱，通过对该柱通入干燥的载气，除去柱中水分，再对柱进行适当的老化处理，一般情况下，柱的保留特性可恢复原状。如用PEG 柱作低度白酒分析时，由于低度酒含水量比较大，连续进样次数多了，分离情况就变差，自然结果就不准确。这种情况下就需要对该柱通一段时间干燥载气后再进样，分离状况就会得到恢复了，结果的误差就会减小。

2.载气中氧气含量的影响

保留值测定的准确性对定性分析结果的准确性起着决定性的作用。载气中氧气含量过高时，无论是极性或非极性固定液柱的保留特性，都会随时间增加而发生变化，使用时间越长其影响就越大。如在聚已二醇固定液柱上，当使用含氧量高的载气时，对极性化合物的分离能力会迅速下降，使用品红试剂在柱尾检查则证实有醛类反应，其色谱柱内固定相亦易会被氧化，导致原分子结构的破坏，其保留特性亦随之变化。

为了避免固定液的氧化作用，保持色谱柱的完好，一般使用硅胶，活性炭等干燥净化设施，有条件时在柱前加一脱氧柱。

3. 气体的纯度对色谱仪器的影响

气体中有机化合物及其它杂质的存在，会产生基线噪声和鬼峰，将对分析结果保留值的准确度产生影响。更为严重的是，气体中如夹带的粒状杂质可能使气路控制系统失灵，并对气路进行污染，如果气路系统被污染,若要恢复仪器在高灵敏度情况下操做,有时要吹洗很长时间(可能一周以上)污染严重时有时再也无法恢复。而使用高纯度的气体，会延长色谱柱，整台仪器（气路控制部件，气体过滤器）的寿命，提高（保持）仪器的高灵敏度和稳定性。

二、进样系统及色谱柱的影响

1.进样口内衬管污染

进样口污染，主要由于被气化的样品中的杂质，以及从进样垫下脱落的硅橡胶细颗粒，这些杂质和细小颗粒会对注入进样口待测样品产生一定的吸附作用，从而影响分析结果的准确度。

定期清洗内衬管。一般每进50个样品，需清洗内衬管并更换管内的石英棉。内衬管的清洗步骤如下：依次用水、加有机溶剂清洗后，用氮气吹干残留溶剂，加少许石英棉于内衬管中，接入仪器通载气平衡柱子后即可使用。

2.色谱柱头的污染

在进样过程中，除了会出现对玻璃衬管污染的现象外，色谱柱头在进样过程中，也会或多或少的带入一些杂质，而这些杂质由于长期的积累，就会对色谱仪的进样系统造成污染。因此，为确保定量分析的质量，可以采取如下措施：

定期老化柱子，以消除柱内积聚的污染物（特别是连续恒温操作后）老化的方法是以较低升温速率（例如1℃/min ）升到所允许的最高温度，然后保持这个温度不变，直到基线漂移和噪声满足要求。 同时对于毛细管色谱柱，每进150个样品左右时，应截去20cm 左右毛细管柱，以确保定量分析的质量。对于填充柱，在进到一定数量的样品后，应当对柱头进行清理，更换前部的填充石英棉，以保证分离性能完好。

3.进样技巧方面

进样就是要将样品瞬间注入汽化室，汽化室的温度只要保证样品瞬间汽化而不致分解即可。进样口硅胶垫的使用频率一般以进样次数作比较，当硅胶垫使用多次后，汽化室硅胶垫就有可能出现漏气现象，更严重的由于进样硅胶垫质量问题，可能会出现微量硅胶粉末脱落，因此要应注意尽量使用质量较好的进样垫，并根据具体情况经常检查及时更换。

分析的重复性取决于所用进样器的质量、进样量的大小、刻度读数的准确度以及插针的快慢、位置、深度和操作人员的熟练程度等等。特别是使用外标法定量时，进样技术对分析结果会有较大的影响。应对具体

操作人员加强此方面的训练。或使用气相色谱自动进样系统。

进样针的维护，应当保证进样针针尖的锐度，不能有毛刺或回沟，以提高进样垫的使用次数；保持进样器针外壁和内壁的清洁。进不同的样品，进样针应当用相应的溶剂方可达到有效的清洁。如当清洗农药中有机磷有机氯组分的进样针时，应当先用丙酮清洗后，再用正已烷清洗。如不清楚清洗效果，可用溶剂洗完之后做个空白进行对照。

三、其他方面的影响

1.气体流速和比例对准确度的影响

不同类型的色谱检测器影响其工作稳定性的因素是不同的。每一个色谱系统，都有一个最佳流速，高于或低于这个最佳流速，都会影响色谱峰的高低或峰面积的大小，进而影响到检测结果的准确度。

如氢火焰离子化检测器因稳定性好，灵敏度高、响应时间快，对载气的流速和水分都不敏感，但它的稳定性主要受燃气——氢气和空气的比例、流速以及载气的流速影响较大。

要保持定量分析结果的重现性，就要求相关气体的流速和比例的一致性，瓶要保证平稳。同时减少操作条件的变化，降低其对检测器响应值的影响。

2. 柱箱温度对准确度的影响

一个合适、稳定的柱温，会对准确度的提高带来正面影响。柱温选择不当，会造成样品出峰时间过快或过慢，出峰时间的不同，必定会影响样品的峰高和峰面积和分离结果，同时，如在分析谱图上会出现溶剂峰的大拖尾峰，会使组分分离效果不好，甚至出现各组分的峰不能完全分离的情况。组分分离的好坏，就会影响到定量结果的准确性。检测器本身温度对分析结果影响不大，但要求其温度高于柱温。

四、结束语

影响色谱定量分析准确度的因素很多，每一个步骤的误差，都可能影响定量分析准确度。因此，在消除系统误差的前提下，最大限度的降低色谱分析的分析误差，提高仪器的灵敏度和整个系统的稳定性，通过严格、仔细的操作，就一定可以得到精确的分析结果。

参考文献：

【1】刘虎威 气相色谱方法及应用 化学工业出版社 2007年6月1日

【2】吴烈钧 气相色谱检测方法 化学工业出版社 2005年1月1日

【3】伦国瑞 气相色谱分析 中国电力出版社 2011年5月1日