1．毛細(xì)管柱固定相有那幾種？他們的特點(diǎn)是什么？
(1) 聚硅氧烷
聚硅氧烷在用途的多用性，性質(zhì)的穩(wěn)定性上都有優(yōu)良的表現(xiàn)，所以也是目前常用的固定相。標(biāo)準(zhǔn)的聚硅氧烷是由許多單個(gè)的硅氧烷重復(fù)連接構(gòu)成。每個(gè)硅原子與兩個(gè)官能團(tuán)相連，官能團(tuán)的類犁和數(shù)量決定了同定相總體類型和性質(zhì)。常見的四種官能團(tuán)為甲基，氰丙基，三氟丙基和苯基。
最基本的聚硅氧烷是由100％甲基取代的。當(dāng)有其他種類的取代基出現(xiàn)時(shí)，該基團(tuán)的數(shù)量將由一個(gè)百分?jǐn)?shù)來表示。例如：5％二苯基－95％二甲基聚硅氧烷，表示含有5％的苯基和95％的甲基，“二”是表示每個(gè)硅原子包含有兩個(gè)特定基團(tuán)，但當(dāng)兩個(gè)特定基團(tuán)*相同時(shí)，我們有時(shí)會(huì)省略這種叫法。如果甲基的百分?jǐn)?shù)沒有表征，則表示它的含量可能是100％(例如：50％苯基－甲基聚硅氧烷，表示甲基的含量為50％)。有時(shí)我們可能對(duì)氰丙基苯基的百分含量產(chǎn)生錯(cuò)誤的理解，如14％氰丙基苯基－二甲基聚硅氧烷表示的是其含有7％氰丙基和7％苯基(另有86％的甲基)，因?yàn)橐粋€(gè)氰丙基和一個(gè)苯基連接于同一個(gè)硅原子上，所以14％是一種加和的表征方法。
我們有時(shí)會(huì)用低流失或“ms”來表征一類固定相，這一類固定相是在硅氧烷聚合物中鏈接一定數(shù)量的苯基或是苯基類的基團(tuán)，通常我們稱之為：亞芳基。由于它們的加入，聚合物的鏈接會(huì)變得更加堅(jiān)固穩(wěn)定，保證在較高溫度時(shí)，固定相不會(huì)產(chǎn)生降解。也就是說，進(jìn)一步降低色譜柱的柱流失，提高色譜的使用溫度。與原始的非亞芳基類型的固定相相比，亞芳基固定相不僅擁有相同的分離指數(shù)，而且在色譜柱的維護(hù)等方面也有一些調(diào)整。盡管同類普通型和低流失型固定相的分離性能相同或是極為相似，但是在某些方面還有微小的區(qū)別。
(2) 聚乙二醇
聚乙二醇是另外一種廣泛應(yīng)用的固定相，不像聚硅氧烷那樣有多種取代基團(tuán)，聚乙二醇類固定相都是由100％固定聚合物組成。相對(duì)于聚硅氧烷，聚乙二醇的穩(wěn)定性、使用溫度范圍等都稍遜。在實(shí)際應(yīng)用中，聚乙二醇固定相色譜柱的壽命較短，而且容易受溫度和環(huán)境的影響。另外，聚乙二醇固定相在相應(yīng)的gc實(shí)驗(yàn)條件下需保持液態(tài)。但由于其*的分離性能，聚乙二醇仍是我們常用的固定相之一。
常用的聚乙二醇固定相有兩種，wax和ffap。wax一般泛指標(biāo)準(zhǔn)的聚乙二醇，ffap則是硝基對(duì)苯二甲酸(tpa)改性的聚乙二醇作為固定相，常用于分析分離酸性物質(zhì)，普通分析色譜柱分離強(qiáng)酸或強(qiáng)堿化合物時(shí)會(huì)出現(xiàn)拖尾峰的現(xiàn)象，使用改性固定相后，這種現(xiàn)象會(huì)明顯的減小。
(3) 氣固固定相:
氣固固定相就是在管壁表面粘合一層很薄的小顆粒物質(zhì)，通常叫多孔層開口管柱(plot)。樣品是通過在氣固固定相上產(chǎn)生吸附／脫附作用來分離的。因?yàn)樗妙w粒是多孔的，所以在分離的過程中，既有尺寸排阻，也有分子選擇過程。的plot柱固定相有苯乙烯衍生物，氧化鋁和分子篩等。
plot柱的保留性能非常突出，用它可以進(jìn)行那些常規(guī)固定相做不到的分析分離。對(duì)于那些要求在低于室溫的條件下，使用聚硅氧烷或聚乙二醇固定相進(jìn)行分析分離，plot柱在室溫或高于室溫的狀態(tài)下就可以輕易的完成。烴類和硫化物氣體，惰性和性氣體以及低沸點(diǎn)溶劑等都是常用plot柱進(jìn)行分析分離的化合物。
有些plot柱的固定相有時(shí)會(huì)有粒子的流失，所以，可能會(huì)對(duì)那些依靠檢測(cè)顆粒物質(zhì)的檢測(cè)器產(chǎn)生負(fù)面的影響。例如質(zhì)譜檢測(cè)器由于在色譜柱的出口是一個(gè)高真空的空間，所以極易受色譜柱粒子流失的影響。
(4) 鍵合和交聯(lián)固定相
交聯(lián)是將多個(gè)聚合物單體通過共價(jià)鍵進(jìn)行聯(lián)接，鍵合是將其再通過共價(jià)鍵與管壁表面相連。這樣處理的結(jié)果，使得固定相的熱穩(wěn)定性和溶劑穩(wěn)定性都有較大的提高。所以，鍵合交聯(lián)固定相色譜柱可以通過溶劑的浸洗，從而去除柱內(nèi)的污染物。大多數(shù)的聚硅氧烷和聚乙二醇固定相都是經(jīng)過鍵合交聯(lián)處理的。另外少數(shù)固定相是不用鍵合或鍵合交聯(lián)進(jìn)行處理的。但如有可能，能夠進(jìn)行鍵合交聯(lián)的，都會(huì)對(duì)固定相做出相應(yīng)的處理。
2．為什么會(huì)出現(xiàn)柱流失現(xiàn)象？
所有的色譜柱都有柱流失的現(xiàn)象，來源于固定相由于各種原因降解而產(chǎn)生的被洗脫物質(zhì)。柱流失會(huì)隨著溫度的升高而加劇。一般，我們會(huì)在程序升溫的條件下做一次空白試驗(yàn)，溫度要升至色譜柱的溫度上限，并持續(xù)該溫度10－15分鐘，這樣就可以得到該色譜柱的正常流失曲線圖。
一般來說，極性固定相的流失率較高，較低溫度下，它們的流失就很明顯。如果您使用的檢測(cè)器對(duì)固定相中任何原子或功能團(tuán)都有特別靈敏的相應(yīng)，那么柱流失就非常明顯了。就算柱流失不是很嚴(yán)重，但由于檢測(cè)器對(duì)柱內(nèi)降解產(chǎn)物有較靈敏的響應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致很強(qiáng)的基線噪聲。在氰丙基取代聚硅氧烷固定相與npd系統(tǒng)或聚乙二醇柱與ecd系統(tǒng)中，這種現(xiàn)象就非常突出。
隨著色譜柱的使用，柱流失會(huì)不斷的升高。色譜柱暴露于有氧環(huán)境(空氣)中或者持續(xù)在等于或接近色譜柱的上限溫度條件下被使用，都會(huì)加速色譜柱的流失。柱流失突然或快速的升高則可能是色譜柱有損壞或gc系統(tǒng)有問題出現(xiàn)。而持續(xù)在高于色譜柱上限溫度下操作使用，持續(xù)使色譜柱暴露在有氧環(huán)境中(通常由于泄漏)，或者不斷分析的樣品中有破壞性物質(zhì)，這些都有可能是問題的原因。
3．溫度極限對(duì)色譜柱的使用有哪些影響？
一根色譜柱通常有兩個(gè)溫度極限，溫度上限和溫度下限。如果在低于溫度下限的條件下實(shí)驗(yàn)，得到的色譜峰又圓又寬(柱效降低)，雖然色譜柱并不會(huì)受到什么損壞，但這樣不能發(fā)揮色譜柱的正常功能。在達(dá)
到下限溫度或是高于下限溫度時(shí)，得到的色譜峰會(huì)有明顯的好轉(zhuǎn)。
溫度上限一般有兩個(gè)固定的數(shù)值。較低的是恒溫極限，在該溫度下色譜柱可以正常的使用，柱流失的壽命不會(huì)受到太大的影響。較高的數(shù)值是程序升溫的極限，在此溫度下色譜柱使用時(shí)問如果在lo—15分鐘內(nèi)，色譜柱的流失和壽命不會(huì)受到太大的影響。但如果持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)，則會(huì)增加色譜柱的流失，縮短色譜柱的壽命，固定相和熔融石英管的惰性都有可能被破壞。
4．什么是色譜柱容量？與哪些參數(shù)有關(guān)？
色譜柱容量是指色譜柱對(duì)一種溶質(zhì)可容納的量值，一旦超過此數(shù)值，該溶質(zhì)的色譜峰就會(huì)發(fā)生畸變，也就是說該溶質(zhì)超載。超載的色譜峰并不均衡，而且延固定方向變化。一般我們稱之為“鯊鰭”峰。plot柱超載表現(xiàn)為色譜峰的拖尾。不過以上種種情況對(duì)色譜柱本身并沒有什么影響。
柱容量與固定相的極性，膜的厚度，枉內(nèi)徑和溶質(zhì)的保留度等有關(guān)。如果色譜柱對(duì)一種溶質(zhì)的容量很高，則表明該溶質(zhì)與固定相的極性很相似(相似相溶)。
例如，一根極性柱對(duì)極性化合物的容量一定大于對(duì)非極性化合物的容量；厚膜和大口徑的色譜柱，其相對(duì)柱容量也會(huì)較高；而溶質(zhì)的保留度增加會(huì)使柱容量降低；如果兩種溶質(zhì)極性類似，后山峰的化合物更容易發(fā)生超載現(xiàn)象。
5．如毛細(xì)管柱被污染，柱效和分辨率降低，有何方法使它恢復(fù)?是否可通過老化來解決?
根據(jù)柱污染程度可采取不同的方法來解決，如果污染不嚴(yán)重，污染物沸點(diǎn)不是太高，可通過老化來解決，但老化溫度不可超過柱子的使用溫度，且一般要較長(zhǎng)時(shí)間(8—30小時(shí))，如果污染較嚴(yán)重，或通過老化仍不能使柱性能恢復(fù)，那就必須采用溶劑清洗，通常是用5倍柱容積的溶劑(如正戊烷，二氯甲烷等)通過色譜柱。當(dāng)然，清洗溶劑用的越多，對(duì)柱性能的損壞越大，清洗完后，在通載氣老化一定時(shí)間，如果柱性能恢復(fù)，便可繼續(xù)使用。必須指出：只有交聯(lián)柱才能清洗，對(duì)于非交聯(lián)柱，清洗柱會(huì)*失效，因?yàn)楣潭ㄒ罕幌吹袅耍劣谇逑从萌軇┑倪x擇，可參考說明書。
6．毛細(xì)管色譜分流進(jìn)樣時(shí)，非線性分流的主要原因是什么?
1、進(jìn)樣器溫度太低，樣品汽化不*，發(fā)生分級(jí)分流。
2、進(jìn)樣器溫度太高，某些組分可能發(fā)生熱分解，也有的樣品可能發(fā)生催化分解，或樣品部分地被吸附在進(jìn)樣器內(nèi)表面上。
3、在分流點(diǎn)以前樣品沒有混合均勻或混合不充分。
4、系統(tǒng)的進(jìn)樣墊，柱接頭等地方漏氣。
7．高溫毛細(xì)柱的使用壽命一般為多長(zhǎng)?
毛細(xì)柱壽命除決定于柱子本身的性能外，在很大程度上取決于使用情況，比如使用溫度、樣品狀態(tài)，進(jìn)樣量等，如果在其使用溫度范圍內(nèi)，樣品干凈，色譜柱不被污染的情況下，柱子壽命一般在2—3年之間。
☆ 毛細(xì)管色譜柱的安裝和使用
毛細(xì)管色譜柱只有正確的安裝，才能保證發(fā)揮其的性能和延長(zhǎng)使用壽命。
正確安裝請(qǐng)參考以下步驟。
步驟1：檢查氣體過濾器、載氣、進(jìn)樣墊和襯管等。
檢查氣體過濾器和進(jìn)樣墊，保證輔助氣和檢測(cè)器的通氣暢通，如果以前做過較臟樣品或活性較高的
化合物，需要將進(jìn)樣口的襯管清洗或更換。
步驟2：將螺母和密封墊裝在色譜柱上，并將色譜柱兩端小心切平，切面要平滑整齊。
步驟3：將色譜柱連接于進(jìn)樣口上。
色譜柱在進(jìn)樣口中插入的深度應(yīng)根據(jù)所使用的gc儀器不同而定，正確合適的插入能可能地保證試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。
通常，色譜柱的入口應(yīng)保持在進(jìn)樣口的中下部，即處于進(jìn)樣針穿過隔墊*插入進(jìn)樣口后針尖與色譜柱入口相距1～2cm，（具體的插入程度和方法參考所使用gc的隨機(jī)手冊(cè)）。 避免用力彎曲擠壓毛細(xì)管柱，并小心不要讓標(biāo)記牌等帶有鋒利邊緣的物品與毛細(xì)管柱接觸摩擦，以防毛細(xì)管柱斷裂受損。
色譜柱正確插入進(jìn)樣口后，將連接螺母擰上，擰緊后（用手?jǐn)Q不動(dòng)了）用扳手再多擰1/4—1/2圈，保證安裝的密封程度。不緊密的安裝，不僅會(huì)引起裝置的泄漏，而且有可能對(duì)色譜柱造成損壞。
步驟4：接通載氣。
當(dāng)色譜柱與進(jìn)樣口接好后，通入載氣，調(diào)節(jié)柱前壓以得到合適的載氣流速。 將色譜柱的出口端插入裝有已烷的樣口瓶中，正常情況下可以看見瓶中穩(wěn)定持續(xù)的氣泡。如果沒有氣泡就要重新檢查載氣裝置和流量控制器等是否設(shè)置正確，并檢查整個(gè)氣路有無泄漏，待所有問題解決后，將色譜柱出口從瓶中取出，保證柱端口無溶劑殘留，再進(jìn)行下一步的安裝。
步驟5：將色譜柱連接于檢測(cè)器上。
色譜柱與檢測(cè)器的連接安裝和所需注意的事項(xiàng)和色譜柱與進(jìn)樣口連接大致相同。如果在應(yīng)用中系統(tǒng)所使用的ecd或npd等，那么在老化色譜柱時(shí)，應(yīng)該將色譜柱與檢測(cè)器斷開，這樣檢測(cè)器可避免被污染。
步驟6：確定載氣流量，再對(duì)色譜柱的安裝進(jìn)行檢查。
注意：如果不通入載氣就對(duì)色譜柱進(jìn)行加熱，會(huì)快速且性的損壞色譜柱。
步驟7：色譜柱的老化。
色譜柱安裝和系統(tǒng)檢漏工作完成后，就可以對(duì)色譜柱進(jìn)行老化，對(duì)色譜柱加熱至一恒定溫度，通常取其溫度上限。
特殊情況下，可加熱至高于使用溫度10～20℃左右，但是一定不能超過色譜柱的溫度上限否則極易損壞色譜柱。
當(dāng)達(dá)到老化溫度后，記錄并觀察基線，初始階段基線應(yīng)持續(xù)上升，在達(dá)到老化溫度后5～10min開始下降，并且會(huì)持續(xù)分鐘，當(dāng)達(dá)到一個(gè)固定的值后就會(huì)穩(wěn)定下來。
如果在1小時(shí)后基線仍無法穩(wěn)定，或者在15～20分鐘后仍無明顯的下降趨勢(shì)，那么有可能系統(tǒng)裝置有泄漏或者污染。遇到這樣的情況，應(yīng)立即將柱溫降到40℃以下，盡快地檢查系統(tǒng)并解決相關(guān)的問題，如果還是繼續(xù)老化，不僅對(duì)色譜柱有損壞而且始終得不到正常穩(wěn)定的基線。
一般來說，涂有極性固定相和較厚涂層的色譜柱老化時(shí)間較長(zhǎng)，而弱極性固定和較薄涂層的色譜柱所需時(shí)間較短。而plot色譜柱的老化方法有各不相同，須按色譜柱供應(yīng)商提供的老化條件進(jìn)行老化。
plot柱的老化步驟：
at·pora系列 250℃ 8h以上；
molecular sieve（分子篩） 350℃ 12h；
alumina（氧化鋁） 200℃ 8h以上；
由于水在氧化鋁和分子篩plot柱中的不可逆吸附，使得這兩種色譜柱容易發(fā)生保留行為漂移，當(dāng)柱子分離過含有高水份樣品后，需要將色譜柱重新老化，以除去固定相中吸附的水分。
步驟8：設(shè)置確認(rèn)載氣流速。
對(duì)于毛細(xì)管色譜柱使用載氣高純度氮?dú)饣驓錃?，載氣的純度大于99.95%，而其中的含氧量越小越好。
如果您使用的是毛細(xì)管色譜柱，那么依照載氣的平均線速度（cm/s），而不是利用載氣流量（ml/min）來對(duì)載氣做出評(píng)價(jià)，因?yàn)橹У挠?jì)算采用的是載氣平均線速度。
推薦平均線速度值： 氮?dú)猓?0～20cm/s 氫氣：20～25cm/s 在載氣的管線中加入氣體過濾裝置不僅可以延長(zhǎng)色譜柱壽命，而且很大程度地降低了背景噪音，建議安裝一個(gè)高容量脫氧管和一個(gè)載氣凈化器。
使用ecd系統(tǒng)時(shí)，能在其輔助氣路中也安裝一個(gè)脫氧管。
步驟9：柱流失檢測(cè)。
在色譜柱老化過程結(jié)束后，采用程序升溫作一次空白試驗(yàn)（不進(jìn)樣），一般是以10℃/min從50℃升到使用溫度，達(dá)到使用溫度后保持10min，這樣我們就會(huì)得到一張流失圖。
這些數(shù)值可以后作對(duì)比試驗(yàn)，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)問題的解決有幫助。
在空白試驗(yàn)的色譜圖中，不應(yīng)該有色譜峰出現(xiàn)，如果出現(xiàn)了色譜峰，通?？赡苁菑倪M(jìn)樣口帶來的污染物。
如果在正常的使用狀態(tài)下，色譜柱的性能開始下降，基線的信號(hào)值會(huì)增高。另外，如果在較低的溫度下，基線信號(hào)值明顯大于初始值，那么有可能是色譜柱和系統(tǒng)有污染。
☆ 使用毛細(xì)管色譜柱時(shí)的注意事項(xiàng)!
毛細(xì)管色譜柱在氣相色譜儀分析中是一個(gè)核心部分，正確使用毛細(xì)管色譜柱對(duì)氣相色譜儀分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和延長(zhǎng)毛細(xì)管色譜柱的使用壽命至關(guān)重要，現(xiàn)根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)整理如下資料供氣相色譜儀分析工作者參考：
1. 在沒有載氣通過時(shí)，柱的固定液熱分解較迅速，所以在柱箱（爐）升溫前總是應(yīng)該先通上載氣（這與tcd操作要求相似），柱箱冷卻后才能把載氣關(guān)上。
2. 載氣中若夾帶灰塵或其它顆粒狀物體就會(huì)導(dǎo)致柱迅速損壞，因此在載氣進(jìn)入儀器管線前需加凈化器。（帶填充劑的汽化室玻璃襯管必須注意不能帶有微?；蚧覊m吹出）
3. 載氣中的水分通過固定液的液膜吸附在柱管表面上，將取代或破壞固定液液膜，所以，固定液極性越強(qiáng)，越需要采用干燥的載氣，例如：象ov-1、se-30、se-54、ov-101對(duì)載氣干燥要求不高，而peg20m、ffap和sp1000對(duì)載氣要求就很高。但在涂布于碳酸鋇沉積層上的柱子情況就恰恰相反，涂極性固定液的柱子能經(jīng)受含水樣品的直接進(jìn)樣，而涂非極性固定液的柱反而不能經(jīng)受含水樣品。
4. 對(duì)于那些能被氧化的固定液（如peg20m、caxbowax、ffap等）對(duì)載氣除氧也很重要，在n2和he中往往含o2較高，而h2中含o2少，所以，ecd-cs、fid-cs常用高純n2作載氣，tcd-cs用h2作載氣，可用105催化劑常溫下除o2。同時(shí)，停機(jī)使用時(shí)，應(yīng)將排空端密封住，以防止空氣中的o2對(duì)柱固定液的氧化作用。
5. 在大多數(shù)情況下，柱的壽命與它的使用溫度成反比。采用稍低些的溫度上限，可顯著提高柱的壽命，程序升溫到較高溫度所維持的時(shí)間短對(duì)柱的壽命影響較小。
①.聚二甲基硅酮類固定相：ov-1 , se-30 (彈性體，ov-101 , sf96 , dc2000 流體)，使用溫度上限為300c,但把溫度上限改為280℃，可使柱子壽命顯著延長(zhǎng)。一般來說，彈性體類固定液比流體類更穩(wěn)定些，sf96 , dc200因含有較高水平的殘留催化劑和不純物，不宜作gc/ms分析。
②聚苯基乙基硅酮：se52 （彈性體，5％苯基），se54（彈性體，5％苯基，1％乙烯基），dc10（液體，35％苯基），ov17(液體，50％苯基)實(shí)際上限250℃。se-52、se54在280時(shí)穩(wěn)定性很好，常用于gc/ms分析，并能容納超負(fù)荷的大進(jìn)樣量。苯基含量增加、穩(wěn)定性要差點(diǎn)。
③聚氰丙基硅酮是極性強(qiáng)的硅酮固定液：ov225（液體，25％氰丙基，25％苯基），silav10c、sp2340（液體，75％氰丙基），實(shí)際溫度上限是250℃。
④聚乙二醇型（carbowax or peg）固定液是乙烯氧化物聚合體的混合物，其名稱反映了他們分子量變化范圍的平均值。carbowax 20000（臘狀固體），ffap（兩終端都是對(duì)苯二甲酸的carbowax 20000），實(shí)際溫度上限是220℃。
6. 水、醇（尤其是甲醇）、二硫化碳這類的溶劑，有著非常強(qiáng)的置換固定液的能力，因此用于有意將相當(dāng)大量的溶劑聚集在柱上（溶劑效應(yīng)）的不分流進(jìn)樣法以及柱上進(jìn)樣法的溶劑，應(yīng)根據(jù)它們對(duì)柱壁的吸附親和力（或固定液被置換的可能性）小心的加以選擇。（例如：甲醇不宜用于peg20m，丙酮往往會(huì)引起硅酮降解。）5 h9 d0 j! s4 j c1 m3 x; y- c
7. 毛細(xì)管柱特點(diǎn)是高的柱效，但是必須清楚一般所測(cè)得的柱效不僅反映了柱的質(zhì)量，而且還包括進(jìn)樣過程的整個(gè)系統(tǒng)的效率的總質(zhì)量，也就是說，自樣品進(jìn)入系統(tǒng)的一瞬間開始到記錄筆繪出色譜峰為止，每一個(gè)能影響峰的加寬或分離的因素，如進(jìn)樣器、柱的連接、輔助氣引入位置、管路死體積、進(jìn)樣器內(nèi)襯的毛病等等，都一定會(huì)影響柱效。
8. 一根好的柱子，由于安裝不當(dāng)，可以造成理論塔板數(shù)降低，峰形增寬或拖尾、活性物質(zhì)的吸附性拖尾或消失、靈敏度降低或組分分離不佳等等。
9. 進(jìn)樣器與色譜柱連接方式：
①.分流進(jìn)樣方式：分流點(diǎn)要求位于載氣流速較高的區(qū)域。
②不分流進(jìn)樣方式：色譜柱不伸進(jìn)進(jìn)樣器內(nèi)，避免造成氣流掃不到的區(qū)域，通常直接連接到進(jìn)樣器的末端。
③檢測(cè)器與色譜柱出口端連接：對(duì)fid不僅插入深度要超過尾吹和h2氣的進(jìn)口，而且應(yīng)盡可能將柱出口端插到fid的噴嘴下面1mm處為佳，對(duì)micro tcd應(yīng)插到tcd氣體入口處為佳?？梢愿纳戚p度拖尾。