怎样清洗气相色谱检测器?
01氢火焰离子化检测器(FID)的清洗
图1 FID示意图
注意:勿用含卤素的溶剂(如氯仿、二氯甲烷等),以免与聚四氟乙烯材料作用,导致噪声增加。洗净后的各个部件需要用镊子取,勿用手摸!烘干后装配时也要小心,否则会再度沾污。装入仪器后,先通载气30分钟,再点火升高检测室温度,最好先在120度保持数小时之后,再升至工作温度。
当喷嘴轻微被污染时,可以略微加大载气流量,同时增大检测器的温度,点火后,走基线,此时不要进样。FID检测器检测的大多为有机化合物,喷嘴上的残留以有机物为主,有机物可以通过燃烧生成水(气态)和二氧化碳(气体)被赶走。
若喷嘴污染较严重时,可以用工具小心拆下,检查喷嘴。当喷嘴存在堵塞时,可以用通针小心插入喷嘴孔中,轻轻抽拉,再用吸耳球将乙醇或丙酮从喷嘴的底座挤进去,让溶剂从喷嘴喷出(这会形成一定的压力,可以将喷嘴孔壁的附着物清除)。当喷嘴表面存在积碳(一层黑色物质)时,可用细砂纸轻轻打磨表面除去。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,置于预先盛有乙醇或丙酮的玻璃烧杯中(溶剂需浸没喷嘴),于超声波中超声清洗。
如果检测器是因为积水造成的污染,先升高检测器的温度,运行一段时间,看能否恢复正常;如果积水过多,则需要将检测器拆下,先用脱脂棉擦干,然后再超声波清洗。
02氮磷检测器(NPD)的清洗
1.电离源2.加热系统3.极化电压 4.喷嘴极性转换开关
图2 NPD示意图
气相色谱仪NPD需要进行定期清洗。在大多数情况下,只清洗收集极和喷嘴。一般气相色谱仪都配有刷子和金属丝。刷子用于清扫喷嘴口的颗粒物。不要迫使太粗的金属丝或探针进入喷嘴口,否则喷嘴口将被破坏若喷嘴变形,将会导致灵敏度下降或峰形变差。用刷子清洁之后,可以用超声波清洗各个部件。最终将需要更换喷嘴,因此,强烈推荐在手头有备用的喷嘴。
经过一段时间的使用,来自于铷珠(热电离源)或样品的残留物将会积聚在收集极上,并导致基线问题。在更换铷珠2-3次后,应该清洗检测器。
每次拆装均会造成金属垫片等的磨损。几次拆装之后(5次或更多次),密封环就可能无效导致基线不稳。更换检测器部件时一定要将检测器温度降低到室温。因为NPD没有任何火焰,其喷嘴不像FID喷嘴那样收集二氧化硅和燃烧烟尘。虽然可以清洗喷嘴,但是简单的用新喷嘴取代脏喷嘴往往更加实用。如果用金属丝清洗喷嘴,则要用清洁的金属丝小心操作,千万不要损坏喷嘴的内部,也可以使用超声波清洗喷嘴。
03电子捕获检测器(ECD)的清洗
图3 ECD示意图
注意:通常来说,ECD拆卸清洗后会出现处理后检测器灵敏度下降、使用寿命缩短等状况。更为严重的是拆卸处理过程中放射源。Ni暴露于外环境中,污染周围环境,危害人体健康。因此,建议ECD清洗通常采用高温烘烤清洗法、氢还原清洗等方法,而需要对检测器进行拆卸操作的最好由专门的人员来完成。
当ECD出现被污染、信号增高等情况,应该对ECD进行清洗。常见的清洗方法有以下几种,可在工作中根据实验室条件对污染的ECD进行清洗。
PART.01
高温烘烤清洗法
高温烘烤清洗法又称为热清洗法,通常轻度污染常用此法。主要处理方式如下:在确保气路系统不漏和无污染下,卸下色谱柱,用闷头螺母将柱接检测器的接头堵死,调N2尾吹气至50~60mL/min,升检测器温度至350℃左右(63Ni源),柱温250℃,保持4~8h。最后,冷至通常操作温度。
PART.02
氢还原清洗法
(注意,使用本方法注意氢气的安全,防止爆炸!)调整气路将载气或尾吹气换成氢气,调流速至30~40mL/rain。汽化室和柱温为室温,将检测器升至300~350℃,保持18~24h,使污染物在高温下与氢作用而除去。经烘烤毕,将系统调回至原状态,稳定数小时即可。
PART.03
热蒸气清洗法
使用一根未涂固定液的短毛细管柱,通N2气,保持正常流速。设置检测器温度为300~350℃,进样口温度为250℃,色谱柱温度为150℃。从进样口注入甲醇或超纯水10~15μL,共注射50~100次。这样,利用热甲醇或水蒸气流清洗ECD池。该法对大多数ECD污染均可清除。
PART.04
超声清洗法
将污染严重的ECD从气相色谱仪中拆除,将检测器的接柱口朝上,用2.5mL一次性注射器抽取丙酮溶剂,从柱子接口处注入,使检测器整个腔体充满溶剂,分别用胶塞塞住管口放入超声波清洗器中洗涤20min。将检测器中的洗涤液弃去,再注入甲醇溶剂放入超声波清洗器中洗涤10min,再将检测器中的洗涤液弃去。多次重复此过程。
PART.05
机械打磨法
当检测器污染严重时可卸下收集极、腔体、信号传递杆进行打磨。通常使用砂纸或者AI2O3粉进行打磨,可磨至收集极等表面光亮,然后用甲醇、丙酮先后超声清洗。本法注意所使用的打磨工具粒度一定要细,通常使用气相色谱或质谱专用砂纸或AI2O3粉。
04热导池检测器(TCD)的清洗
图4 TCD示意图
注意:不能向检测器中注射卤代溶剂!
气相色谱仪停机后,将TCD的气路进口拆下,用50mL注射器依次将丙酮(或甲苯,可根据样品的化学性质选用不同的溶剂)、无水乙醇和蒸馏水从进气口反复注入5~10次,用吸耳球从进气口处缓慢吹气,吹出杂质和残余液体,然后重新安装好进气接头,开机后将柱温升到200℃,TCD温度升到250℃,通入比分析操作气流大1~2倍的载气,直到基线稳定为止。
对于严重污染的TCD,可将出气口用死堵堵死,从进气口注满丙酮(或甲苯,可根据样品的化学性质选用不同的溶剂),保持8h左右,排出废液,然后按上述方法处理。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。
对于柱流失、样品污染产生沉积物污染热导检测器,引起基线漂移、噪声增加或测试色谱图响应改变时,可以采用热清洗,即通过加热检测器池体以蒸发掉污染物。
05火焰光度检测器(FPD)的清洗
图5 FPD示意图
FPD对分析光路的清洁要求比较高。检测器内火焰发出的光线要穿过石英管、光路透镜、滤光片最终到达光电倍增管,光线经过的器件,如果发生污染造成透光率下降,最终就会导致分析灵敏度的降低。
样品或者色谱柱的流失物在检测器燃烧后会产生无机质,沉积在石英管内部,可以清洗处理或者更换。维护工作之前,须在关机状态下操作进行,避免较强的环境光线进入检测器,否则会损坏光电倍增管。
PART.01
喷嘴的拆卸
a.把气相色谱仪的电源关闭并切断总电源,卸下检测器盖。
b.等加热区冷却到安全的温度,从检测器部件上卸下光电倍增管组件,并把滤光片也取下来,放到一个安全的地方。注意:在拿开光电倍增管套之前一定要把静电计关闭,以免损坏光电倍增管。一定要保持光电倍增管套开口端尽可能地加盖,以免光线进入并损坏光电倍增管。
c.如有排气管,需卸下排气管。把金属板盖拿开,小心松开固定螺丝,用两把扳手在喷嘴组件底部把锻模连接头从转移管上卸下来,然后从转移管上小心地把火焰喷嘴组件拿下来。
注意不要把熔融石英衬管弄坏,不要把任何管线、点火导线、或加热器和传感器卸开。
PART.02
喷嘴的清洗
取下并检查喷嘴,也可检查并清洗火花塞,并检查清洗石英窗,注意喷嘴在检测器块还热的时候较容易卸下。可使用压缩空气或氮气从喷嘴和检测器部件中吹出松动的颗粒。使用适当的细针或刷子检查和清理喷嘴孔中的沉积物,当发现喷嘴有任何损坏均需进行更换,当条件许可时可直接更换喷嘴。燃烧室积盐严重,可以用水和异丙醇等清洗。发射极可取出放入干净的水中超声清洗5分钟,再用甲醇冲洗,放在干净处吹干。
PART.03
喷嘴的安装
把检测器部件重新安装好,并把此部件装到气相色谱仪上,用新的密封垫装在检测器和转移管上。在检测器部件上重新安装光电倍增管,把各种气体和电源连接好。注意在重新安装检测器时注意衬管不要划伤或装歪,应使用新的密封圈。
检测器装上之后,需要检查密封性,避免因漏气造成点火困难,灵敏度下降或者造成滤光片损坏。