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气相色谱分离条件选择

  在气相色谱分析中,我们总希望在较短的时间内,用较短的柱子达到满意的分析结果,为此,在进行分析时,需要选择适当的操作条件。此时应考虑如下两个问题。  第一柱子对各组分的选择性要好,即能将复杂样品中的各组分分离开。从色谱图上看,各组分色谱峰之间的距离要大,而选择性的好坏与固定相的性质、柱温等因素有关。  色谱柱的选择性可用“分离度”来表示。它综合考虑了两个相邻组分保留值的差值和每个色谱峰的宽窄这两方面的因素。分离度(如图1 所示)定义为相邻两色谱峰保留时间的差值与两色谱峰基线宽度和之半的比值,可用下述数学式来表示:  式中tR(2)-tR(1)—组分(2)与组分(1)的保留时间(定义见定性分析)之差;  Wb(1)+Wb(2)—两个组分基线宽度之和。  分离度R还可表示为:  式中,n为理论塔板数;r2/1为两相邻组分的相对保留值;k2为容量因子。  图1相邻色谱峰的分离度  同一色谱柱在相同条件下,对不同的物质有不同的R值。一般认为R≥1.5时,两个组分可完全分离。  第二柱子的效率要高,即每个组分的色谱峰要窄。柱效率的高低与载气流量、载体性能、进样量等因素有关。  色谱柱的柱效率可用“理论塔板高度”、“有效理论塔板高度”和“理论塔板数”、“有效理论塔板数”来表示。  应注意同一色谱柱对不同物质的柱效率并不相同,因而当测定柱效率时应注明所用实验物质。显然对一根色谱柱,其有效理论塔板数n有效愈大或有效理论塔板高度H有效愈小,则色谱柱的柱效率愈高。  条件的选择  1.载气的选择  气相色谱最常用的载气是:氢、氮、氩、氦。  扩散系数Dg与载气性质有关,Dg与载气的摩尔质量平方根成反比,所以选用摩尔质量大的载气(N2、Ar)可以使Dg减小,减小分子扩散系数B,提高柱效。但选用摩尔质量小的载气,使Dg增大,会使气相传质阻力系数Cg减小,使柱效提高。因此使用低线速载气时,应选用摩尔质量大的N2,使用高线速时,宜选用摩尔质量小的H2或He。  2.载气流速的选择  载气流速对柱效率和分析速度都产生影响,根据范氏方程,载气流速慢有利于传质,有利于组分的分离;但载气流速快,有利于加快分析速度,减少分子扩散,载气流量对柱效率的影响表现为流量过低或过高都会降低柱效率,只有选择最佳流量才可提高柱效率,对一般色谱柱,载气流量为20~100mL/min。有时为了缩短分析时间,可加大流量,但此时分离效果不好,色谱峰会有拖尾或重叠现象。在实际工作中要根据具体情况选择最佳流速。  3.柱温的选择  柱温是气相色谱重要操作条件,在范氏方程中对D1、Dg、k都会产生影响,柱温改变,柱效率、分离度R、选择性r1,2以及柱子的稳定性都发生改变。  柱温低有利于分配,有利于组分的分离,但温度过低,被测组分可能在柱中冷凝或者传质阻力增加,使色谱峰扩展,甚至拖尾。柱温高有利于传质,但柱温过高时,分配系数变小,不利于分离。一般通过实验选择最佳柱温,要使物质对既完全分离,又不使峰形扩展、拖尾。  当固定相选定后,并不等于选择能力就确定了。柱温对选择性也有影响,通常降低柱温能提高选择性,但会增加保留时间,延长分析时间,往往降低柱效率,因此选择柱温时要兼顾选择性和柱效率。经验表明选择的柱温等于样品的平均沸点或高于平均沸点10℃时最为适宜。显然柱温高会加快分析速度,但降低了选择性。柱温对选择性和柱效率的影响见图2。  当被分析组分的沸点范围很宽时,用同一柱温往往造成低沸点组分分离不好,而高沸点组分峰形扁平,若采用程序升温的办法,就能使高沸点及低沸点组分都能获得满意结果。如图3所示。  图2 柱温的选择  图3 等温及程序升温时对宽沸点范围混合物的分离  4.色谱柱的选择  色谱柱对分离度的影响巨大,包括色谱柱填料的选择、色谱柱内径及柱长的影响  柱子长,一般柱效率高,当柱长度增加时,分析时间会延长,并要增大载气的柱前压力,因此希望在保证选择性和柱效率的前提下,使柱长减至最短。  5.气化室温度的选择  合适的气化室温度既能保证样品全部组分瞬间完全气化,又不引起样品分解。一般气化室温度比柱温高30~70℃或比样品组分中最高的沸点高30~50℃。温度过低,气化速度慢,使样品峰扩展,产生伸舌头峰;温度过高则产生裂解峰,而使样品分解。温度是否合适,可通过实验检查:如果温度过高,出峰数目变化,重复进样时很难重现;温度太低则峰形不规则,出现平头峰或伸舌头宽峰;若温度合适则峰形正常,峰数不变,并能多次重复。  6.进样量与进样时间的影响  进样量过大会导致:①分离度变小;②保留值变化,难以定性;③峰高、峰面积与进样量不成线性关系,不能定量。最大允许进样量可以通过实验确定:多次进样,逐渐加大进样量,如果发现半峰宽变宽或保留值改变时,这个量就是最大允许进样量。  进样时应当固定进针深度及位置,针头切勿碰着气化室内壁,进样速度应尽可能快,一般小于0.1s,从注射器接触气化室密封橡胶垫片算起,包括注射、拔针等动作都要快,而且平行测定中速度一致。此项操作技术必须十分重视,要反复练习达到熟练、准确的程度。  从以上所述可看出,各种操作条件往往同时影响色谱柱的选择性和柱效率,它们之间是密切联系而又相互矛盾的,因此选择操作条件时,既要保证良好的选择性,又要兼顾柱效率,而柱的效率高又会相应提高选择性。例如,两个组分在色谱图上只能分离一半,若提高选择性就可以把两个组分完全分开,另外,若提高柱效率,使每个峰变窄,两个组分也能得到完全分离。  所以,我们对影响分离的各个操作条件要综合考虑,绝不能顾此失彼,片面强调某个因素。例如,柱温的选择,一般是柱温越低,选择性越好。但柱温低柱效率会降低,从而分析速度变慢,因此我们必须在有良好的选择性的前提下尽量提高柱温,在有较高柱效率的前提下尽量降低柱温。如果二者不能兼顾,还可以通过适当选择其它操作条件来解决。在有一定的选择性时,若柱效率很低,如果不能用提高柱温的办法提高柱效率,可用降低固定液含量来提高柱效率。另外提高载体涂渍的效率,使固定液均匀涂在载体表面,和保证载体颗粒的均匀性,改变载气流量,都可以提高柱效率。当然,在改变这些条件时,也必须注意到由此产生的不良因素。  在影响选择性和柱效率的各种因素中,关键的问题还是合理地选择一种固定液,这是解决分离的主要矛盾。  应当特别注意的是:上面叙述的只是一般规律,在实际应用时,必须根据不同的仪器、分析对象、分析要求,通过实践选择合适的操作条件。

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2018.10.10

气相色谱程序升温控制

  对于沸点分布范围宽的多组分混合物,使用恒柱温气相色谱法分析,其低沸点组分会很快流出,峰形窄且易重叠,而高沸点组分则流出很慢,且峰形扁平且拖尾,因此分析结果既不利于定量测定,又拖延了分析时间。若使用程序升温气相色谱法,使色谱柱温度从低温(如50℃)开始,按一定升温速率(如5~10℃/min)升温,柱温呈线性增加,直至终止温度(如200℃),就会使混合物中的每个组分都在最佳柱温(保留温度)下流出。此时低沸物和高沸物都可在较佳分离度下流出,它们的峰形宽窄相近(即有相接近的柱效),并缩短了总分析时间。  程序升温气相色谱特别适用于气固色谱、痕量组分分析和制备色谱。  图1表示程序升温常用的两种方式,即单阶或多阶线性程序升温操作。表1 为恒温和程序升温气相色谱分析方法的比较。  图1 程序升温的方式  表1 恒温和程序升温气相色谱方法的比较  (一)基本原理  主要介绍保留温度、初期冻结、有效柱温及选择操作条件的依据。  1.保留温度  在程序升温气相色谱分析中,每种溶质从色谱柱流出时的柱温,称该组分的保留温度TR,对线性程序升温可按下式计算:  TR=To+rtR (8-34)  式中,T0为初始温度;r为升温速率,℃/min; tR为组分的保留时间。  在PTGC中组分达保留温度时的保留体积Vp为  式中,F为载气流速,mL/min。  在线性PTGC中,TR和tR的关系如图2所示。在线性程序升温中的Kovats保留指数IPT为  式中,n为碳数,TR(x)、TR(n)、TR(n+1)为被测组分x和碳数分别为n和n+1的正构烷烃的保留温度。  图2 线性程序升温中温度-时间图  2.初期冻结  在PTGC分析中,进样后因柱的起始温度很低,仅可对低沸物进行分离,其余大多数组分因在低柱温蒸气压低,大都溶解在固定相中,其蒸气带在柱中移动得非常慢,几乎停留在柱入口处不移动,即凝聚在柱头,此为PTGC所特有的现象,被称作初期冻结。  程序升温开始后,样品中不同沸点的组分随柱温升高而迅速气化,样品的蒸气带在柱中迅速移动,柱温愈接近组分的保留温度,其在柱中移动得愈快,当达到保留温度TR时即从柱中逸出。通过物理化学计算可知,柱温升高30℃,溶质在气相的蒸气压会增加1倍,其在色谱柱中的移动速度也增加1倍。在程序升温过程中,样品组分在色谱柱中移动的位置与保留温度的关系如图3所示。  图3 组分在程序升温柱中移动位置与柱温关系图  由上述可知,程序升温的重要特点是:样品中的每个组分,进样后在未达到最适宜的流出温度之前,主要冻结、凝聚在色谱柱入口处,当柱温升高至TR-30℃时,移动至色谱柱一半的位置,直至柱温达到适于逸出的有效温度,才迅速从柱中流出。  3.有效柱温  有效柱温T'是能获得一定理论塔板数和分离度的特征温度,对两个难分离的组分,它是实现分离的最佳恒温温度,在此恒定温度下两难分离组分的分离可达到与程序升温操作时同样的柱效和分离度。有效柱温T'可按下式计算:  T'=0.92 TR  此式表明有效柱温T'和保留温度TR的关联,用此式可由恒温分离的最佳柱温,即相当于T'来预测程序升温的保留温度TR。  4.程序升温的操作参数  由程序升温的保留体积可推导出,在程序升温过程中,任何溶质在确定色谱柱上的保留温度仅依赖于r/F的比值,而与程序升温的初始温度T0和终止温度TF无关,当r/F比值等于1时,对应的柱温即为各个组分的保留温度TR,如图4所示。  图4 r/F-Tc关系图  在程序升温过程中两个相邻难分离组分的真正分离度Ri(定义见后)与r/F比值呈反比,如图5 所示。  图5 Ri-r/F关系图 3,4,5,6为不同碳数的烷烃  由上述可知,在程序升温色谱分析中,当色谱柱确定后,升温速率r和载气流速F是影响保留温度和分离度的主要操作参数。  程序升温操作时,采用低的升温速率可获高分离度、长的分析时间和低的检测灵敏度。若用高的升温速率,通常对保留值大的高沸点组分影响大,可减少分析时间、提高检测灵敏度。  当使用填充柱时,常用较大流速的载气(40mL/min),此时应选择较高的升温速率,以保持r/F比值不变。当使用毛细管柱时,因在低流速(1mL/min)载气下操作,r/F比值主要由r进行调整。  (二)操作条件的选择  1.柱效的评价  2.真正分离度  3.操作条件的选择  PTGC中的操作条件为升温方式、初始温度、终止温度、升温速率、载气流速、柱长等。  影响分离的主要因素是升温速率和载气流速。  (1)升温方式对沸点范围宽的同系物多采用单阶线性升温。如样品中含多种不同类型的化合物,可使用多阶程序升温。现在性能完备的气相色谱仪可实现3~8阶程序升温。  (2)初始温度通常以样品中最易挥发组分的沸点附近来确定初始温度。若选得太低会延长分析时间,若选得太高会降低低沸点组分的分离度。一般通用仪器,最低的T0就是室温,也可通入液氮降至更低温度的T0。此外还应根据样品中低沸点组分的含量来决定初始温度保持时间的长短,以保证它们的完全分离。  (3)终止温度它是由样品中高沸点组分的保留温度和固定液的最高使用温度决定的。如果固定液的最高使用温度大于样品中组分的最高沸点,可选稍高于组分的最高沸点的温度作为终止温度,此时终止温度仅保持较短时间就可结束分析。若相反,就选用稍低于固定液的最高使用温度作为终止温度,并维持较长时间,以使高沸点组分在此恒温条件下完全洗脱出来。  (4)升温速率在PTGC中升温速率r起到和恒温色谱中柱温Tc的同样作用,选择时要兼顾分离度和分析时间两个方面。当r值较低时,会增大分离度,但会使高沸物的分析时间延长、峰形加宽、柱效降低。当r值较高时,会缩短分析时间,但又会使分离度下降。对内径3~5mm、长2~3m的填充柱,r以3~10℃/min为宜。对内径0.25 mm、长25~50m的毛细管柱,r以0.5~5℃/min为宜。  (5)载气流速使用填充柱时,载气流速应使其对应的线速等于或高于范第姆特曲线中的最佳线速,并使载气流速F的变化与升温速率r的变化相适应,以在程序升温过程保持r/F的比值不变。当使用毛细管柱时,所用载气线速应大于范第姆特曲线中的最佳实用线速,这样可忽略随程序升温引起载气线速下降而产生的不利影响。  (三)程序升温气相色谱法的应用范围  根据程序升温方法的特点,特别适用于以下情况的气相色谱分析。  (1)宽沸程样品的分离如石油馏分的分析,多碳醇的分析,多碳脂肪酸酯类的分析,复杂天然产物(香精油、食品香料)的分析等。  (2)气固色谱分析在气固色谱分析中的两个明显缺陷—由于非物理吸附造成峰形的严重拖尾和由于溶质的吸附系数太大而延长了分析时间,都可通过采用PTGC而获得明显的改善。  (3)制备气相色谱利用样品的初期冻结现象,通过程序升温而获流出时间适中和峰形对称的窄峰,有利于分别收集各个组分的纯品。  (4)痕量组分分析在低的初始温度可重复多次进样,并在低初始温度下使溶剂迅速流出,而高沸点的痕量杂质可冻结在柱头,当浓缩至一定数量后,再进行程序升温,使高沸点杂质流出以提高检测灵敏度。  使用程序升温技术确有许多优点,但对难分离的组分使用程序升温技术并不是最有效的手段,此时仍应从固定液的选择和优化操作条件上来解决分离问题。  最后要指出,PTGC分析的重现性必须很好,否则就难于进行定量分析了。

厂商

2018.10.10

实验室快速测汞仪原理及应用

  实验室快速测汞仪LabAnalyzer 254的测量原理:   首先含汞的样品随着气流进入熔融石英材质的光学测量池,通过波长为254nm的UV吸收进行汞的定量分析。这种测量方法叫:冷蒸气原子吸收法(CVAAS)。   实验室快速测汞仪LabAnalyzer 254的应用领域:   LabAnalyzer 254用于液体样品或样品消解溶液中汞元素的定量检测。   水样:饮用水、废水、地下水、地表水、海水   土壤和沉积物   地质地矿样品   废弃物:玻璃、建筑废弃物、废液、木料   焚化厂监测:烟气吸收液、烟气分析(如:VDI 3868-2 VE)   食品厂监控   临床样品:尿液、唾液   化工行业:环境保护和质量监控   石油石化行业   科学研究   实验室快速测汞仪LabAnalyzer 254的优点快速测量:   即使样品中汞含量很高,也无需延长冲洗时间。一次测量包括冲洗过程在内,一般用时为60s-100s。   在整个测量过程中,测量信号在显示器上连续显示。一次测量结束后,仪器会自动报警提示。   除了显示测量信号曲线外,仪器还另外标出峰值和各点对应的汞浓度。   为了便于实验室进行质量控制,仪器还能自动存储实验数据。在需要查看时可以随时调用,也可以选择自动打印。

厂商

2018.10.09

气相色谱六通阀进样技术

  在气相色谱分析中,进样是定量分析误差的主要来源之一。因为进样系统的原理、结构、使用材料、进样时的温度、进样量、进样快慢、进样用的工具等都会对气相色谱分析的定性定量的重复性和准确性产生直接影响。在实际分析中由于样品的气、液、固、状态不同,分析目的不同,要求不同,用于GC的进样系统种类繁多,如:常压气体样品就有六通阀气体进样或注射针筒进样两种。以下我们仅以气体样品六通阀进样技术与技巧归纳总结几点,供常做气体分析的工作者参考。  常压气体样品采用医用注射器(1毫升~5毫升)通过注射隔垫注射进样,简单、灵活,但缺点时有样品反冲和渗漏,定量误差大,重复性一般在2.5%以上。这是因为柱前压高于环境大气压力,样品气会沿注射管内壁渗漏造成的。这时虽然可以通过在管内壁上涂一层高温真空硅脂提高气密性来弥补,但又会出现硅脂对有机物的吸附作用,定量误差仍然很大。若用六通阀定体积进样,不但操作方便、迅速切结果也较准确。只要操作合理又掌握一定的技巧,重现性可小于0.5%。即使环境温度、压力变化或不同校正起来也很容易方便。另外,六通阀还可以直接用于高压气体进样。  1.分析了解您所配用的六通阀的工作原理、结构和样品直接接触阀材料是否适合你的  分析要求;  2.由于阀的气密性差异很大(0.1~0.6Mpa),接入您的气路系统时,能否保证不漏气?否则不但影响仪器的稳定性,且不能保证仪器进样的重现性;  3.定量管体积: 在灵敏度满足要求的情况下尽量小,zui大定量管体积应在实验时,塔片数下降不超过10%为限。否则进一步增加进样量,只增加峰宽而不增加峰高,或者说,应使色谱峰宽基本不展宽时的进样量为zui大定量管体积,对于填充柱一般不易大于5ml。  4.目前为了不影响液体注射进样,常把六通阀串接在汽化室的入口处,显然这种接法增加了一定的死空间。分析要求较高时,zui好跨过汽化室直接进入色谱柱或把六通阀载  气出口直接通过注射垫插入柱头;  5.在环境温度下,样品组分有可能冷凝或含有微量液体气体样品时,应考虑六通阀(含导入仪器的管线)温度影响:a)把阀放入色谱柱箱;b)单独控温加热;  6.样品予处理问题: a)应防止灰尘、机械颗粒进入阀内影响气密性或正常工作; b)避免高沸点杂质对阀的污染;  7.取样方式: 为防止可能造成的环境中的气体成分对样品的污染或干扰,zui好通过大注射器针头象液体进样一样打入定量管。不易用各种胶管或塑料管接入这可能:a)管材本身不纯净; b)各种管材原则上讲都会有渗透作用,这对痕量分析尤其不利。  8.取样工具:目前常用的是金属镀膜取气袋、大注射器或专用取气钢瓶。除非要求极低,目前已很少采用球胆、塑料袋取气等;  9.定量管内样品的气压:由于气体的含量和气压直接有关,为保证每次进样的重复性,取样后要使定量管的压力与大气压平衡,依据经验一般在取样后平衡20~30秒即可;  10.冲洗定量管样品体积:由于被分析的气体样品浓度不同,为防止进较高浓度后又进较低浓度样品时,定量管中原有高浓度气体残留的干扰。取样时要求用新样品气对定量管进行冲洗,冲洗气量依据经验不小于定量体积的5倍。实际影响也可以通过实验峰的重现性来判断与选择;  11.进样后什么时间,在把六通阀旋回到取样位置?  要视分析情况,如:进样后基线的波动性,定性定量的重复性来决定,依据经验一般是在进样数秒后(此时第yi个色谱峰还未出现之前),把阀旋回到取样位置比较好。这时易消除阀气密性欠佳和定量管体积过大对基线或出峰地影响;  12.如发现阀的气密性差或被污染有经验的操作者可以对六通阀进行拆洗,但应注意阀体和阀瓣的密封面只准用柔软的棉织品擦、溶剂应用易挥发的己烷、丙酮、三氯甲烷等,清洗后用干燥空气吹干。但应特别注意,用于ECD的气体六通阀进样系统应避免使用含卤族的碳氢化合物(如:三氯甲烷)做清洗剂,否则这些干扰溶剂将长时间以痕量水平存在而出现怪峰。

厂商

2018.10.09

气相色谱之载气控制

  进行气相色谱分析时要使用作为流动相的载气和用于检测器的燃气和助燃气。  1.载气  氮气、氦气、氢气、氩气都可用作气相色谱的流动相,常称作载气。  常用载气的性质见表1。  表1常用载气物性表  注:1.密度在0℃测定;黏度在20℃测定;热导率在100℃测定。  2.IP=0.1Pa·s,1cal=4.18J,下同。  3.TCD-热导池检测器;FID-氢火焰离子化检测器;FPD-火焰光度检测器;ECD-电子捕获检测器;TID-热离子化检测器;HID-氦离子化检测器;ArID-氩离子化检测器。下同。  2.燃气和助燃气  气相色谱分析中,检测器常用的燃气为氢气,常用的助燃气为氧气和空气。表2为燃气和助燃气的物性。  表2气相色谱检测器使用的燃气和助燃气物性  气体的净化  1.载气含有的杂质对气相色谱分析的影响  (1)使色谱柱的使用寿命缩短。  (2)使柱分离效率降低。  (3)使检测器的灵敏度下降,使微量组分测定不准确。  2.载气的净化要求  载气杂质对分析的影响是很大的。因此,载气在使用前要经过一定的净化。净化要求的程度主要取决于分析的要求、使用色谱柱的种类及检测器正确使用的条件。  在气相色谱分析中选择气体纯度时一般应注意以下原则:  (1)微量分析比常量分析要求气体纯度高。如用TCD分析含量为10×10-6的痕量一氧化碳,则所用载气中杂质的总含量应小于10×10-6此时即使用纯度99.999%载气,其含有0.001%的杂质,即相当于10×10-6,因此对含量为10×10-5的痕量分析,所用载气纯度应高于99.999%。FID要求使用气体中烃类化合物含量必须很低,对使用甲烷转化装置的FID,载气中CO和CO2的含量要求比一般FID更低。对ECD必须使用超纯氮气。  (2)毛细管柱分析比填充柱分析要求气体纯度高。  (3)程序升温分析比恒温分析要求气体纯度高。  (4)浓度型检测器比质量型检测器要求气体纯度高。  (5)中、高仪器比低档仪器要求气体纯度高。  高纯气体的纯度见表3。  表3高纯气体的纯度  3.载气的净化方法  (1)除水:采用吸附法除水,对载气中高含量水分,可用预先在105~120℃活化的硅胶(蓝色)吸附,再用4A或5A分子筛吸附低含量水分,分子筛应预先在350℃灼烧,活化。在低温(如干冰-酒精温度)下用3A或5A分子筛除水可使水含量降至30×10-6以下。如净化温度低于-70℃,则还能有效地除去载气中的氧、氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等杂质。  (2)除低级烃:载气中微量烃类气体,可用活性炭在低温下吸附除去;空气中微量轻组分烃类气体可用高温氧化亚铜(270℃以上)氧化为CO2,H2O。然后用碱或碱石棉吸收除去。  (3)除O2:最常用的是铜屑吸收法,用经过加热至300~500℃的铜屑(或铜丝)来捕集载气中微量氧。其反应如下:2Cu+O2??CuO,生成的CuO,可再通入H2加热还原,进行反应为:CuO+H2→Cu+H2O,还原生成的铜可反复使用。  载气流速的控制  为了保持气相色谱分析的准确度,载气的流量要求恒定,其变化小于1%,通常使用减压阀、稳压阀、针形阀等,来控制气流的稳定性。  1.减压阀  减压阀俗称氧气表,装在高压气瓶的出口,用来将高压气体调节到较小的工作压力,通常将10~15MPa压力减小到0.1~0.5MPa。  由于气相色谱中所用载气流量较小,一般在100mL/min以下,所以单靠减压阀来控制流速是比较困难的,通常在减压阀输出气体的管线中还要串联稳压阀或针形阀,以精确地控制气体的流速。  2.稳压阀  稳压阀用以稳定载气(或燃气)的压力,常用的是波纹管双腔式稳压阀。使用这种稳压阀时进气口压力不得超过0.6MPa,出气口压力一般在0.1~0.3 MPa时稳压效果zui好。使用时气源压力应高于输出压力0.05MPa。稳压阀不工作时,应顺时针转动放松调节手柄,使阀关闭,以防止波纹管、压簧长期受力疲劳而失效。使用时进气口和出气口不要接反,以免损坏波纹管。所用气源应干燥,无腐蚀性,无机械杂质。  3.针形阀  针形阀是用来调节载气流量,也有些仪器用它来控制燃气和空气的流量。由于针形阀结构简单,当进口压力发生变化时,处干同一位置的阀针,其出口的流量也发生变化,所以用针形阀不能精确地调节流量。针形阀常安装于空气的气路中,用以调节空气的流量。  4.稳流阀  当用程序升温进行色谱分析时,由于色谱柱温不断升高引起色谱柱阻力不断增加,也会使载气流量发生变化。为了在气体阻力发生变化时,也能维持载气流速的稳定,需要使用稳流阀,来自动控制载气的稳定流速。稳流阀可看作是由流量控制器和针形阀两个部分组合而成。  流量控制器是由阀芯(球形或碟形阀针)、橡皮隔膜(隔膜上为A腔,隔膜下为B腔)、压簧构成。流量控制器与针形阀,上游反馈管线组成一个闭环自动控制系统。由于流量控制器的作用使载气通过针形阀的入口压力和出口压力有恒定的压力差,从而使稳压阀输出流量保持不变。  稳流阀的输入压力为0.03~0.3MPa,输出压力为0.01~0.25MPa,输出流量为5~400mL/min,当柱温从50℃升至300℃时,若流量为40mL/min,此时的流量变化可小于±1%。  使用稳流阀时,应使其针形阀处于“开”的状态,从大流量调至小流量。气体的进、出口不要反接,以免损坏流量控制器。  载气流速的测量  载气流速是气相色谱分析的一个重要操作条件,正确地选择载气流速,可提高色谱柱的分离效能,缩短分析时间。由于气相色谱分析中所用气体流速较小,一般不超过100mL/min,作为氢焰检测器助燃气的空气,其流速也不过几百毫升/分钟,所以常用下述方法测量流速。  1.电子气路控制(EPC)系统  现在许多新型气相色谱仪已不使用转子流量计,而采用电子压力传感器或电子流量传感器来准确控制和调节载气、燃气与助燃气的流量。用于载气控制的电子压力传感器和电子流量传感器的技术指标见表4。  表4电子压力传感器和电子流量传感器的技术指标  使用此技术的主要优点是:  ①采用EPC后,气体流量控制准确,重现性好,因载气流量变化引起的保留时间测量的相对标准偏差小于0.02%。  ②采用EPC后,由仪器的液晶屏显示气体的压力和流量,可省略压力表和部分流量调节阀,简化了仪器结构。  ③提高了仪器的自动化程度。它可按操作人员预先设定的压力、流量参数进行自动运行;并自动记录运行过程的压力、流量变化;当不进样时可自动降低载气流速以节省贵重载气(如He);可自动检查气相色谱系统是否漏气,保证了操作过程的安全。  ④便于实现载气的多模式操作,如恒定流速操作、恒定压力操作和程序升压操作。尤其是程序升压操作为仪器提供了除程序升温操作以外的另一种优化分离条件的方法。  此技术应用的局限性在于成本较高,并需定期进行压力、流量示值的校正,此技术多用于通过计算机控制操作参数的气相色谱仪中。  2.皂膜流速计  皂膜流速计是目前用于测量气体流速的基准仪器,其结构简单,如图1所示。皂膜流速计由一根带有气体进口的量气管和橡皮滴头组成。使用时先向橡皮滴头中注入肥皂水,挤动橡皮滴头就有皂膜进入量气管。当气体自流量计底部进入时,就顶着皂膜沿管壁自下而上移动,用秒表测定皂膜移动一定体积时所需的时间,就可计算出气体的流速(ML/min),测量精度可达1%。  在毛细管柱气相色谱仪中,除可使用皂膜流速计测量气体流速外,还使用电子压力控制器(EPC)来自动控制分流进样器、检测器中载气的流速。  现在许多色谱仪中还使用数字显示压力表来指示载气进入色谱柱前的压力,即柱前压。图1皂膜流速计(a)填充柱使用;(b)毛细管柱和填充柱使用

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2018.10.09

长假归来!实验室仪器开机注意事项

  液相色谱仪  开机顺序:  1.检查溶剂托盘托盘上的溶剂是否足量,以溶剂液面超过过输液管过滤头5厘米以上为宜。  2.检查输液管内部有否气泡,若有,应及时通过排液阀排出。  3.对溶剂(针对第1项看是否需要补充溶剂)和样品进行处理,过滤,脱气。  4.打开主机电源,依次打开检测器,泵A,泵B,柱箱的电源  5.打开电脑,开启色谱工作站  6.先在工作站中开启活塞泵,以所需的流动相平衡系统(约需30min)  7.打开氘灯,等待系统基线走稳  8.开始进样检测  常见故障:  开机后压力在一段时间逐渐变化(升高或降低),这往往是流动相在色谱柱内还没有平衡好、柱箱温度还没有恒定。这些都不属于仪器问题,只要多平衡一会就会稳定。若使用的是梯度程序,由于流动相的比例正处在变化中,压力也会跟随变化。  开机后压力瞬间变化(>3MPa)。 原因不外乎以下四种情况: ⑴有气泡;(2)漏液;(3)单向阀不良;(4)泵工作相位不正确,可逐个排除。  气相色谱仪  开机使用:  气相色谱开机前要先打开载气、氦气、空气总阀的开关,检查二次表的压力一般都在 0.6MPa(氦气在 0.2MPa)。仪器电源开启后要先通过自检再打开工作站, 确认每根柱子都要有流量之后再升温做样。  使用前一项十分重要的工作是气密性检查, 如果气路泄露, 会导致仪器工作不稳定或灵敏度下降甚至可能发生爆炸, 因此在操作使用前必须进行这项工作,即检查载气流路,如果氢气和空气流路若未拆动过,可不检查。  检测器:  FID和TCD的检测,温度要控制在室温10℃到339℃,控温温度在±0.1℃。FID 的检测限 Mt 小于等于 1×10-11g/s,噪声小于等于5×10-14A,漂移小于等于 5×10-13A/30min。TCD的灵敏度 S 大于等于3000mV· mL/mg,噪声小于等于0.03mV,漂移小于等于0.1mV/30min。  注意事项:  气相色谱仪在使用时温度不可超过进样口温度的上限,以免破坏进样口; 要做好进样口污染的常规处理:隔垫和去活玻璃毛的更换、清洗或更换衬管、跟换密封垫、分流平板的清洗; 操作时要保证有干净的载气和干净的进样口时才可以接柱子。最常见的是污染问题,做高沸点物质后应将柱子老化,把温度升高后赶出残留物,以防止长期的积累,造成柱子的永久损坏。  质谱仪  开机前准备事项:  检查真空泵油液面,确保泵内油页面处于标定的上下两线之间;  查看离子源洁净程度,ESI源查看喷口是否有固体析出,毛细管口是否完好;APCI喷口是否有积液;  气体压力,打开高纯氮气钢瓶总阀,调节出口压力调至0.65MPa,打开高纯氦气钢瓶总阀,调节出口压力调至0.25Mpa;  检查壳气及辅助气接口连接紧固,松开液相管路与离子源的接口;  开启动力电源,电压稳定,正常;  确保室内温度在18~25度。  开机顺序:  以质谱联用仪为例:  1.打开UPS和氮气发生器开关,待氮气的压力表稳定后,打开机械泵上的电源开关;  2.机械泵工作至少15min后,打开质谱仪的电源主开关,等系统抽真空24h以上才可以正常操作仪器扫描;初始真空度为7~9。  3.打开液相泵,自动进样器及柱温箱电源开关;  4.启动电脑,打开电脑桌面的Analysis software软件;  使用注意事项:  质谱仪需在高真空条件下工作,其中离子源在10-3~10-5Pa,质量分析器在10-6Pa。早更换灯丝,清洗离子源或仪器检修后调整质谱。在做样期间要注重口隔垫密封性的检查。 每月要进行He载气系统泄漏的检查。必要时要检修老化的色谱柱。每半年要更换干燥剂。每月要进行机械泵油面的检查。每年要注意分子泵加注润滑油。必要时要清洗分子泵和离子泵。并且要进行进样口隔垫密封性和载气系统泄漏的检查,只有很好的维护才能增加仪器的使用寿命。  提醒:  样品在处理时应注意处理系统有过滤的功能, 进入到质谱仪内的样品其颗粒的粒度应不大于1μm,并且要减少样品在传输过程中的滞后时间, 因为质谱仪极快的分析速度,样品传输时间如果过长就会失去质谱分析的意义。  问题:  质谱开机时,泵转速最高只能升到一半,听到提示音后,控制面板上提示:system vented;同时,泵转速缓慢下降。判断可能是漏气导致分子涡轮泵无法开启,检漏后重新开启质谱,故障没有排除,是什么原因导致?  网友支招:  经分析,认为只有很严重的漏气才会导致这种情况,需要全套检查:  1.进样口是否安装有隔垫以及密封圈。  2.色谱柱两头是否安装到位。  3.放空阀有没有拧紧。  4.MS密封圈是否干净或是有损坏。  5.泵油是否太少或太多了。  6.钢瓶没气了或载气分压压力不足。  7.钢瓶接口位置大漏气。  8.以上问题都没有,建议查看真空泵是否坏掉了。  ICP-MS  开机之前的准备事项  1.检查超纯水(2个),5%硝酸,调谐液,内标液的溶液是否够用,注意:及时添加。废液桶要及时清空。  2.开机之前要打开空调,冷却水装置,排风系统,卡上蠕动泵管,超纯水,5%硝酸,调谐液的盖子。  3.定期检查机械泵的油位和颜色,定期打开机械泵的振气阀使油气过滤器中的泵油流回泵中。  ICP-MS在开机后真空上不去,真空显示为ERROR,检查了分子泵和真空泵都没有问题的,不知道是什么原因?  1.显示是error,那一定应该是控制和通讯的问题吧。  2.检查一下循环水是否打开, 流量和水压是否正确, 一般的分子泵都带有水流连锁保护功能, 我们的仪器如果不开水循环,真空就不能抽上去,因为分子泵不启动。  3.如果是热电的X7系列通讯出了问题,你可以点击windows任务栏下一个齿轮图标,找到连接那,先断开再连接,或是重启机子。  4.温差有没有设定好呢,环境的温度也有关系哦。  5.也有可能是泵的问题。  原子吸收  开机使用故障排除:  1.开机后自检出现狭缝马达锁死,故障原因是电机驱动部分或电机的机械传动故障或狭缝零位光敏对坏,或接口板故障,做出正确的判断后予以更换。  2.开机自检出现波长电机锁死,原因其本同上,即电机驱动或机械故障波长零位和低端限位开关故障,或接口板故障,排除方法如上。  3.找不到光零,开机时没安装元素灯或半透半反镜以及燃烧头等挡住光路,另外光电倍增管、高压以及接口板等故障。  4.开机启动软件后不出现光零曲线,而且死机,属于接口板故障。  5.点火检查时,出现空气压力偏低,应检查空压机工作情况及出口压力,另外空气旋钮是否完全打开或管路漏气。  6.出现乙炔压力偏低,检查乙炔钢瓶和管路有无漏气。  7.自动寻峰时出现信号太弱,调不到百分之百,检查有无挡光、元素灯是否正确,如果以上原因排除后,可用波长微调引导至理论波长处,找到最大值。如果仍不能解决,则属于接口板或前放部份故障。  8.开机电源指示灯不亮,检查外部供电系统及主机保险丝。  9.扣除背景时氘灯不亮,氘灯开关是否打开,以及软件上的氘灯控制按钮是否选置在“开”状态。  10.点燃氘灯得需要一定的预热时间,若长时间不能点着或不稳定应检查供电系统是否属于正常范围。

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2018.10.08

气相色谱速率理论详解

  速率理论是从动力学观点出发,根据基本的实验事实研究各种操作条件(载气的性质及流速、固定液的液膜厚度、载体颗粒的直径、色谱柱填充的均匀程度等)对理论塔板高度的影响,从而解释在色谱柱中色谱峰形扩张的原因。其可用范第姆特(van deemter)方程式表示。  范第姆特等人认为使色谱峰扩张的原因是受涡流扩散、分子扩散、气液两相的传质阻力的影响,因而导出速率方程式或称范氏方程:  式中λ—固定相填充不均匀因子;  dp—载体的平均颗粒直径,gm;  γ—载体颗粒大小不同而引起的气体扩散路径弯曲因子,简称弯曲因子;  dg—组分在气相中的扩散系数,cm2/s;  k—分配比;  df—固定液在载体上的液膜厚度,cm;  dl—组分在液相中的扩散系数,cm2/s;  u—载气在柱中的平均线速度,cm/s。  范氏方程可简化为下式:式中,a为涡流扩散项;为分子扩散项;cu为传质阻力项。  范氏方程的讨论如下  一、涡流扩散项(a)  a=2λdp (8-17)  涡流扩散项也称多流路效应项。它与填充物的平均颗粒直径dp有关,也与填充不均匀因子λ有关,即填充愈均匀、颗粒愈小,则塔板高度愈小、柱效愈高。  涡流扩散的方向垂直于载气流动方向,所以也称径向扩散或多路效应。它与载气的性质、线速度、组分的性质、固定液用量无关。但是当填充物颗粒大小不一,且颗粒粗大,填充又不均匀,则会造成色谱峰形扩展,如图1。  图1涡流扩散引起峰形扩展示意图  图中三个起点相同的组分,由于在柱中通过的路径长短不一,结果三个质点不同时流出色谱柱,造成了色谱峰的扩展。  二、分子扩散项(b/u)  b=2γdg (8-18)  b称分子扩散系数,它与组分在气相中的扩散系数dg,填充柱的弯曲因子γ有关。对于空心柱γ=1,对于填充柱,由于颗粒使扩散路径弯曲,所以γ<1,常用硅藻土载体γ=0.5~0.7。  分子扩散也叫纵向扩散,这是基于载气携带样品进入色谱柱后,样品组分形成浓差梯度,因此产生浓差扩散,由于沿轴向扩散,故称纵向扩散(图2)。  图2分子扩散引起峰形扩展示意图  分子扩散与组分在气相中停留的时间成正比,滞留时间越长,分子扩散也越大,所以加快载气流速u可以减少由于分子扩散而产生的色谱峰形扩展。  气相扩散系数dg随载气和组分的性质、温度、压力而变化,dg通常为0.01~1cm2/s,组分在气相中的扩散系数dg较d1大104~105倍,所以组分在液相中的扩散可以忽略不计。扩散系数dg近似地与载气分子量的平方根成反比,所以使用分子量大的载气可以减小分子扩散。  三、传质阻力项(cu)  c=cg+c1 (8-19)  式中,cg为气相传质阻力系数;c1为液相传质阻力系数。传质阻力引起的峰形扩展见图3。  1.气相传质阻力系数(cg)  图3传质阻力引起峰形扩展示意图  气相传质阻力就是组分分子从气相到两相界面进行交换时的传质阻力,这个阻力会使柱子的横断面上的浓度分配不均匀。这个阻力越大,所需时间越长,浓度分配就越不均匀,峰形扩展就越严重。  气相传质阻力系数cg与dp成正比,故采用小颗粒的填充物,可使cg减小,有利于提高柱效。cg与dg成反比,组分在气相中的扩散系数越大,气相传质阻力越小,故采用dg较大的h2或he作载气,可减小传质阻力,提高柱效。但载气线速增大,可使气相传质阻力增大,柱效降低。  2.液相传质阻力系数(c1)  液相传质阻力是指组分从气液界面到液相内部,并发生质量交换,达到分配平衡,然后又返回气液界面的传质过程。这个过程是需要时间的,在流动状态下,因为气液之间的平衡不能瞬时完成,使传质速度受到一定限制,同时组分进入液相后又要从液相洗脱出来,也需要时间,与此同时,组分又随着载气不断向柱口方向运动,气、液两相中的组分距离越远,色谱峰形扩展就越严重。载气流速越快越不利于传质,所以减小载气流速可以降低传质阻力,提高柱效。  液相传质阻力系数c1与液膜厚度d2f成正比,与组分在液相中的扩散系数d1成反比,所以固定液薄有利于液相传质,不使色谱峰形扩展。但固定液过薄,将会减少样品的容量,降低柱的寿命。组分在液相中的扩散系数d1越大,越有利于传质,但柱温对d1影响较大,柱温增加,d1增大而k值变小,即提高柱温有利于传质,减少峰形扩展;降低柱温,有利于分配,即有利于组分分离(k值增大)。所以要选择适宜的温度来满足具体样品的要求。  范氏方程的完整表达式如式(8-15)所示。  从范氏方程的讨论中,说明了h越小柱效率越高,改善柱效率的因素有如下几点:  ①选择颗粒较小的均匀填料;  ②在不使固定液黏度增加太多的前提下,应在最低柱温下操作;  ③用最低实际浓度的固定液;  ④用较大摩尔质量的载气;  ⑤选择zui佳载气流速。  范氏方程简化式如式(8-16)所示。当将h对u作图(图4),可给出一条曲线,其有一最低点,此点对应载气的zui佳线速uopt,在zui佳线速下对应色谱柱的最低理论塔板高度hmin,即在此zui佳线速下操作可获得最高柱效。  图4 h-u曲线图  依据范第姆特方程式可计算uopt和hmin  由图8-46可看出:当u<uopt时,分子扩散项对板高h起主要作用,即载气线速愈小,板高h增加愈快,柱效愈低。  当u>uopt时,传质阻力项cu对板高h起主要作用,即载气线速增大,板高h也增大,柱效降低,但其变化较缓慢。  当u=uopt 时,分子扩散项和传质阻力项对板高h 的影响最低,此时柱效最高。但此时的分析速度较慢。在实际分析时,可在优质实用线速uopgv下操作,此时板高h约比hmin增大10%,虽然损失了柱效,但加快了分析速度。  显然在上述3种情况下,涡流扩散项a总是对板高h起作用。

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2018.10.08

气相色谱速率理论详解

  速率理论是从动力学观点出发,根据基本的实验事实研究各种操作条件(载气的性质及流速、固定液的液膜厚度、载体颗粒的直径、色谱柱填充的均匀程度等)对理论塔板高度的影响,从而解释在色谱柱中色谱峰形扩张的原因。其可用范第姆特(van deemter)方程式表示。  范第姆特等人认为使色谱峰扩张的原因是受涡流扩散、分子扩散、气液两相的传质阻力的影响,因而导出速率方程式或称范氏方程:  式中λ—固定相填充不均匀因子;  dp—载体的平均颗粒直径,gm;  γ—载体颗粒大小不同而引起的气体扩散路径弯曲因子,简称弯曲因子;  dg—组分在气相中的扩散系数,cm2/s;  k—分配比;  df—固定液在载体上的液膜厚度,cm;  dl—组分在液相中的扩散系数,cm2/s;  u—载气在柱中的平均线速度,cm/s。  范氏方程可简化为下式:式中,a为涡流扩散项;为分子扩散项;cu为传质阻力项。  范氏方程的讨论如下  一、涡流扩散项(a)  a=2λdp (8-17)  涡流扩散项也称多流路效应项。它与填充物的平均颗粒直径dp有关,也与填充不均匀因子λ有关,即填充愈均匀、颗粒愈小,则塔板高度愈小、柱效愈高。  涡流扩散的方向垂直于载气流动方向,所以也称径向扩散或多路效应。它与载气的性质、线速度、组分的性质、固定液用量无关。但是当填充物颗粒大小不一,且颗粒粗大,填充又不均匀,则会造成色谱峰形扩展,如图1。  图1涡流扩散引起峰形扩展示意图  图中三个起点相同的组分,由于在柱中通过的路径长短不一,结果三个质点不同时流出色谱柱,造成了色谱峰的扩展。  二、分子扩散项(b/u)  b=2γdg (8-18)  b称分子扩散系数,它与组分在气相中的扩散系数dg,填充柱的弯曲因子γ有关。对于空心柱γ=1,对于填充柱,由于颗粒使扩散路径弯曲,所以γ<1,常用硅藻土载体γ=0.5~0.7。  分子扩散也叫纵向扩散,这是基于载气携带样品进入色谱柱后,样品组分形成浓差梯度,因此产生浓差扩散,由于沿轴向扩散,故称纵向扩散(图2)。  图2分子扩散引起峰形扩展示意图  分子扩散与组分在气相中停留的时间成正比,滞留时间越长,分子扩散也越大,所以加快载气流速u可以减少由于分子扩散而产生的色谱峰形扩展。  气相扩散系数dg随载气和组分的性质、温度、压力而变化,dg通常为0.01~1cm2/s,组分在气相中的扩散系数dg较d1大104~105倍,所以组分在液相中的扩散可以忽略不计。扩散系数dg近似地与载气分子量的平方根成反比,所以使用分子量大的载气可以减小分子扩散。  三、传质阻力项(cu)  c=cg+c1 (8-19)  式中,cg为气相传质阻力系数;c1为液相传质阻力系数。传质阻力引起的峰形扩展见图3。  1.气相传质阻力系数(cg)  图3传质阻力引起峰形扩展示意图  气相传质阻力就是组分分子从气相到两相界面进行交换时的传质阻力,这个阻力会使柱子的横断面上的浓度分配不均匀。这个阻力越大,所需时间越长,浓度分配就越不均匀,峰形扩展就越严重。  气相传质阻力系数cg与dp成正比,故采用小颗粒的填充物,可使cg减小,有利于提高柱效。cg与dg成反比,组分在气相中的扩散系数越大,气相传质阻力越小,故采用dg较大的h2或he作载气,可减小传质阻力,提高柱效。但载气线速增大,可使气相传质阻力增大,柱效降低。  2.液相传质阻力系数(c1)  液相传质阻力是指组分从气液界面到液相内部,并发生质量交换,达到分配平衡,然后又返回气液界面的传质过程。这个过程是需要时间的,在流动状态下,因为气液之间的平衡不能瞬时完成,使传质速度受到一定限制,同时组分进入液相后又要从液相洗脱出来,也需要时间,与此同时,组分又随着载气不断向柱口方向运动,气、液两相中的组分距离越远,色谱峰形扩展就越严重。载气流速越快越不利于传质,所以减小载气流速可以降低传质阻力,提高柱效。  液相传质阻力系数c1与液膜厚度d2f成正比,与组分在液相中的扩散系数d1成反比,所以固定液薄有利于液相传质,不使色谱峰形扩展。但固定液过薄,将会减少样品的容量,降低柱的寿命。组分在液相中的扩散系数d1越大,越有利于传质,但柱温对d1影响较大,柱温增加,d1增大而k值变小,即提高柱温有利于传质,减少峰形扩展;降低柱温,有利于分配,即有利于组分分离(k值增大)。所以要选择适宜的温度来满足具体样品的要求。  范氏方程的完整表达式如式(8-15)所示。  从范氏方程的讨论中,说明了h越小柱效率越高,改善柱效率的因素有如下几点:  ①选择颗粒较小的均匀填料;  ②在不使固定液黏度增加太多的前提下,应在最低柱温下操作;  ③用最低实际浓度的固定液;  ④用较大摩尔质量的载气;  ⑤选择zui佳载气流速。  范氏方程简化式如式(8-16)所示。当将h对u作图(图4),可给出一条曲线,其有一最低点,此点对应载气的zui佳线速uopt,在zui佳线速下对应色谱柱的最低理论塔板高度hmin,即在此zui佳线速下操作可获得最高柱效。  图4 h-u曲线图  依据范第姆特方程式可计算uopt和hmin  由图8-46可看出:当u<uopt时,分子扩散项对板高h起主要作用,即载气线速愈小,板高h增加愈快,柱效愈低。  当u>uopt时,传质阻力项cu对板高h起主要作用,即载气线速增大,板高h也增大,柱效降低,但其变化较缓慢。  当u=uopt 时,分子扩散项和传质阻力项对板高h 的影响最低,此时柱效最高。但此时的分析速度较慢。在实际分析时,可在优质实用线速uopgv下操作,此时板高h约比hmin增大10%,虽然损失了柱效,但加快了分析速度。  显然在上述3种情况下,涡流扩散项a总是对板高h起作用。

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2018.10.08

毛细管对HPLC分离的影响

众所周知,在高效液相色谱分析中,色谱柱良好的分离效率是成功分离的一个重要前提,若系统采用了不适当的连接方式或者应用不正确的毛细管,均可能导致产生不良的峰扩宽,色谱柱的最佳分离效率就更无从谈起。甚至还可能发生使用的柱子越细,其洗脱峰的扩宽反而越大的情况。本文将详细介绍毛细管对高效液相色谱分离的影响,以及如何选择正确的毛细管与连接方式。高效液相色谱柱良好的分离效率是色谱成功分离的一个重要前提,不适当的管路连接或毛细管的使用不当,均可能导致不良的峰扩宽,因此需要特别注意。当使用4.6×250mm的“老式”标准分离柱时, 毛细管的作用和管路连接的影响还不是很突出;而当使用2.0×100mm的细径色谱柱时,其对色谱分离的影响就很大。对于“Ex-柱”而言,造成峰扩宽的主要原因在于管路连接中使用了错误的毛细管和空腔,它们会显著地扩张淋洗通道。因此,在原则上应该尽可能地采用窄小的柱径,并适当地缩短连接管路。如果用户使用的是由同一制造商供应的配套设备或紧密装配型高效液相色谱仪,那么所有的管路连接已经由供应商预先优化了。这类设备出现问题的情况仅在于:需要联接另外一家公司的检测器时,或者需要用不同的组件来自行组装一套HPLC系统。通过分离柱的峰宽度是与色谱柱的尺寸成正比的,简而言之:细柱产生窄峰。液体输导产生的峰扩宽则会牵涉到整个系统,因而需要对其逐一进行协调。泊肃叶定律法国著名物理学家吉恩·伦纳德·泊肃叶对血液循环系统生理学的兴趣促成了他在1840年对液体在细管中的流体行为进行了基础性的实验研究。在样品和洗脱液之间不是形成一个直界面,而是层流的形式。在直径为“dt”的管子内(高效液相色谱毛细管)流体的不同流速构成一个“U”型(如图2所示)。为了尽量减少峰宽,应选择尽可能小的管道直径。样品分子有一种向流体边界扩散的趋势。假如没有这个扩散,洗脱峰将是无限宽的,因为根据泊肃叶理论,流速在毛细管管壁处为零,因而样品分子在这一点上将是极其缓慢地前行。而扩散的作用则导致了样品分子由管壁迁移到管子中部,因而,样品峰得以在有限的时间内洗脱,并呈现有限的峰宽。毛细管的优化高效液相色谱系统可以有多种不同的安装方式,那么,我们是否应该尽可能地缩短进样器与色谱柱之间的连接?还是缩短色谱柱与检测器之间的连接?或者两者均可?这是绝对不能随意而为的,而且其应用程式还不能随意推广到任何一个高效液相色谱系统。下面的实验将为您清楚地演示毛细管对高效液相色谱系统的影响。实验装置带有10μl样品环的Rheodyne7125注射器,UV检测器设在254nm,色谱柱4.6×100mm使用的是5-μ柱材料,流速为1ml/min以及8μl样品检测池,这些都是“标准”高效液相色谱的条件。如果使用0.13mm内径的毛细管,色谱柱和检测器之间的连接长度则对系统的影响不大。只要将毛细管的直径加倍(这里用到0.25mm),分离效率即随连接长度的增加而显著地降低(如图3所示)。小体积HPLC色谱柱在使用细而短的色谱柱的情况下(例如2.0×100mm,流量200μl/min),毛细管的影响甚至更具破坏性。若采用0.13mm内径的毛细管和80cm的连接长度,即可观察到低于18%的峰展宽。如果使用0.25mm的毛细管,即使是5cm的短连接,分离效果则会明显差了很多,而使用更长的毛细管则会导致分离毫无意义(如图4所示)。分离小体积样品在高效液相色谱系统中,应用的高效液相色谱柱体积越小,毛细管的影响就越大。因此,在高效液相色谱系统中如果不对其他组件(特别是它们之间的连接)进行优化,仅装置一根微孔柱是没有意义的。进样器-色谱柱-样品检测池之间的线路连接对分离质量具有特别的重要性。

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2018.09.29

蒸汽汞连续监测仪(Hg-CEMS系统)操作说明

汞排放连续监测器(CEM)经德国技术检验协会认证(发行于GMBI Nr.33/1999)检测元素态,离子态和共价态汞真正的连续测量(无测量周期)无需湿化学法,不使用任何溶剂免维护固体催化剂量程1-45;0-75;0-500μg/m3(可选其他范围)坚固的耐腐蚀结构结构紧凑,便于移动操作【详细说明】烟道气汞分析仪SM-3技术指标:测试组分总汞测量原理:热催化转化后,在253.7nm处原子吸收测量范围:0 - 50 μg/m30 - 75 μg/m30 - 500 μg/m30 to 50 μg/m30 to 75 μg/m30 to 500 μg/m3检出限:烟道气汞分析仪SM-3设计特点:为了防止汞的损失,所有与样品气接触的位置都设计为>180℃高温。样品气管路为PFA材质,避免了汞蒸气在管壁的吸附损失。进样系统和转化装置的温度都远远高于汞的凝结点。因此,在汞形成元素态之前不会冷凝,使检测时的噪音水平和非特异性吸收峰都降到zui低。SM-3未使用任何汞富集器,因此响应快速,可以连续实时地进行监测。另外金表面“中毒”的现象也被克服。由于整个方法避免了湿化学法的样品处理过程,避免使用金富集阱,检测结果可靠性高,降低了仪器的维护成本。为了防止仪器被灰尘等颗粒堵塞,SM-3有自我净化过滤系统,并由压缩空气控制。这种清洁机制每隔一小时会自动运行,每次运行只需几秒钟。烟道气汞分析仪SM-3操作原理:样品气经过管道后,经加热的进样系统导入。样品气通过高温过滤器,随后进入转化装置。在这个装置中,离子态和共价态的汞都发生热催化转化,形成元素态汞蒸气。样品气在免维护的半导体制冷器中被干燥,然后进入以“冷蒸气原子吸收光谱法(CVAAS)”为检测方法的汞检测器中。样品气以高温状态进入过滤器,保证了汞完全从其他物质颗粒中脱附下来并被完全检测。烟道气汞分析仪SM-3优点:操作简单:SM-3由带防水薄膜的小键盘操作。所有的输入要求都在图像显示器中显示。也可以通过外接电脑进行初始化功能,如零点校准和标定。低维护成本:由于采用了先进的热催化剂技术,所以不需要任何化学试剂。与*代需要湿化学法进行样品制备的方法相比,SM-3增加了运行的可靠性,大大降低了用户的维护成本,扩大了适用范围。进样系统:样品气由一个不锈钢探针提取,通过加热管道进入分析单元。整个管线都是由PFA材质制作,使汞记忆效应降到zui低。样品进样系统的直径可以由客户自己决定(比如DN80/PN6或者ANSI 3"/ 150 lbs)。由于SM-3结构紧凑,轻便,因此可用于移动监测。用户可以在很短的时间内完成安装。烟道气汞分析仪SM-3应用领域:SM-3是一款连续监测烟道气的汞分析仪。共价态汞化合物(如HgCl2、HgO、HgS)、离子态汞及元素态汞都可以检出。可用于以下领域:市政焚化工程污水污泥焚化装置危险物焚化装置水泥厂燃煤电厂固体废弃物回收利用站木材再利用燃烧区金属再利用熔炉

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2018.09.29

食品生产环境中的微生物检测

对于食品而言,生产过程中是最容易被微生物污染的环节,如何通过工艺的改进,和对生产过程进行控制,是能否从源头上防止微生物污染的关键 。 近年来食品安全问题一直都备受关注,食品中的微生物污染更是所有食品企业共同关注的一大问题。食品是微生物,尤其是细菌滋生的良好环境,食品受到微生物污染,则会导致产品延迟上市、产品直接销毁,甚至会危害消费者身体健康。生产环境的监测和微生物检测对于产品和消费者安全来说都至关重要,食品可因在生产过程中的不清洁表面、污染空气、病菌感染者未隔离等原因而受到污染。因此,在食品生产过程中,环境监测(特别是空气中微生物、尘埃粒子的监测和表面微生物检测)是保持生产工厂清洁、最大限度地减少污染风险的关键性措施。 空气监测方法空气中微生物指标有几种标准监测方式。传统膜过滤是使用过滤漏斗和真空泵,让样品通过膜。样品中的微生物集中在滤膜表面,然后将滤膜至于琼脂培养基平皿表面,并放入培养箱中培养。培养基中的营养物质通过滤膜提供给附着在滤膜表面的微生物,从而使微生物在滤膜表面生长,当生长到肉眼可见后对滤膜表面的微生物进行计数。现行的空气检测方法,包括沉降菌、浮游菌和尘埃粒子的检测:沉降菌--------被动空气取样:使用琼脂培养基平皿,在空气中暴露一段时间。浮游菌--------主动空气取样:使用特定仪器,通过泵的作用将一定量空气吸入仪器,吸入的空气将撞击安装在仪器内的琼脂培养基,从而实现采样。尘埃粒子--------使用尘埃粒子计数器,以确定空气中的潜在污染物数量。沉降菌沉降菌通常是用一块含有胰酪大豆胨琼脂 (TSA)或沙氏葡萄糖琼脂 (SDA)的培养皿,移去盖子,放置于生产区域的某个特定的位置区域。放置一段时间后,将培养皿盖上盖子,然后转移至培养箱中培养。TSA至于35度培养箱中培养,SDA至于25度培养箱中培养。一般培养72小时后,取出,对平板上的菌落进行计数,如超过指定的标准还需进一步做微生物的鉴定。沉降菌检测的主要优点是:操作方便成本低,检测过程可覆盖整个生产过程。同时沉降菌检测也存在缺点:培养皿暴露时间长(一般为4小时),会因蒸发而失去水分,导致琼脂表皮越来越干燥。这可能会引起培养基上的某些微生物生长不良,最终结果可能不能完全反映空气中微生物的含量。在单向层流区域内经过一个4小时暴露后,TSA培养皿失去的重量可达原重的16%。为了能保证在长时间的暴露后,培养皿上的微生物回收率回收率高于70% ,需在制备培养基时采用更多量的培养基体积。从而确保沉降菌的结果真实可靠。同时,每条生产线的最大暴露时间均应当经过验证,并考虑气流、温度、空气相对湿度对沉降菌平皿造成的影响。浮游菌浮游菌是借助于特定设备,通过泵的作用将一定量空气吸入仪器,吸入的空气将撞击安装在仪器内的琼脂培养基,从而实现采样。通常是用一块含有胰酪大豆胨琼脂 (TSA)培养皿,打开后放入浮游菌采样仪,采取规定体积后将培养皿从采样器中取出盖上盖子,至于培养箱中进行培养72小时后,取出并观察,对平板上的菌落进行计数。在关键性区域(受控的洁净生产区域)使用浮游菌取样器时,有几种方式可帮助避免污染。首先,仪器的操作、放置或移动不能严重扰乱气流,因为扰乱气流会使污染物更容易附着在仪器外表面上。为了最大限度地减少洁净室内的气流扰乱,一般建议一个区域使用一台空气浮游菌采样设备。避免从低级别区域取样后再到高级别区域取样。浮游菌检测是检测某一特定时间段的空气,所以尽可能的选择污染风险最高(最脏的时间点和位置)时进行采样。尘埃粒子尘埃粒子的检测是通过尘埃粒子计数器,对空气中不同微粒大小的尘埃粒子进行计数。判断其是否符合洁净室标准。进行环境空气尘埃粒子监测,以确定空气中的非活性污染物数量,从而测定受控环境中的空气质量。尘埃粒子的数量往往也反映了微生物污染的状况,因为大部分微生物是附着于尘埃粒子上。在进行尘埃粒子检测时,各个企业可以根据生产工艺的需求,使用在线尘埃粒子计数器或者便携式尘埃粒子计数器。两种方式各有利弊。在许多制药生产企业中,尘埃粒子计数器被安装在生产线上的某个固定位置。如该取样点能真实反映洁净室的尘埃粒子水平,并且不会影响生产过程本身,可选择该方式。但是,许多企业选择便携式尘埃计数器,可以通过验证确定洁净室最容易被污染,并且对环境影响最小的的取样位置。同时,考虑到其灵活性,一台采样设备可在一个洁净区域内进行多个点的采样。 表面监测进行表面监测,以确定各种关键性表面(包括工作台、地板、实验室人员和与产品直接接触的容器,设备表面)上是否存在微生物。接触法接触法是指用凸面的培养基平皿与被取样的表面进行接触,从而实现取样。一般使用50mm直径的接触平皿,通常为胰酪大豆胨琼脂 (TSA)(用于细菌检测),或沙氏葡萄糖琼脂 (SDA)(用于真菌检测),将琼脂表面按压到被测表面上,取样完成后,进行培养,以测定表面上存在的菌落数目。对于平整的表面接触法是最安全、有效的采样方法。但同时,由于需要将培养基直接与测试表面接触,可能会有培养基的残留从而造成污染,所以在用接触平皿取样后需要用消毒剂进行清洁和擦拭。拭子法对于不规则表面(例如设备凹进处、角落、裂隙、管道和灌装针),接触法无法实现取样时,可使用预润湿的拭子对取样表面进行擦拭,然后将拭子再擦拭到培养皿上,从而实现取样。拭子的最关键部分是头部。它必须不起毛,不挥发残留物和颗粒含量极低。拭子头部可由聚酯、聚氨酯、尼龙、棉花等多种材料制成,这些材料可采用不同方式构造或编织。拭子取样同样靠考虑到对取样表面带来的潜在污染,所以取样后也必须用消毒剂进行清洁。 微生物检测用培养基无论是对于空气沉降菌,浮游菌还是表面微生物的取样,我们都需要用到固体培养基,为了保证培养基本身不会对最终结果带来干扰,在使用培养基之前必须对其进行无菌性检测和促生长实验。无菌性检测即在培养基配制完之后或使用之前需放入培养箱中进行预培养,预培养后如培养基上无微生物生长,则可确定其无菌。促生长实验则是将少量微生物接种到培养基上,培养后观察其回收率,如回收率在可接受范围内,则该培养基可以用于环境微生物检测。此外,由于洁净室环境一般都会用不同的消毒剂进行清洁和消毒,洁净室空气中会有少量的消毒剂存在,所以用于洁净室环境监测的培养基中还需添加适当的中和剂,来去除潜在的抑菌成份,从而保证检测结果能真实反映洁净室的微生物水平。 结论为了保证产品的质量安全,食品企业必须采取措施以更早发现并且防止因为生产环境造成产品的微生物的污染。空气监测和表面检测可增强对产品制造工艺的控制,确保按照所期望的标准生产合格的产品。此外,环境监测技术技术有助于更快检测污染事件和防止未来事件,以相对较低的监测成本,提高了质量,改善了安全性,降低了总的生产风险和成本。

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2018.09.29

实验中色谱法常见的问题解答

  1.色谱分析法:  色谱法是一种分离分析方法,它利用样品中各组分与流动相和固定相的作用力不同(吸附、分配、交换等性能上的差异),先将它们分离,后按一定顺序检测各组分及其含量的方法。  2.色谱法的分离原理:  当混合物随流动相流经色谱柱时,就会与柱中固定相发生作用(溶解、吸附等),由于混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异,与固定相发生作用的大小、强弱不同,在同一推动力作用下,各组分在固定相中的滞留时间不同,从而使混合物中各组分按一定顺序从柱中流出。这种利用各组分在两相中性能上的差异,使混合物中各组分分离的技术,称为色谱法。  3.流动相  色谱分离过程中携带组分向前移动的物质。  4.固定相  色谱分离过程中不移动的具有吸附活性的固体或是涂渍在载体表面的液体。  5.色谱法的特点:  (1)、分离效率高:复杂混合物,有机同系物、异构体。  (2)、灵敏度高:可以检测出μg·g-1(10-6)级甚至ng·g-1(10-9)级的物质量。  (3)、分析速度快:一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。   (4)、应用范围广:气相色谱:沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。液相色谱:高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析。  (5)、高选择性:对性质极为相似的组分有很强的分离能力。不足之处:被分离组分的定性较为困难。  6.色谱分析法的分类:  按两相状态分类,按操作形式分类,按分离原理分类。  7.按两相状态分类:  气相色谱(GasChromatography,GC);  液相色谱(Liquid Chromatography,LC);  超临界流体色谱(Supercritical Fluid Chromatography,SFC)。  气相色谱:流动相为气体(称为载气),常用的气相色谱流动相有N2、H2、He等气体;  按分离柱不同可分为:填充柱色谱和毛细管柱色谱;  按固定相的不同又分为:气固色谱和气液色谱;  液相色谱:流动相为液体(也称为淋洗液);  按固定相的不同分为:液固色谱和液液色谱;  超临界流体色谱:  流动相为超临界流体,超临界流体是一种介于气体和液体之间的状态。超临界流体色谱法是集气相色谱法和液相色谱法的优势而发展起来的一种新型的色谱分离分析技术,不仅能够分析气相色谱不宜分析的高沸点、低挥发性的试样组分,而且具有比高效液相色谱更快的分析速率和更高的柱效率。  8.按操作形式分类:  柱色谱(Column Chromatography,CC):固定相装在柱管内,包括:填充柱色谱和毛细管柱色谱。  纸色谱(Paper Chromatography, PC)固定相为滤纸;  采用适当溶剂使样品在滤纸上展开而进行分离,薄层色谱(Thin Layer Chromatography, TLC)  固定相压成或涂成薄层,操作方法同纸色谱。  9.按分离原理分类:  吸附色谱(Absorption chromatography);  分配色谱(Partition Chromatography);  离子交换色谱(Ion Exchange Chromatography);  凝胶色谱(Gel Chromatography)。  10.色谱图:  组分在检测器上产生的信号强度对时间(t)所作的图,由于它记录了各组分流出色谱柱的情况,所以,又叫色谱流出曲线,流出曲线的突起部分称为色谱峰。  11.色谱保留值:  色谱保留值是色谱定性分析的依据,它体现了各待测组分在色谱柱上的滞留情况。在固定相中溶解性能越好,或与固定相的吸附性能越强的组分,在柱中的滞留时间越长,或者说,将组分带出色谱柱所需的流动相体积越大,所以,保留值可以用保留时间和保留体积两套参数来描述。  12.色谱图上的色谱流出曲线可以说明什么问题:  根据色谱峰的数目,可判断样品中所含组分的最少个数;根据色谱峰的保留值进行定性分析;根据色谱峰的面积或峰高进行定量分析;根据色谱峰的保留值和区域宽度评价色谱柱的分离效能;根据两峰间的距离,可评价固定相及流动相选择是否合适。        13.分配比:  分配比是指,在一定温度下,组分在两相间分配达到平衡时的质量比。  14.在色谱流出曲线上,两峰之间的距离主要由两组分在两相间的分配系数还是扩散速度决定?为什么?  答:分配系数。两峰间的距离由热力学因素决定,两组分在两相中分配系数差异越大,两峰间的距离则相差越大,越容易被分离。而扩散速度是动力学因素,反映在色谱流出曲线上即为色谱峰的区域宽度(形状)。  15.色谱理论需要解决的问题:  色谱分离过程的热力学和动力学问题。影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径,柱效与分离度的评价指标及其关系。  16.组分保留时间为何不同?色谱峰为何变宽?  组分保留时间:色谱过程的热力学因素控制,(组分和固定液的结构和性质)。  色谱峰变宽:色谱过程的动力学因素控制,(两相中的运动阻力,扩散作用)。  塔板理论和速率理论分别从热力学和动力学的角度阐述了色谱分离效能及其影响因素。  17.半经验理论:  将色谱分离过程比拟作蒸馏过程,将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复(类似于蒸馏塔塔板上的平衡过程)。  18.塔板理论的特点:  塔板理论引入了塔板数和塔板高度作为柱效的衡量指标;不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同,用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时,应指明测定物质;柱效不能表示被分离组分的实际分离效果,当两组分的分配系数K相同时,无论该色谱柱的塔板数多大,都无法分离。        19.塔板理论的不足:  塔板理论的基本假设不符合色谱柱的实际分离过程。塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的流动相流速下柱效不同的实验结果,不能说明色谱峰为什么会展宽,同时未能指出影响柱效的因素及提高柱效的途径和方法。  20.速率方程  (也称范第姆特方程式):  H=A+B/u+C·u,  H:塔板高度;  u:流动相的平均线速度(cm/s)。  A.─涡流扩散项:  A与流动相性质、流动相速率无关。要减小A值,需要从提高固定相的颗粒细度和均匀性以及填充均匀性来解决。对于空心毛细管柱,A=0。固定相颗粒越小dp↓,填充的越均匀,A↓,H↓,柱效n↑,表现在涡流扩散所引起的色谱峰变宽现象减轻,色谱峰较窄。  B/u—分子扩散项:  存在着浓度差,产生纵向扩散;扩散导致色谱峰变宽,H↑(n↓),分离变差;分子扩散项与流速有关,流速↓,滞留时间↑,扩散↑;  扩散系数:  Dg∝(M载气)-1/2;M载气↑,B值↓。  C·u—传质阻力项:  dp↓,df↓,D ↑ ,可降低传质阻力。  21.H-u曲线与zui佳流速:        由于,流速对这两项完全相反的作用,流速对柱效的总影响使得存在着一个zui佳流速值,即,速率方程式中塔板高度对流速的一阶导数有一极小值。以塔板高度H对应流速u作图,曲线最低点的流速即为zui佳流速。  22.速率理论的要点:  组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所造成的分子扩散及传质阻力使两相间的分配平衡不能瞬间达到等因素是造成色谱峰扩展、柱效下降的主要原因;通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速可提高柱效;速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响;各种因素相互制约,如,载气流速增大,分子扩散项的影响减小,使柱效提高,但同时传质阻力项的影响增大,又使柱效下降;柱温升高,有利于传质,但又加剧了分子扩散的影响。选择zui佳条件,才能使柱效达到最高。  23.色谱定性方法:  ①、与标样对照的方法:  利用保留值定性:  通过对比试样中具有与纯物质相同保留值的色谱峰,来确定试样中是否含有该物质及在色谱图中的位置。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。  利用加入法定性:  将纯物质加入到试样中,观察各组分色谱峰的相对变化。  ②、利用文献保留值定性:  利用相对保留值r21定性。相对保留值r21仅与柱温和固定相性质有关。在色谱手册中都列有各种物质在不同固定相上的保留数据,可以用来进行定性鉴定。  24.色谱定量分析:  ①定量校正因子:  试样中各组分质量与其色谱峰面积成正比,即,mi=fi’·Ai;        绝对校正因子:  比例系数fi;  单位面积对应的物质量:  fI ’=mi/Ai,相对校正因子fi:  即,组分的绝对校正因子与标准物质的绝对校正因子之比。  ②常用的几种定量方法:  (1)归一化法:  特点及要求:  简便、准确;进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大;仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。  (2)外标法——标准曲线法:  特点及要求:外标法不使用校正因子,准确性较高,操作条件变化对结果准确性影响较大。  对进样量的准确性控制要求较高,适用于大批量试样的快速分析。  .......

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2018.09.28

气相色谱法测定食品中的抗氧化剂

  抗氧化剂是指能防止或延缓食品成分氧化变质的一类食品添加剂,广泛添加于食用油和含油食品中,用于延长储存期。抗氧化剂主要分为天然抗氧化剂和化学合成类抗氧化剂。目前仅有维生素E,茶多酚和去甲二氢愈创木酸等少数几种天然抗氧化剂被我国卫生部门批准使用。而合成抗氧化剂由于价格低廉,被使用广泛,常用的有丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、特丁基对苯二酚(TBHQ)、没食子酸丙酯等,这些化合物与游离自由基能生成稳定低能量共振杂化物,阻断油脂自动氧化链式反应机制,具有很强的抗氧化性能。目前我国国标《GB2760-2011食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中对BHA、BHT和TBHQ限量使用,其含量均不得高于0.2g/kg(以油脂中含量计算)[1]。过多使用将对人体肝、脾、肺等均有不利影响,长期服用,有可能导致肝癌等癌症的产生。本方法参考《GB/T23373-2009食品中抗氧化剂丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)与特丁基对苯二酚(TBHQ)的测定》,采用GC-FID法对食品中三种常见的抗氧化剂进行分析检测,该方法简单、快速、灵敏度高。  测试条件  仪器  Trace 1310 GC 气相色谱仪, 配 FID 检测器、 TriPlus RSH 自动进样器  色谱条件  色谱柱:TG-5MS(30m×0.25mm×0.25μm)  柱温:80℃(1min),10℃/min到250℃(0min),30℃/min到310℃(5min)  进样方式:不分流进样,分流时间为1min  进样口温度:250℃  载气:氮气(99.999%),恒流模式,1mL/min  FID:检测器温度:250℃,氢气流速:35mL/min,  空气流速:350mL/min,尾吹气:40mL/min  进样模式:液体进样模式  进样量:1μL  样品前处理  将饼干类食品粉碎,拌匀,准确称取2g样品于20mL具塞试管中(食用油样品直接称取0.2g),加入10mL正己烷,超声波提取20min,静置20min,取上清液直接GC分析(如浑浊,过0.45μm膜)。  结果与讨论  标准品色谱图及样品加标色谱图  线性、 检出限及 RSD  配制混合标准溶液,各浓度分别为:0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0和10.0mg/L,采用上述方法分别进样分析,考察各组分在0.1-10mg/L浓度范围内的线性。实验结果表明3种组分在0.1-10mg/L线性关系良好,线性相关系数均大于0.99(见表1)。对同一样品连续进样5针,RSD在1.32-3.17%之间,重复性良好。同时以三倍信噪比计算各组分检出限,各组分检出限在0.02-0.05mg/L之间(见表1)。  实际样品测试及加标回收  于超市中购买常见的食品(沙琪玛,酥油饼,食用油等),采用本方法进行检测。实验结果表明:本方法能够成功对各类食品中的3种抗氧化剂进行检测进行检测,没有出现色谱峰干扰情况。各类食品及食用油中普遍检测出了抗氧化剂(见表2)。  同时本实验取食品样品和食用油样品,分别进行加标回收率实验,加标浓度为0.5、1.0、2.0mg/L,考察3种抗氧化剂的加标回收情况。实验结果表明各组分的加标回收率均在70-120%之间,符合日常分析检测的要求(表3)。

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2018.09.28

浅谈|重金属检测中的加标回收

加标回收率,指在没有被测物质的空白样品基质中加入定量的标准物质,按样品的处理步骤分析,得到的结果与理论值的比值。加标回收率的测定是实验室内经常用以自控的质量控制技术,检测人员要根据自身检测的项目和检测样品待测物的含量,选取合适的加标量和合适的加标方法,才能保证所检测结果的准确性。重金属加标回收的方式重金属加标回收的方式包括空白加标回收和样品加标回收两种。空白加标回收在没有被测物质的空白样品基质中加入定量的标准物质,按照样品的处理步骤分析,得到的结果与理论值的比值即为空白加标回收率。样品加标回收相同的样品取两份,其中一份加入定量的待测成分标准物质;两份同时按照样品的处理步骤分析,加标的一份所得的结果减去未加标的一份所得的结果,其差值同加入标准的理论值之比即为样品加标回收率。加标回收率的测定可以反映测试结果的准确度,是实验室内经常用以自控的一种质量控制技术。当按照平行加标进行回收率测定时,所得结果既可以反映测试结果的准确度,也可以判断其精密度。对于它的计算方法, 理论公式:加标回收率= (加标试样测定值-试样测定值)÷加标量×100%.重金属加标回收样品的配制在实际测定过程中,有的将标准溶液加入到经过处理后的待测样品中,这不够合理,不能反映预处理过程中的玷污或损失情况,虽然回收率较好,但不能完全说明数据准确。所以进行加标回收率测定时,还应注意以下几点:1.加标物的形态应该和待测物的形态相同;2.加标量和加标回收率测量的精密度应予以控制,一般情况下作如下规定:加标量应尽量与样品中待测物含量相等或相近,并应注意对样品容积的影响;当样品中待测物含量接近方法检出限时,加标量应尽量控制在校准曲线的低浓度范围;在任何情况下加标量均不得大于待测物含量的3倍;加标后的测定值不应超出方法的测量上限的90%;当样品中待测物浓度高于校准曲线的中间浓度时,加标量应控制在待测物浓度的半量;3.由于加标样和样品的分析条件完全相同,其中干扰物质和不准确操作等因素所导致的效果相等。当以其测定结果的差值计算回收率时,常不能确切反映样品测定结果的实际差错。加标前处理过程注意事项标准物质的储备液浓度要准确标准储备溶液可以从国家标准物质中心购买已配制好的1mg/mL标准储备溶液,临用时逐步稀释,配置要准确,所用的玻璃仪器必须经过校准符合要求。加标样品的配置配置重金属加标样品时,加标用的储备液应该用水溶液临时配置的储备液加入到相应的基质样品中,由于重金属储备液均是用酸稀释配置的,有的样品遇到酸后会发生变质现象,而使样品检测受到影响。样品制备取样一定要具有代表性,制备的加标样品必须保证均匀后再进行称取操作,取样量大小要适当,取样量过小,不能保证必要的测定精度和灵敏度,取样量太大,增加了工作量和实际的消耗量。避免损失避免损失是样品制备过程中的又一个重要问题,在样品处理过程中要注意样品加热时的温度、灰化、消解、转移等过程对样品带来的损失,每一个操作环节都要做到细而精。防止污染在样品制备过程中的一个重要的问题就是要防止污染。污染是限制灵敏度和检出限的重要原因之一,主要污染来源是水、大气、容器和所用的试剂。在普通的化学实验室中,空气中常含有Fe、Cu、Mg、Si等元素,容器必需洗净,洗净的器皿不能随便放在实验台上,浸泡仪器的酸液要保证没有污染,玻璃仪器要充分浸泡且过夜。重金属加标回收率的要求范围国家标准GB/T 27404-2008 《实验室质量控制规范 食品理化检测》中对回收率试验做了如下规定:对于食品中的禁用物质,回收率应在方法测定低限、两倍方法测定低限和十倍方法测定低限进行三水平试验;对于已制定最高残留量(MRL)的,回收率应在方法方法测定低限、MRL、选一合适点进行三水平试验;对于未制定MRL的,回收率应在方法测定低限、常见限量指标、选一合适点进行三水平试验。回收率的参考范围见下表:被测组分含量(mk/kg)回收率范围 %           >10095-1051~10090-1100.1~180-110<0.160-120小结凡是可以用加标回收率来评价分析方法和测量系统准确度的分析项目, 其加标回收率的计算, 应首先考虑采用以物质的量值法计算;凡是可以用分光光度法分析的项目, 当试样与空白样的吸光度之差大于校准曲线的截距时, 可直接用吸光度法来计算;在加标体积对加标试样测定值不产生影响的情况下, 可以采用浓度法计算;当加标体积影响试样测定值(浓度值) 时, 应恪守理论公式使用的约束条件, 否则将会出现较大的误差。

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2018.09.28

水中VOC(挥发性有机物)痕量分析

饮用水和地表水中挥发性有机化合物(VOC)的测定历来有着重要意义。VOC常规分析技术的系统设置由自动进样器和与其相连的GC-MS组成,进样环节可通过顶空进样技术或吹扫捕集技术来实现。而吹扫捕集技术分为经典法和“样品瓶内吹扫”法。在经典方法中,样品瓶内样品先是被抽到吹扫容器内,后将其用载气从U形吹扫容器中吹洗出来。为避免样品污染,每次在样品分析后必须对吹扫容器进行清洁。样品瓶内吹扫法中需要直接在20ml的样品瓶中进行。该法的最大优势是原则上避免了交叉污染。IMT创新测量技术公司15年来开发、制造和营销不同精密度的可靠的吹扫-捕集系统。下面将对“样品瓶内吹扫”技术和VSP4000吹扫-捕集系统(多功能样品制备仪)的功能进行描述,用该仪器可分析下列所有物质: EPA502.1,EPA502.2(挥发性卤化有机物),EPA524.2 Rev. 4.1(挥发性有机物),EPA601(可吹扫碳氢化合物),EPA602(可吹扫芳烃),EPA603和EPA624(可吹扫卤烃)。VSP4000的工作原理在“样品瓶内吹扫”技术中,吹扫过程在样品瓶中进行,通过隔膜在样品瓶中各插入一个长针和短针。载气通过插入到瓶子底部的长针吹入样品,目的是将挥发性物质从样品中完全吹出,并通过-35℃冷阱中被捕集装置浓缩捕集,当待测组分全部或定量地进入捕集器。吹扫捕集结束后,经快速解吸,所有浓缩的分析物从样品捕集器转移到GC的毛细管柱(见图1)。与顶空进样技术不同的“样品瓶内吹扫”技术中,使用载气经长针吹遍全部样品,所有易挥发性和中等挥发性的样品完全从样品中被洗出。对于水样,可应用标准水法,对所有物质包括从二氯二氟甲烷和氯乙烯到萘和六氯丁二烯进行测定。在各项顶空进样技术中挥发性分析物不是100%地排出并转移到气相色谱中,因为在顶部空间存在物质的分布平衡即顶部空间中只有一小部分分析物可以被分析测定。不分流的VSP4000“样品瓶内吹扫”技术与需要分流的经典的“容器吹扫”技术的区别,在以下这个MTBE(甲基叔丁基醚)的例子中明白可见(图2)。图2.VSP4000的无分流“样品瓶内吹扫”技术与经典的“容器吹扫”技术的区别,以MTBE例(甲基叔丁基醚)。在-35℃进行富集在吹扫过程中所有洗出的分析物在用热电性冷却的样品捕集器中于-35℃的温度下冷凝,样品捕集器直接连着一个10阀装置。这样的温度是必要的,在此温度下,极易挥发性成分,如具有-29.8℃沸点的二氯二氟甲烷,得以彻底冷凝并在整个冲洗过程中完整地保留在捕集器。样品捕集器里布满了极其微细的Tenax丝,以用于捕集所有的甚至是难挥发性的分析物如六氯丁二烯。捕集器采用1.6毫米的小直径保证尽可能小的热容量以及快速的无分流解吸。在解吸过程中所有富集的分析物从捕集器被快速地转移到直接耦合的GC毛细管分离柱上,从而导致尖而高的峰的形成。对于常规分析,重要的是将尽可能多的分析物采用一种分析方法且不用修改方法来进行测定。这里的样品捕集器技术使用的包装材料邦特耐克丝适用于超过100种不同的分析物,对于难以分析的物质如氯乙烯(见图3),还能获得小于1个ppt(毫微克/升)的检测限。在吹扫-捕集模式中寿命长的捕集器可经受2000?4000次分析。图3.“样品瓶内吹扫”技术检测氯乙烯显示即使是“疑难”物质也有优异的检出限。“样品瓶内吹扫”的优点“样品瓶内吹扫”技术的下列优点保证了其卓越的分析性能和检测限:每个样品的吹扫过程在它自己的样品容器进行,而且所有的分析物都由载气洗出,微型化捕集器在-35℃富集>100种不同的分析物,并在无分流样品导入技术中实现快速解吸而致最佳的峰形。还有其它的系统性能保证可靠的分析结果和分析优势:一种方法应用于超过100种不同的分析物,不同的冷凝技术提供-20℃到-45℃之间的露点,可选性分流可调至1:50,使用0.18毫米毛细管并通过渐进模式缩短分析周期,气态或液体内标通过一个样品环自动进样,即使对“疑难”的材料也有优异的检测限(见图3)。可选的扩展VSP4000通过简单的修改还可提供除了吹扫和捕集模式以外以下的附加模式:热脱附:通过换下捕集器,针区并去除冷凝管来转换到TD模式。用具有轴向孔的不锈钢样品瓶取代玻璃样品瓶,用于接收样品或样品小管。载气用另外的插入样品瓶中的针管引入, 这样, 载气由下向上流过样品或Tenax样品管, 而分析物则通过轴向针管被转移到捕集器。由于所有成分和惰性表面被加热到280℃,分析达C32的物质皆有可能。在此所描述的方法获得了专利号DE102006025932。图4(在线; www.laborpraxis.de)显示带有Tenax样品管的不锈钢样品瓶以及载气的气体通路。在样品管中可以置入不同的吸附剂(例如Tenax丝)或Sorb-Star。应用VSP4000和Sorb-Star可以通过最简单的样品制备来灵敏地检测农药,PAK's(多环芳烃芳香烃),烷和其它有机污染物(例如土臭素,三氯苯甲醚等)。动态顶空进样技术: 通过安装具有两个短针的针区可以在样品的进样顶空进行分析物的浓缩。这个原则上“非灵敏性”的选项使得样品分析通过提高分析浓度成为可能从而扩展系统的测量范围。VOC的Tedlar袋气体采样:如果在VSP4000设备的左侧用垂直安装板扩展,可以安置多达14个5升的泰德拉气体采样袋并对其进行自动分析。通过一个多口阀,将这些Tedlar袋循环连接到VSP4000。这样利用该系统的分析性能用简单的方法可对任一VOC气体样品进行分析。同位素分析:同位素分析应用于水文地质,食品的真伪鉴定以及污染的研究。通过将样品捕集器的冷却延伸到-180℃的温度则在同位素分析中富有意义的甲烷和乙烷的分析也成为可能。可调节的样品冷却通过液氮实现, 液氮被装在一个50升的杜瓦瓶中。此外,VSP4000还适用于用GC-IRMS方法测定氢(2H/1H),碳(13C/12C),氮(15 N/14 N),氧(18O/16O)和氯(37Cl/35Cl)的稳定同位素。关于“样品瓶内吹扫”技术“样品瓶内吹扫”技术是分析饮用水和地表水中的挥发性有机化合物的最有效的方法之一。这里描述的VSP4000的多种选项可以在几乎任何样品基体中以及在高达280℃的样品温度下安装采用。即使是对固态和气态样品基体也能保证低到几个ppt范围的检测限和小于4%的标准偏差。

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2018.09.27

前处理实验室常用的提取方法

  在化学分析中,一般分析仪器的要求都是溶液状态,所以把固体和半固体中待测物质提取到溶液中是几乎所有方法都要遇到的过程。其实在我们日常生活中,也无时无刻都在发生着提取的过程,比如泡茶、煮鸡汤就是一个提取的过程。本文就来介绍一下前处理实验室常用的提取方法。  索氏提取法  索氏提取法是一种经典萃取方法,在当前很多实验室中的有机化合物样品提取的检测项目中仍有着广泛的应用。美国环保署(EPA)将其作为萃取有机物的标准方法之一(EPA3540C);国标方法中也用使用索式提取法作为提取方法。索氏提取主要优点是不需要使用特殊的仪器设备、且操作方法简单易行,很多实验室都可以得以实现、使用成本较低。索氏提取主要的缺点是溶剂消耗量大、耗时也较长等。  超声波提取法  超声波提取一般有利用超声波清洗器提取的,也有专门探头式提取器。超声波提取具有不需要加热、操作简单、节省时间和提取效率高等优点,目前在土壤提取的标准中也推荐使用了此方法。  微波萃取法  微波萃取系统采用了能量最小化技术,有效的防止了萃取物的分解,并提高了萃取回收率和重现行,现已广泛应用到土壤分析、化工、食品、香料、中草药和化妆品等领域。 微波萃取主要有两类。一类是开放式,另一类是高压密闭式。开放式微波萃取系统优点是一般可制备较大的样品量以及可随时添加萃取试剂,不足之处为溶剂消耗量大,制样过程中可能损失易挥发组分,每次仅制备一个或几个样品,萃取时间相对较长,不易控制萃取温度;而高压密闭式微波萃取,高温高压使目标萃取物与样品基体之间的价键发生断裂,并迫使溶剂进入样品内部,或目标萃取物被样品中极性组分所形成的蒸汽带到样品的外部,促使溶剂与目标萃取物之间的充分接触。这种系统的优点是可控制萃取条件,一般每次可制备数个至数十个样品,由于没有剧烈的化学反应,样品量可以在0.5克~10克范围,制样过程中不损失易挥发组分和萃取试剂,萃取时间短。  超临界流体萃取法  超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction,SFE),它是利用超临界条件下的气体作萃取剂,从液体或固体中萃取出某些成分并进行分离的技术。超临界条件下的气体,也称为超临界流体(SF),是处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上,以流体形式存在的物质。通常有二氧化碳(CO2)、氮气(N2)等。超临界流体萃取具有耗时短、消耗有机溶剂少等优点,所以在农药残留分析样品前处理中,特别在食品及中草药有效成分等天然药物成分的提取中有较多的应用。缺点是设备与工艺要求高,一次性投资比较大。  均质提取法(匀浆法)  均质提取法(匀浆法),一般对植物样品、食品,尤其是含水量较高的新鲜样品,如蔬菜、水果等使用时较为方便简单。匀浆机就可以。直白点说匀浆提取过程就相当于我们家里打豆浆的过程。几乎所有植物性或动物性样品的初始样品制备阶段都要用到匀浆提取的过程。根据基质和目标物性质的不同,一般使用的提取溶剂以极性溶剂居多,标准方法中以使用乙腈居多。  快速溶剂提取法  近些年来,快速溶剂萃取技术得到了广泛的应用,它采用高温高压的形式进行提取,从时间上来说,将传统的十几甚至二十几个小时的提取时间缩短为20~30分钟,使用溶剂量也从几百毫升缩小至十几甚至几毫升。并且由于是自动化仪器控制,每个样品的提取条件完全一致,从而平行性也得到了很大的改善。现在市场上有的自动化产品不仅具有双通道压力溶剂萃取,并且还可实现提取-定量浓缩-在线固相萃取的整套过程,自动化程度非常高,可提高实验室效率。最近的“土十条”,在对土壤中有机污染物分析的前处理上都有相应标准,比如,新出的HJ783、743等。

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2018.09.27

ICP-MS 电感耦合等离子体质谱仪实用指南

  ICP-MS全称是电感耦合等离子体质谱仪,可以用于物质试样中一个或者多个元素的定性、半定量和定量分析;能测定周期表中90%的元素,特别是对金属元素分析最擅长,他和ICP-OES、AAS是化学元素分析的常用的三种仪器,其中ICP-MS的检测限最低,可以达到PPT(10的负12次方)级。标准偏差为2-4%,每个元素的测定时间仅为10s,非常适合多元素的同时测定分析。  那么,对于ICP-MS,这里搜集一些小TIPS,以问答的形式呈现给大家,希望能对您的实验起到参考作用:  一.针对环境样品,使用ICP-MS检测时比较快的前处理方法有哪些?  1.采用高压微波消解系统,MILLSTONE或CEM等等;  2.微波消解或酸浸取,视样品和元素而定,如果作同位素丰度,用浸取就够了;  3.视哪种环境样品而定,水样用酸固定就可以了,土壤比较难做,微波消解也可以,按照所做的元素不同采用不同的速度和方法。  二.使用ICP-IES做土壤中金属的含量时。预处理用微波消解仪,先把土壤风干,然后用磨成粉,再过筛,最后大约称取0.2g左右,消解后无固体,但是检测结果两个平行样很差,相对偏差达到有200%是什么原因?  1. 如果所有的元素含量测出的平行性都不好的话,说明是制样或消解过程有问题,如果是个别元素,比如铁元素,则可能是由于污染引起的;  2. 有可能是样品不均匀造成;  3.微波消解过程很可能造成平行性不好。  三.ICP-MS测食品样品效果不好,怎样才能很好的应用?测食品样品中砷、铅、隔、铜、硒等,它们之间有互相干扰么 ?  1. 砷\硒要用CCT(或DRC);  2. 你的标准曲线如何(r值)?如果样品中Cu的含量比较高,你可以考虑Cu65测量.As应该考虑ArCl75的干扰,最好用CCT(或DRC).另外在样品消化过程中Se容易跑;  3. As75要注意ArCl的干扰,如果CL很高的话用数学校正法比较困难;  4. Se82灵敏度较低, As75有干扰, 7500a没有碰撞反应池,这俩元素不好测,使用原子荧光较测这俩元素更好些,其他元素应该也没问题;  5. 样品处理时用微波消解器,硝酸加过氧化氢,高压下消解,Se和As最好用氢化物发生器进样ICP-AES或AFS做,ICP-MS不适合。  四.ICP-MS做Hg时系统清洗有什么好办法吗?  1. 在清洗液中加点金(Au)的化合物, Au与Hg易结合形成络合物;  2. 一般的浓度是10ppm,这样就能比较好的清洗Hg的残留了;  3. 用ICP-MS作汞最好不要作高浓度的,汞容易挥发,一般作  4. 用0.1%巯基乙醇 ;  5. 用金溶液是经验溶液,效果比较好。  五、ICP-MS测Hg效果如何?检测含量范围有多大?  ICP-MS测定Hg的范围可以低到ppt级,不过样品的处理和介质很重要,不然偏差很大,记忆效应也很大;测Hg很麻烦,主要是记忆,用碱性溶液洗才有效;一般来说作10ppb左右或者以下的比较好,因为记忆效果很大,做完了要清洗很长时间。可以用稀释的做,用金来洗比较好。  六、用ICP-MS可以做血样中微量元素吗?做的结果Fe总是偏低,内标Sc的回收率低,且不能固定选一个内标进行元素的测定,比方说,今天用209做Pb的内标,质控值很好,但隔天做Pb的质控值就低很多。什么原因?  1. 血样重点看消化过程,一般基体影响不太大,Fe用冷焰做的话,Sc本身电离的不好,信号不是很稳定的,至于209内标校正Pb的测定不稳定,或者是仪器的质量数有所漂移,或者是Bi的溶液水解导致不稳定。  2. 血样直接稀释测定,有机质没有被消化,粘度较大,导致进样管道记忆效应严重,测定效果不好。应该用HNO3封闭溶样消化有机质,这样稀释倍数可以降低,测试效果好。  3. 我做血清,现在还在建立方法阶段。文献有用10%氨水和EDTA做的,加0.01%TritonX-100,在稀释剂中加1.5%正丁醇对As和Se会好一些。  4. 用1%的硝酸不会有沉淀,但很多元素的日间精密度很差。  七、用ICPMS测海水中的重金属该如何处理样品?包括样品的稀释,质量数的选择等  1. 酸化,过膜。注意硝酸和器皿一定要干净。硝酸建议用重蒸后的。国产酸仍然比较脏, 一般采用十倍稀释的方法来做。  2. 你测的是重金属 不管是ORS,DRC,CCT作用都不是太大,反应池对85以下质量数效果比较好。cd 111 会受MOZr等氧化物干扰,可以编辑校正方程,Pb最好用206+207+208 ,Hg 202。  八、我用6ml硝酸在微波消解器中做PP塑料的前处理时,消解液很清亮,可是当移入容量瓶加超纯水后,溶液就浑浊了(可以排除其他污染)随着加入的水增加溶液浑浊度增加。最后溶液的酸度为6%左右。是什么原因?如何解决?  1. 可能是消解后一些物质在不同酸度下的溶解度不同,可以先加入一定量的水,然后过滤,滤液应不会再浑浊,注意将滤纸多洗几次后定容.。  2. 原来消解生物样品的时候,如果消解不完全,加水会有浑浊出现,你把酸量加大一些试试,看是不是没有消解完全。  九、最近用ICP做矿石样,用标准加入法测得线性还可以,但是用内标法测得的工作曲线不太好。而且很多定量分析都用内标法。采用标准加入法的多不多呢?  1. 用标准加入法可以很好地克服基体匹配的问题,矿样的基体比较复杂所以用标准加入法好一些,对于背景简单的样品内标法简便一些。  2. 如果用内标法首先要保证你的样品基体中不含有你选择的作为内标的元素。  3. 个人认为首选内标法,实在不能克服基体才用标准加入法。太麻烦,样品多的话就没辙了。  十、有机质谱绝对禁止无机的东西进去,因为无机盐类不挥发,会污染质谱。那么无机质谱又是怎么克服这个问题呢?  1. 无机质谱的样品处理一般经过消解,有机物残留很少,经过ICP会完全分解。  2. 无机质谱进入仪器内的离子非常少,而且很快被真空系统抽到外部。当然如果很长时间做高基体的样品仪器内部还是会被污染的,这时就需要清洗四极杆、离子透镜了。  3. 所有的质谱耐受盐分的能力都是有限的,有机质谱和无机质谱的离子源温度不同,有机质谱离子源温度较低,无机盐无法分解,因此沉积现象会非常严重。无机质谱高温源可以使大部分无机化合物解离,但是依然会有部分氧化物沉积于锥口附近,因此接口需要经常清洗。

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2018.09.27

实验室里常见的120种有毒物质

  (1) Tris: 吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜。  (2) 氨基乙酸:吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜。避免吸入尘埃。  (3) X-半乳糖 (X-gal):对眼睛和皮肤有毒性。使用粉剂时遵循常规注意事项。应注意的是,X-gal 溶液是在一种有机溶剂(DMF)中制备的。  (4)β-半乳糖苷酶:有刺激性,可产生过敏反应。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜。  (5)苯二胺 :吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (6)苯酚:有剧du性和高度腐蚀性,可致严重烧伤。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好合适的手套和护目镜,穿好防护服,在通风橱内操作。若有皮肤接触药物,可用大量清水冲洗,并用肥皂和水清洗,不要用乙醇洗。  (7)苯甲基huang酰氟化物(PMSF):为一有剧du的胆碱酯酶抑制剂。对上呼吸道的黏膜、眼睛和皮肤有极大损害。戴好合适的手套和护目镜,在通风橱内操作。万一眼睛或皮肤接触到此药品,立即用大量的水冲洗,丢弃被污染的衣物。  (8)苯甲酸:有刺激性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜,不要吸入。  (9)苯甲酸苄酯:有刺激性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。避免接触眼睛。戴好合适的手套和护目镜。  (10)苯乙醇:有刺激性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜,远离火源、火花和明火。  (11)丙烯酰胺(未聚合的):为一种潜在的神经毒素,可通过皮肤吸收(有累积效应)。避免吸入尘埃。称量丙烯酰胺和亚甲基双酰胺粉末时,戴好手套和面罩,在化学通风橱内操作。聚合的丙烯酰胺是无毒的,但是使用时也应小心,因为其中可能喊有少量未聚合的丙烯酰胺。  (12)蛋白酶K:有刺激性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜。  (13)碘化丙锭:吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。刺激眼睛、皮肤、黏膜和上呼吸道。可诱导突变并可能致癌。戴好手套和护目镜,穿好防护服,在通风橱内小心操作。  (14)碘乙酰胺:能碱基化蛋白质上的氨基,从而影响抗原的氨基酸序列分析。有毒性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作,勿吸入尘埃。  (15)叠lv化钠:有剧du性,可阻断细胞色素电子转运系统。含此药物的溶液要明确标记。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜,并小心使用。此药品为氧化剂,故保存时要远离可燃物品。  (16)多聚甲醛:有剧du。易通过皮肤吸收,并对皮肤、眼睛、黏膜和上呼吸道有严重破坏性。避免吸入尘埃。戴好手套和护目镜,在通风橱内操作。多聚甲醛是甲醛的未解离形式。  (17)3,3’-二氨基联苯胺四氢氯化物:为一种致癌剂,操作时要非常小心。避免吸入气体。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (18)二甲苯:可燃,高浓度有麻醉作用。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。始终远离热源、火花和明火。  (19)二甲苯蓝:见二甲苯。  (20)二甲次胂酸钠:可能为致癌剂,并含有砷,有剧du性。戴好手套和护目镜,只在通风橱内操作。  (21)N,N-二甲基酰胺(DMF):刺激眼睛、皮肤和黏膜。可通过吸入,摄入,和皮肤吸收发挥其毒性。慢性吸入可导致肝、肾损害。戴好手套和护目镜,在通风橱内操作。  (22)二甲亚砜(DMSO):吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜,在通风橱内操作。DMSO为可燃物保存于密封容器中。远离热源、火花和明火。  (23)二硫苏糖醇(DTT):为一强还原剂,有恶臭味。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。当使用固体形式或高浓度溶液时,戴好手套和护目镜并在通风橱内操作。  (24)4ˊ,6-二脒基-2ˊ-苯基吲哚盐酸(DAPI):可能为一种致癌剂。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。可引起刺激。避免吸入。戴好手套和护目镜,在通风橱内操作。  (25)放射性物质:当计划的一个实验涉及放射性物质的使用时,应包括以下内容:同位素的理化性质(如半衰期,放射型,辐射能量),辐射物质的化学形式,其辐射度(具体的活性)总量,化学浓度,需要使用多少就预定多少,使用放射性物质时,要始终戴好手套和护目镜,穿实验室工作服。X和γ射线为由仪器产生放射性物质辐射出的短波电磁波,它们会丛放射源辐射出来或聚成光束。它们的潜在危险决定于暴露于其中的时间、强度和它的波长。  (26)放线菌素D:是一种畸胎剂和致癌剂,有剧du。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害,甚至是致命的。应避免吸入。戴好手套和护目镜,并始终在化学通风橱内操作,放线菌D见光分解。  (27)高压玻璃器皿时要格外小心。高压锅和金属容器中的玻璃器皿,宜放入金属网中或蒲氏隔板中。在真空状态下使用玻璃器皿,如真空收集器、干燥设备或氩气条件下的反应器等,要谨慎操作。戴好护目镜。  (28)过二硫酸铵:对黏膜组织、上呼吸道、眼睛和皮肤有极大的破坏性。吸入可致命。戴好手套和护目镜,穿好防护服。必须在化学通风橱内操作。操作后要彻底清洗。  (29)过氧化氢:有腐蚀性、毒性,对皮肤有强损害性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜,只在化学通风橱内操作。  (30)环乙酰亚胺:吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。戴好手套和护目镜,只在化学通风橱内操作。  (31)磺基蓖麻酸(二水合物);对黏膜和呼吸系统有极大破坏性。不要吸入粉尘,戴好手套和护目镜,在化学通风橱内操作。  (32)甲氨蝶呤(MTX):为一种致癌剂和致畸胎剂。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。暴露于其中可导致胃肠反应,骨髓抑制,肝或肾损害。戴好手套和护目镜,在化学通风橱内操作。  (33)甲醇:有毒,可致失明。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。要有足够的通风以减少挥发气。不要吸入这些气体。戴好手套和护目镜,在化学通风橱内操作。  (34)甲基huang酸乙酯(EMS):为一种可诱导机体突变和突变和致癌的挥发性有机溶剂。吸入,摄入,皮肤吸收可造成伤害。  (35)甲醛:有剧du性和挥发性。也是一种致癌剂。可通过皮肤吸收,对皮肤、眼睛、黏膜和上呼吸道有刺激或损伤。避免吸入气体。戴好手套和护目镜。始终在通风橱内操作。远离热源、火花和明火。  (36)甲酸:有剧du,对黏膜组织、上呼吸道、眼睛、皮肤有极大的损伤。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (37)甲酰胺:可导致畸胎。其挥发的气体刺激眼睛、皮肤、黏膜和上呼吸道。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。操作高浓度甲酰胺时要在通风橱内操作。尽可能将反应的溶液盖住。  (38)焦磷酸钠:有刺激性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。不要吸入粉尘。  (39)焦碳酸二乙酯(DEPC):是一种潜在的蛋白质变质剂,且为可疑的致癌剂。开启时瓶口不要指向操作者或其他人。瓶内压可导致喷溅。戴好手套并穿实验室工作服,在通风橱内操作。  (40)聚丙烯酰胺:无毒性,但仍应谨慎使用,因为其中可能含有少量未聚合的物质。  (41)聚乙二醇(PEG):吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。避免吸入粉末。戴好手套和护目镜。 (42)菌种(运输):健康教育福利部门根据运输器具将各种细菌划分为不同的类别。大肠杆菌的非病原种(K12)和枯草芽孢杆菌为第一类,正常运输条件下是无危害或危害性很微小的。但是沙门菌、嗜血杆菌、链霉菌和假单孢菌的一些菌种为第二类。第二类细菌为“一般潜在危害剂:能造成不同严重程度的疾病,但在普通实验室技术下可操作。”  (43)抗淬灭剂:见苯二胺。  (44)考马斯亮蓝:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (45)联结剂(DMP):刺激眼睛、皮肤和黏膜。可通过吸入,摄入,皮肤吸收发挥其毒性。不要吸入气体,戴好手套、面罩和护目镜。  (46)链霉素:有毒性,怀疑为致癌剂和突变诱导剂。可导致过敏反应。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (47)亮肽素:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (48)邻苯二甲酸二丁酯:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。不要吸入气体。  (49)磷酸二氢钠:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (50)磷酸:高腐蚀性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (51)磷酸钾:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。不要吸入粉尘,在通风橱内操作。  (52)磷酸钠:刺激眼睛和皮肤。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。不要吸入粉尘。  (53)磷酸氢钠:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (54)硫氰酸胍:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (55)硫氰酸胍盐:见硫氰酸胍。  (56)硫酸:剧毒性,对黏膜组织、上呼吸道、眼睛和皮肤有极大的损伤。可造成烧伤,与其他物质(如纸)接触可能引发火灾。戴好手套和护目镜,在通风橱内操作。  (57)硫酸镁:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (58)lv仿:刺激眼睛、呼吸道、皮肤和黏膜。为一种致癌剂。有肝、肾毒性。有挥发性。避免吸入蒸汽。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (59)氯化铵:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (60)氯化钙:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (61)lv化钾:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (62)氯化锂:刺激眼睛、呼吸道、皮肤和黏膜。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (63)氯化镁:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (64)氯化锰:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (65)氯化铁:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (66)氯化锌:有腐蚀性,对胎儿有潜在危险。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (67)3-(N-吗啉)-丙磺酸:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。刺激眼睛、呼吸道、皮肤和黏膜。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (68)没食子酸丙酯(NPG0):见苯甲酸。  (69)柠檬酸钠:见柠檬酸。  (70)柠檬酸:有刺激性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (71)硼酸:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (72)羟胺:有腐蚀性和毒性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (73)氢氧化铵:为氨的水溶液。具有腐蚀性。操作时要小心。氨气可从氨水中挥发出来,具有腐蚀性、毒性和爆炸性。戴好手套。必须在通风橱内操作。  (74)氢氧化钾:剧毒性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。溶液为强碱性,当心使用。戴好手套。  (75)氢氧化钠:溶液有剧du,强碱性,当心使用。戴好手套。其他所有高浓度碱溶液都应以类似方式操作。  (76)秋水仙碱:有剧du,可致命,可导致癌症和可遗传的基因损害。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。不要吸入粉尘。  (77)β-巯基乙醇:吸入或皮肤吸收可致命,摄入有害。高浓度溶液对黏膜、上呼吸道、皮肤和眼睛有极大损害。β-巯基乙醇有难闻气味。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (78)去氧胆酸钠:刺激黏膜和呼吸道。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。使用粉末时,戴好手套和护目镜。不要吸入粉尘。  (79)溶剂:谨慎操作。  (80)溶菌酶:对黏膜有腐蚀性。戴好手套和护目镜。  (81)三氯yi酸:有很强的腐蚀性。戴好手套和护目镜。  (82)三乙胺:有剧du,易燃。对皮肤、眼睛、黏膜和上呼吸道有强腐蚀性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。始终在通风橱内操作。远离热源、火花和明火。  (83)三乙醇胺:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。始终在通风橱内操作。 (84)十二烷基磺酸钠(SDS):有毒性和刺激性,有严重损伤眼睛的危险。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。不要吸入粉尘。  (85)双丙烯酰胺:是一种潜在的神经毒素,可通过皮肤吸收,避免吸入,在称量时,戴好手套和护目镜。  (86)四环素:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (87)N,N,N’,N’-四甲基乙二胺:对皮肤、眼睛、黏膜和上呼吸道有极大损伤。吸入可致命,长时间接触可产生严重刺激或烧伤。戴好手套和护目镜。穿防护服,必须在通风橱内操作。使用完毕要彻底清洗。易燃性,其挥发气体可到达一定距离,形成引燃源,瞬间发生火灾。远离热源、火花和明火。  (88)四水合乙酸镁:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (89)四唑氮蓝:有危险性,小心操作。  (90)碳酸钠:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (91)同位素125I:在甲状腺,为一潜在的健康sha手。无论何种形式的同位素都用铅板遮挡。操作同位素时,要戴一到两副手套,着取决于同位素的用量和所进行的操作难度。  (92)胃酶抑素:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (93)胃酶抑素:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (94)硝酸:具有挥发性,操作时要小心。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。远离热源、火花和明火。  (95)硝酸银:强氧化剂,小心操作。皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。与其他物质接触会发生爆炸。  (96)溴酚蓝:皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (97)5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷:对眼睛和皮肤有毒性。皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (98)5-溴-4-氯-3-吲哚-磷酸酯:有毒性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (99)5-溴-2’-脱氧脲苷:为致畸胎剂。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。有刺激性。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (100)溴乙啡啶:为一种强致突变剂,有毒性。避免吸入粉尘。操作含此染料的溶液时,戴上手套。  (101)血(人类)和血产品和爱普斯坦病毒:其中可能含有隐藏的传染性物质,如乙型肝炎病毒、HIV,可能造成实验上室传染。戴一次性手套,使用吸枪式吸管,在生物安全橱中、操作,防止形成悬浮和污染。污染的塑料器皿在丢弃前要高压处理;污染的液体高压处理或丢弃前用漂白粉处理至少30min。  (102)N,N’-亚甲基丙烯酰胺:为du药,作用于中枢神经系统。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。有刺激性。戴好手套和护目镜。  (103)亚精胺:有腐蚀性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。有刺激性。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (104)亚铁qing化钾:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。有刺激性。戴好手套和护目镜。在通风橱内相当谨慎地操作。远离强酸。  (105)盐酸:有挥发性。吸入,摄入,皮肤吸收可致命。对皮肤、眼睛、黏膜和上呼吸道有极大损害。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (106)盐酸胍:刺激黏膜、上呼吸道、皮肤和眼睛。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (107)盐酸胍盐:见盐酸胍。  (108)乙醇:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (109)乙基亚硝基脲:见N-乙基-N-亚硝基脲  (110)N-乙基-N-亚硝基脲(ENU):有致癌性,为潜在的突变诱导剂。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。用1ml/LNaOH溶液清洗所有接触过ENU的物品。  (111)乙酸铵:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (112)乙醇胺:有毒性。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。具有高腐蚀性,并可与酸发生强烈反应。  (113)乙酸:使用时要非常小心。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (114)乙酸钠:见乙酸。  (115)乙酸铀酰:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。在通风橱内操作。  (116)异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG):吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。  (117)异丁烯酸酯:有毒。吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。不要吸入其气体。  (118)异硫氰酸胍盐:见硫氰酸胍盐。  (119)抑肽酶:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤还可导致过敏反应。暴露其中可引起胃肠反应,肌肉疼痛,血压改变或支气管痉挛。戴好手套和护目镜。不要吸入粉尘,必须在通风橱内操作。  (120)月桂酰基氨酸钠:吸入,摄入,皮肤吸收可造成损伤。戴好手套和护目镜。不要吸入粉尘。

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2018.09.26

凯氏定氮仪使用中常见的问题解答

  1. 凯氏定氮仪在蒸馏时翻滚剧烈,会对操作者构成危险吗?  答:一般不会,凯氏定氮仪在蒸馏时翻滚剧烈,是水蒸气大量进入消化管液体翻滚,并非剧烈反应造成;而且仪器有超压保护装置,可以保持管路内部常压,避免危险。  2. 凯氏定氮仪工作中对水质有什么要求?  答:凯氏定氮仪的蒸馏水桶内要装蒸馏水或纯水,机器长期不用要将蒸馏器里水放掉。  3 . 凯氏定氮仪开机没声音是怎么回事?  答:凯氏定氮仪开机没声音,如果机器电源开关内红灯亮,说明是定氮仪内保险管烧断了,保险管位置在机器内部靠近电源开关接口5公分处黑色壳子内。  4 . 凯氏定氮仪开机后蒸馏器内不加水怎么解决?  答:开机半分钟后检查蒸馏水桶是否漏气,能被气充鼓是正常;检查蒸馏水桶内水位是否超过三分之一,不够补齐;检查蒸馏水桶的位置,低于放置仪器的台面,压力不够,加不上水;检查蒸馏水桶进气、进液管是否接错,接错桶内会产生气泡并发出声响;检查排水阀,应呈关闭状态。  5 . 凯氏定氮仪蒸锅不加热,不能产生蒸气,为什么?  答:如果机器能正常加碱,不能加热出蒸气,判定加热丝可能烧坏了,可拿万用表量一下加热丝正负极,不通可确定加热丝损坏,换新加热丝。  如果机器不能正常加碱,开机后又没有任何声音,判断是保险丝烧断了,保险管位置在机器内部靠近电源开关接口5公分处黑色壳子内。  6 . 凯氏定氮仪工作时声音大,是否正常?  答:属于正常现象,这是机器内部气泵工作的声音。  7 . 凯氏定氮仪工作中不能加碱、加碱没有声音,为什么?  答:检查碱桶是否漏气,被气充鼓机器才能正常工作;仪器使用时间过长,碱管内部会产生结晶,导致加液时流速降低,没有声音。  8 . 定氮仪在工作时,从顶部冒出类似烟的气体,怎么回事?  答:检查冷却水进水的水龙头是否打开,冷却水关闭或者水量小都会导致消化管出来的蒸气不能被冷凝,从机器里冒出来的水蒸气,看起来类似烟。  9 . 定氮仪使用中发现消化管进满水,怎么解决?  答:定氮仪使用中发生消化管进满水,是由于机器控制水位器导电性降低造成的,解决办法:打开水位器取出探针用砂纸打磨,去掉氧化层;在蒸馏水桶里加入3-5克实验室用氯化钠,摇匀溶解。  10 . 定氮仪使用中发生蒸馏器、水位器进满水,硼酸吸收液容器中进水,怎么解决?  答:是机器控制水位器导电性降低造成的,解决办法:打开水位器取出探针用砂纸打磨,去掉氧化层;在蒸馏水桶里加入3~5克实验室用氯化钠,摇匀溶解。  11 . 定氮仪使用中消化管中白色管子发生倒吸,怎样解决?  答: 仪器停止工作(蒸馏器停止加热),气阀未能及时关闭,会产生倒吸现象,可在白色管子上扎一些小孔。气阀损坏,不能关闭,也会倒吸。  12 . 定氮仪工作中隔 3 ~ 5 秒钟会发出声响,是否正常?  答:这种声响属于正常现象,仪器工作状态下,蒸馏器会不断加热产生水蒸汽而消耗水,仪器会自动打开水阀进行补水,声响就是水阀打开、关闭的声音,属于正常现象。  注意  1.每次使用仪器前,应让仪器空煮一次,清洗仪器的内部管路。  2.仪器使用完毕,应将其中一只桶的桶盖打开,将桶内的气体排出,延长附件的使用寿命(3个或2个桶串联,排气时只打开一只桶盖即可)。

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2018.09.26

分光光度计的使用与维护技巧

  分光光度计检定(测试)  一.主要项目对分析结果的影响  1)波长准确度  分光光度法原理要求照射在样品池上的单色光必须对应于样品吸收光谱中的某一个吸收峰的波长。由于仪器的制造和调整误差,单色光的实际波长与仪器的波长读数值间都存在一定的误差。样品中绝大部分的主要吸收峰都有一定的宽度,对波长准确度要求允许宽些。但是,当吸收峰宽度较小,而且吸收峰两侧边缘比较陡直,此时波长准确度的影响就必须引起注意。  2)透射比(吸光度)准确度  很显然,透射比或吸光度的误差越大,测试结果的可信性越差,从而影响到测试数据的准确性。  3)杂散光  杂散光是由于光学元件制造误差以及光学和机械零件表面的漫反射形成的。杂散光是分析样品的非吸收光,随着样品浓度的增加,杂散光的影响也随之增大,将给分析结果带来一定的误差。在紫外的短波区域光源强度和检测器的灵敏度均明显减弱,杂散光的影响更不能忽视。因此,杂散光的大小也是仪器性能的一项重要指标。  使用与维护:  1)若大幅度改变测试波长,需稍等片刻,等灯热平衡后,重新校正“0”和“100%”点。然后再测量。  2)指针式仪器在未接通电源时,电表的指针必须位于零刻度上。若不是这种情况,需进行机械调零。  3)比色皿使用完毕后,请立即用蒸馏水冲洗干净,并用干净柔软的纱布将水迹擦去,以防止表面光洁度被破坏,影响比色皿的透光率。  4)操作人员不应轻易动灯泡及反光镜灯,以免影响光效率。  5)WFZ800-DA、756型等分光光度计,由于其光电接收装置为光电倍增管,它本身的特点是放大倍数大,因而可以用于检测微弱光电信号,而不能用来检测强光。否则容易产生信号漂移,灵敏度下降。针对其上述特点,在维修、使用此类仪器时应注意不让光电倍增管长时间暴露于光下,因此在预热时,应打开比色皿盖或使用挡光杆,避免长时间照射使其性能漂移而导致工作不稳。  6)放大器灵敏度换挡后,必须重新调零。  7)比色皿的配套性问题。比色皿必须配套使用,否则将使测试结果失去意义。在进行每次测试前均应进行比较。具体方法如下;分别向被测的两只比色皿里注入同样的溶液,把仪器置于某一波长处,石英比色皿:220nm、700nm装蒸馏水,玻璃比色皿:700nm处装蒸馏水,将某一个池的透射比值调至100%,测量其他各池的透射比值,记录其示值之差及通光方向,如透射比之差在±0.5%的范围内则可以配套使用,若超出此范围应考虑其对测试结果的影响。  典型故障及其排除方法  1)仪器不能调零。可能原因:  a)光门不能完全关闭。解决方法:修复光门部件,使其完全关闭。  b)透过率“100%”旋到底了。解决方法:重新调整“100%”旋钮。  c)仪器严重受潮。解决方法:可打开光电管暗盒,用电吹风吹上一会儿使其干燥,并更换干燥剂。  d)电路故障。解决方法:检修电路。  2)仪器不能调“100%”。可能原因:  a)光能量不够。解决方法:增加灵敏度倍率档位,或更换光源灯(尽管灯还亮)。  b)比色皿架未落位。解决方法:调整比色皿架使其落位。  c)光电转换部分老化。解决方法:更换部件。  d)电路故障。解决方法:调修电路。  3)测量过程中,“100%”点经常变动。可能原因:  a)比色皿在比色皿架中放置的位置不一致,或其表面有液滴。解决方法:用擦镜纸擦干净比色皿表面,然后将其安放在比色槽的左边,上面用定位夹定位。  b)电路故障(电压、光电接收、放大电路),解决方法:送修。  4)数显不稳。可能原因:  a)预热时间不够。  解决方法:延长预热时间至30分钟左右(部分仪器由于老化等原因,长时间处于工作状态时,也会工作不稳)。  b)光电管内的干燥剂失效,使微电流放大器受潮。  解决方法:烘烤电路,并更换或烘烤干燥剂。  c)环境振动过大、光源附近空气流速大、外界强光照射等。解决方法:改善工作环境。  d)光电管、电路等其它原因。  小结  综上所述,以下几个问题应引起仪器操作人员注意:  1)比色皿架及比色皿在使用中的正确到位问题:  有些使用者对这个问题不够重视,因操作不当造成偶然误差,严重影响分析结果。首先,应保证比色皿不倾斜放置。稍许倾斜,就会使参比样品与待测样品的吸收光径长度不一致,还可能使入射光不能全部通过样品池,导致测试比准确度不符合要求。其次,应保证每次测试时,比色皿架推拉到位。若不到位,将影响到测试值的重复性或准确度。最后,还应保证比色皿的清洁度,延长其使用寿命。  2)干燥剂的使用问题。干燥剂失效将导致:  a)数显不稳、无法调“0”点或“100%”点(电路或光电管受潮)。  b)反射镜发霉或沾污,影响光效率、杂散光增加。鉴于上述原因,分光光度计的放置地点应远离水池等湿度大的地方、干燥剂应定期更换或烘烤。  3)仪器的工作环境  应避免阳光直射、避免强电场、避免与较大功率的电器设备共电、避开腐蚀性气体等。

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2018.09.26

如何正确的选择气体检测仪

  随着工业的发展飞速,工厂都会安装气体检测仪来确保工人的安全问题,除了工厂需要安装气体检测仪,像石油化工等工程也需要用到气体检测仪。那么应该如何正确的选择气体检测仪?下面我们一起来看一下。  一、选购气体检测仪首先要确认所要检测气体种类和浓度范围:   每一个生产部门所遇到的气体种类都是不同的。在选择气体检测仪时就要考虑到所有可能发生的情况。如果存在一氧化碳、硫化氢等有毒气体,就要优先选择一个特定气体检测仪才能保证工人的安全。   如果更多的是有机有毒有害气体,考虑到其可能引起人员中毒,就应当选择VOC气体检测仪。绝对不要使用普通检测器应付,因为这可能会导致人员伤亡。如果气体种类覆盖了以上几类气体,选择一个四合一气体检测仪可能会达到事半功倍的效果。   二、确定使用场合:工业环境的不同,选择气体检测仪种类也不同。   1、便携式气体检测仪:由于便携式仪器操作方便,体积小巧,可以携带至不同的生产部位,电化学检测仪采用碱性电池供电,可连续使用1000小时。所以,作为这类仪器在各类工厂和卫生部门的应用越来越广。   如果是在开放的场合,比如敞开的工作车间使用这类仪器作为安全报警,可以使用随身佩戴的扩散式气体检测仪,因为它可以连续、实时、准确地显示现场的有毒有害气体的浓度。   2、固定式气体检测仪:这是在工业装置上和生产过程中使用较多的检测仪。它可以安装在特定的检测点上对特定的气体泄漏进行检测。固定式检测器一般为两体式,有传感器和变送组成的检测头为一体安装在检测现场,有电路、电源和显示报警装置组成的二次仪表为一体安装在安全场所,便于监视。   它的检测原理同前节所述,只是在工艺和技术上更适合于固定检测所要求的连续、长时间稳定等特点。它们同样要根据现场气体的种类和浓度加以选择,同时还要注意将它们安装在特定气体最可能泄漏的部位,比如要根据气体的比重选择传感器安装的最有效的高度等等。   据以上解答总结:在我们选择气体检测仪的时候,需要根据不同环境和不同气体的浓度来考虑,避免财产人力的损失。

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2018.09.25

长假归来|实验室仪器开机顺序

  液相色谱仪  开机顺序:  1.检查溶剂托盘托盘上的溶剂是否足量,以溶剂液面超过过输液管过滤头5厘米以上为宜。  2.检查输液管内部有否气泡,若有,应及时通过排液阀排出。  3.对溶剂(针对第1项看是否需要补充溶剂)和样品进行处理,过滤,脱气。  4.打开主机电源,依次打开检测器,泵A,泵B,柱箱的电源  5.打开电脑,开启色谱工作站  6.先在工作站中开启活塞泵,以所需的流动相平衡系统(约需30min)  7.打开氘灯,等待系统基线走稳  8.开始进样检测  常见故障:  开机后压力在一段时间逐渐变化(升高或降低),这往往是流动相在色谱柱内还没有平衡好、柱箱温度还没有恒定。这些都不属于仪器问题,只要多平衡一会就会稳定。若使用的是梯度程序,由于流动相的比例正处在变化中,压力也会跟随变化。  开机后压力瞬间变化(>3MPa)。 原因不外乎以下四种情况: ⑴有气泡;(2)漏液;(3)单向阀不良;(4)泵工作相位不正确,可逐个排除。  气相色谱仪  开机使用:  气相色谱开机前要先打开载气、氦气、空气总阀的开关,检查二次表的压力一般都在 0.6MPa(氦气在 0.2MPa)。仪器电源开启后要先通过自检再打开工作站, 确认每根柱子都要有流量之后再升温做样。  使用前一项十分重要的工作是气密性检查, 如果气路泄露, 会导致仪器工作不稳定或灵敏度下降甚至可能发生爆炸, 因此在操作使用前必须进行这项工作,即检查载气流路,如果氢气和空气流路若未拆动过,可不检查。  检测器:  FID和TCD的检测,温度要控制在室温10℃到339℃,控温温度在±0.1℃。FID 的检测限 Mt 小于等于 1×10-11g/s,噪声小于等于5×10-14A,漂移小于等于 5×10-13A/30min。TCD的灵敏度 S 大于等于3000mV· mL/mg,噪声小于等于0.03mV,漂移小于等于0.1mV/30min。  注意事项:  气相色谱仪在使用时温度不可超过进样口温度的上限,以免破坏进样口; 要做好进样口污染的常规处理:隔垫和去活玻璃毛的更换、清洗或更换衬管、跟换密封垫、分流平板的清洗; 操作时要保证有干净的载气和干净的进样口时才可以接柱子。最常见的是污染问题,做高沸点物质后应将柱子老化,把温度升高后赶出残留物,以防止长期的积累,造成柱子的永久损坏。  质谱仪  开机前准备事项:  检查真空泵油液面,确保泵内油页面处于标定的上下两线之间;  查看离子源洁净程度,ESI源查看喷口是否有固体析出,毛细管口是否完好;APCI喷口是否有积液;  气体压力,打开高纯氮气钢瓶总阀,调节出口压力调至0.65MPa,打开高纯氦气钢瓶总阀,调节出口压力调至0.25Mpa;  检查壳气及辅助气接口连接紧固,松开液相管路与离子源的接口;  开启动力电源,电压稳定,正常;  确保室内温度在18~25度。  开机顺序:  以质谱联用仪为例:  1.打开UPS和氮气发生器开关,待氮气的压力表稳定后,打开机械泵上的电源开关;  2.机械泵工作至少15min后,打开质谱仪的电源主开关,等系统抽真空24h以上才可以正常操作仪器扫描;初始真空度为7~9。  3.打开液相泵,自动进样器及柱温箱电源开关;  4.启动电脑,打开电脑桌面的Analysis software软件;  使用注意事项:  质谱仪需在高真空条件下工作,其中离子源在10-3~10-5Pa,质量分析器在10-6Pa。早更换灯丝,清洗离子源或仪器检修后调整质谱。在做样期间要注重口隔垫密封性的检查。 每月要进行He载气系统泄漏的检查。必要时要检修老化的色谱柱。每半年要更换干燥剂。每月要进行机械泵油面的检查。每年要注意分子泵加注润滑油。必要时要清洗分子泵和离子泵。并且要进行进样口隔垫密封性和载气系统泄漏的检查,只有很好的维护才能增加仪器的使用寿命。  提醒:  样品在处理时应注意处理系统有过滤的功能, 进入到质谱仪内的样品其颗粒的粒度应不大于1μm,并且要减少样品在传输过程中的滞后时间, 因为质谱仪极快的分析速度,样品传输时间如果过长就会失去质谱分析的意义。  问题:  质谱开机时,泵转速最高只能升到一半,听到提示音后,控制面板上提示:system vented;同时,泵转速缓慢下降。判断可能是漏气导致分子涡轮泵无法开启,检漏后重新开启质谱,故障没有排除,是什么原因导致?  网友支招:  经分析,认为只有很严重的漏气才会导致这种情况,需要全套检查:  1.进样口是否安装有隔垫以及密封圈。  2.色谱柱两头是否安装到位。  3.放空阀有没有拧紧。  4.MS密封圈是否干净或是有损坏。  5.泵油是否太少或太多了。  6.钢瓶没气了或载气分压压力不足。  7.钢瓶接口位置大漏气。  8.以上问题都没有,建议查看真空泵是否坏掉了。  ICP-MS  开机之前的准备事项  1.检查超纯水(2个),5%硝酸,调谐液,内标液的溶液是否够用,注意:及时添加。废液桶要及时清空。  2.开机之前要打开空调,冷却水装置,排风系统,卡上蠕动泵管,超纯水,5%硝酸,调谐液的盖子。  3.定期检查机械泵的油位和颜色,定期打开机械泵的振气阀使油气过滤器中的泵油流回泵中。  ICP-MS在开机后真空上不去,真空显示为ERROR,检查了分子泵和真空泵都没有问题的,不知道是什么原因?  1.显示是error,那一定应该是控制和通讯的问题吧。  2.检查一下循环水是否打开, 流量和水压是否正确, 一般的分子泵都带有水流连锁保护功能, 我们的仪器如果不开水循环,真空就不能抽上去,因为分子泵不启动。  3.如果是热电的X7系列通讯出了问题,你可以点击windows任务栏下一个齿轮图标,找到连接那,先断开再连接,或是重启机子。  4.温差有没有设定好呢,环境的温度也有关系哦。  5.也有可能是泵的问题。  原子吸收  开机使用故障排除:  1.开机后自检出现狭缝马达锁死,故障原因是电机驱动部分或电机的机械传动故障或狭缝零位光敏对坏,或接口板故障,做出正确的判断后予以更换。  2.开机自检出现波长电机锁死,原因其本同上,即电机驱动或机械故障波长零位和低端限位开关故障,或接口板故障,排除方法如上。  3.找不到光零,开机时没安装元素灯或半透半反镜以及燃烧头等挡住光路,另外光电倍增管、高压以及接口板等故障。  4.开机启动软件后不出现光零曲线,而且死机,属于接口板故障。  5.点火检查时,出现空气压力偏低,应检查空压机工作情况及出口压力,另外空气旋钮是否完全打开或管路漏气。  6.出现乙炔压力偏低,检查乙炔钢瓶和管路有无漏气。  7.自动寻峰时出现信号太弱,调不到百分之百,检查有无挡光、元素灯是否正确,如果以上原因排除后,可用波长微调引导至理论波长处,找到最大值。如果仍不能解决,则属于接口板或前放部份故障。  8.开机电源指示灯不亮,检查外部供电系统及主机保险丝。  9.扣除背景时氘灯不亮,氘灯开关是否打开,以及软件上的氘灯控制按钮是否选置在“开”状态。  10.点燃氘灯得需要一定的预热时间,若长时间不能点着或不稳定应检查供电系统是否属于正常范围。

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2018.09.25

酶标仪校准自检及选购指南

  面对类型如此众多的酶标仪,实验室在选择时往往有难以适从的感觉。一般来说,用于酶免疫测定比色的酶标仪可分为普通酶标仪,多功能全自动酶标仪和全自动酶免疫分析系统等,普通酶标仪的功能基本上相当于一个微孔板比色计,而多功能全自动酶标仪除了有微孔板比色功能外,还有酶标动力学,紫外乃至凝集等多种检测功能;全自动酶免疫分析系统则有试剂“开放”和“限定”之分,所谓试剂“开放”是指不同品牌的ELISA试剂均可用于该仪器,而试剂“限定”则必须使用仪器专用的酶免测定试剂。实验室在选择酶标仪时,一般应遵循这样几条原则:  1.根据工作需要去选择  切忌刻意去求功能多,因为一则如果仪器功能过多,易出故障,二则有些功能如酶标动力学或凝集等,可能根本就用不上;如果拟购置的酶标仪主要是用于定性测定,则不必要求完美的定量所需的软件系统。至于全自动酶免疫分析系统则对工作量比较大的血站或大型医院较为适用,对于日常工作量不太大的实验室,就无必要。  2.根据酶标仪的性能去选择  反应酶标仪性能的指标主要有测定波长范围,滤光片配置,检测速度,吸光度范围,线性范围,分辨率,准确度,精密度等。  3.根据自己实验室的财力去选择  酶标仪品种类型多,由于性能不一,价格自然也就相差较大,实验室可根据自己的财力去选择性能/价格比较为合适的酶标仪。  4.根据售后服务去选择  实验室仪器买了以后,就跟我们家里使用的家用电器一样,在使用过程中及使用一段时间之后,很可能就会有保修或维修方面的问题,因此一定要选择售后服务好的公司的酶标仪。  5.根据实验室人员的外语水平去选择  进口酶标仪现有不少已使用中文人机对话,对于英语上有困难的实验室,应尽可能选用此类酶标仪。  确定了选择原则以后,就是怎样去选择了。选择的步骤首先是要获取有关酶标仪的信息资料,一般有这样几条途径:  ①向已购不同酶标仪的多家实验室同行咨询访问,获取最直接的使用效果的信息;  ②酶标仪销售商的信息广告及介绍;  ③权威机构的仪器评估报告。  获取了尽可能多的酶标仪信息资料后,就是对不同类型的酶标仪的性能指标进行比较,选择较为适合本实验室的一种或二,三种再向销售商作进一步的详细咨询了解,以决定选择哪一种进行自检。  酶标仪的自检和校准  从上述所获的酶标仪性能的有关信息资料,基本上可以说是间接的,有了目标以后,如果还想获得对某一酶标仪的感性认识,可以对其进行自检,主要有下述几个方面。  1.外观  酶标仪上应有仪器名称,型号,编号,生产厂家,出厂日期和电源电压;各调节旋钮,按键和开关均能正常工作,外表面无明显机械损伤;显示文字应清楚完整。  2.酶标仪的稳定性(漂移)  选用492nm波长,在吸光度0.0A处,测定标称值为1.0A的光谱中性滤光片(测定操作按仪器说明进行),记录仪器示值或均值,10min后再次记录仪器示值或均值,前后两次测定值之差不应超过±0.005A。  3.吸光度测定的准确度  选用405,492和620 nm波长,以空气为参比,分别测定标称值为0.5和1.0A的光谱中性玻璃滤光片,用专用测试板代替酶标板,按仪器说明连续测定3次,按下式计算准确度:AA=1/3(A、+A。+A3)—A:(A:为标准值)。  4.吸光度测定的重复性  波长选择同(3),在酶标板第一排加注空白溶液,第二排加入浓度为200rig/mL的重铬酸钾溶液,重复测定5次。记录每次测定的第二排吸光度值,取第二排任一孔吸光度值与各次对应孔吸光度值。按下式计算重复性:  5.酶标仪的线性  选用540nm波长,将标称值0.5,1.0A中性滤光片分别放入专用测试板样本位置中,以空气为参比,各重复测定3次;然后将以上两片中性滤光片叠加后置于专用测试板的同一孔位中,重复测定3次。线性误差:  式中A1为第一片中性滤光片吸光度均值,A:为第二片中性滤光片吸光度均值,A1,2为两片中性滤光片叠加后的吸光度均值。  6.测定速度的检定  选用492nm波长,放人96孔酶标板进行测定,用秒表计测仪器打印出全部数据的时间。  酶标仪除了在选购时,应尽可能自检外,在使用中也应定期检定,以保证酶标仪测定的有效性。  附:200ttg/mL重铬酸钾溶液的配制  将重铬酸钾固体试剂放人称量瓶中(去盖)置于烘箱中,在105±5℃下烘2h后,置于干燥器内冷却30min,在分析天平上准确称取0.2829g,置于100mL烧杯中,用0.05mol/L稀硫酸溶解后,移入500mL容量瓶中,以少量0.05mol/L稀硫酸洗烧杯3次,洗液并入容量瓶中,用0.05mol/L稀硫酸稀释至刻度线,摇匀。

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2018.09.25

农残检测中常见前处理方法

  随着农业技术的不断发展,人类的生活水平不断提高,食品的质量和安全也成为每个人关心的问题,为提高食品中农药残留的精确度和准确度,各种农药残留检测的前处理技术不断更新,成为检测食品中农药残留的强有力的技术手段,本文将对食品中农药残留检测的前处理技术发展进行探讨。  一.振荡漂洗法:  将待测样品浸泡于提取溶剂中,若有必要可加以振荡以加速扩散,适用于附着在样品表面的农药以及叶类样品中的非内吸性农药。  二.匀浆萃取法:  将一定量的样品置于匀浆杯中,加入提取剂,快速匀浆几分钟,然后,过滤出提取溶剂净化后进行分析;  有时为了使样品更具代表性,需加大样品量,这时可先将大量样品匀浆,然后,称取一定量的匀浆后的样品用萃取溶剂萃取,尤其适用于:叶类及果实样品,简便、快速。  三.索氏提取法:  索氏提取法是一种经典萃取方法,用于测量食品、饲料、土壤、聚合物、纺织品、纸浆和许多其他物质中的可提取物,在当前农药残留分析的样品制备中仍有着广泛的应用。美国环保署(EPA)将其作为萃取有机物的标准方法之一(EPA3540C);国标方法中也用使用索式提取法作为提取方法。由于是经典的提取方法,其它样品制备方法一般都与其对比,用于评估方法的提取效率。  大多数农药是脂溶性的,所以,一般采取提取脂肪的方法,将经分散而干燥的样品用无水yi醚或石油醚等溶剂提取使样品中的脂肪和农残进入溶剂中,再净化浓缩即可分析。  适用于谷物及其制品、干果、脱水蔬菜、茶叶、干饲料等样品。无水yi醚或石油醚等溶剂,提取效率高,操作简便。  索氏提取法步骤:  称取2~5g样品到索氏样品套管种,添加150mL溶剂到索氏烧瓶中,按每小时4~6循环萃取16~24小时,然后冷却,对萃取液进行浓缩,再适当的溶剂进行复溶,进行仪器分析。  需要注意:  提取时间长,消耗大量的溶剂必须考虑被测物的稳定性;含水量过高的水果蔬菜不宜作为分析对象。  影响提取效果的因素主要有:  决定索氏提取效率的因素除了提取溶剂之外,还有就是提取溶剂的回流次数(在某种程度上可以说是提取时间),料液比以及提取温度等。  提取过程中的注意事项:  1.一般在实验中水浴的温度不能过高以防止暴沸造成目标物的损失;  2.在索氏提取中,装样品一般都是用滤纸筒,不宜使用金属的筛筒(这会造成部分农药目标物的分解,如,Fe可能会造成某些有机氯农药分解)。此外,应注意滤纸筒在装样之后与提取器的匹配,尤其须注意纸筒不能堵塞虹吸回流管。  3.实验中所使用的索氏提取器不宜过大,否则溶剂蒸气到达提取器之前由于环境空气的冷凝作用而减少(特别是冬天等环境温度较低的时候),从而减缓了提取效率,使得提取耗时过长。  4.由于索氏提取是一个相对开放的提取体系,因此,在提取操作中还应注意防止产生污染;实验操作中应该将冷凝管顶端进行覆盖。  5.索氏提取管的清洗,一般可以用铬酸洗液进行清洗,去离子水(可以在使用前多准备一些用正己烷萃取一下备用)在清洗干净、烘干或者风干。  索氏提取方法的主要优点:  不需要使用特殊的仪器设备,仪器成本低,很多实验室都可以得以实现、使用成本较低。  传统索氏提取方法的主要缺点:  1.提取过程长,一般6~8小时以上;  2.玻璃器具易损坏,尤其是虹吸回流管很容易破损;  3.开放性系统,易出现溶剂泄露,污染环境;操作人员可能吸入较多溶剂;  目前,索氏提取已经发展出了自动索氏提取法(Automated Soxhlet Extraction Method),EPA3541也有标准方法。相比与索氏提取,自动索氏提取法具有提取时间较快、操作自动化、溶剂可以回收等有点。  自动索式提取可以实现提取过程的自动化操作且优势明显:  快速加热;无需人员看管;使用溶剂量**减少;至少比传统索式提取快五倍;容积可回收等;  四.液-液萃取法  向液体混合物中加入某种适当溶剂,利用组分溶解度的差异使溶质由原溶液转移到萃取剂的过程;  向溶液试样加入非极性或水溶性的溶剂,用振荡等方法来辅助提取试样中的溶质;  适合液态样品,或经过其他方法溶剂提取后的液态基质;常用非极性的溶剂有正己烷、苯、乙酸乙酯;常用的水溶性溶剂有二氯甲烷、甲醇、乙、丙酮以及水;  注意:  不需要昂贵的设备和特殊仪器,操作简便;常用到大体积的溶剂,而在振荡分配过程中则要控制溶剂体积,费时费力,容易引起误差。  五.超声波提取方法(超声波辅助萃取法,Ultrasonic Extraction)  超声波是一种高频率的声波,利用空化作用产生的能量,用溶剂将各类食品中残留农药提取出来;  将样品放在超声波清洗机,利用超声波来促进提取适合液态样品,或经过其他方法溶剂提取后的液态基质;适用溶剂包括甲醇,乙醇,丙酮,二氯甲烷,苯等,简便,提取温度低、提取率高,提取时间短;  1.提取原理  (1)机械效应  超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动,从而强化介质的扩散、传播,这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强,沿声波方向传播,对物料有很强的破坏作用,可使细胞组织变形,植物蛋白质变性;同时,它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度,且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生摩擦,这种摩擦力可使生物分子解聚,使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。  (2)空化效应  通常情况下,介质内部或多或少地溶解了一些微气泡,这些气泡在超声波的作用下产生振动,当声压达到一定值时,气泡由于定向扩散(rectieddiffvsion)而增大,形成共振腔,然后突然闭合,这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力,形成微激波,它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂,而且整个破裂过程在瞬间完成,有利于有效成分的溶出。  (3)热效应  和其它物理波一样,超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程,即超声波在介质的传播过程中,其声能不断被介质的质点吸收,介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能,从而,导致介质本身和药材组织温度的升高,增大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的,因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变。  此外,超声波还可以产生许多次级效应,如,乳化、扩散、击碎、化学效应等,这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解,促使药物有效成分进入介质,并于介质充分混合,加快了提取过程的进行,并提高了药物有效成分的提取率。  注意:  1.超声波提取器功率较大,噪音比较大,对容器壁的厚薄及容器放置位置要求较高,目前,仅在实验室内使用,难以应用到大规模生产上。目前,实验室使用较多的还是超声波清洗器作为提取仪器。一般在超声波提取之前应该将待提取样品用提取溶剂浸泡一段时间,使之相互充分的接触、渗透。在超声波提取中,应该都是使用混合提取溶剂,分步骤提取,以提高目标物的提取效率。  2.对玻璃容器也有一定的要求,如果玻璃容器的质地不好,有裂隙等,在提取过程中很容易破裂,因此,在选择玻璃器皿时应特别注意。  3.有机溶剂在使用超声波提取时,挥发性会增强,污染环境,要注意提取容器不能密闭,应有一定的空间。  4.使用超声波清洗器进行提取,需注意在整个超声容器中超声波场的分布是不均匀的,类似在波场的分布中有死角,这会使得部分样品的提取效率显著下降,从而导致重现性较差。  5.超声波提取所需要的溶剂量较大,一般都是分步提取、过滤。虽然操作简单但是操作的劳动强度较大,而且需要进行过滤等步骤将提取溶剂与样品分离。  六.固相萃取法  利用吸附剂对待测组分与干扰杂质的吸附能力的差异,在层析柱中加入一种或几种吸附剂,再加入测样本提取液,用淋洗液洗脱。适用于分离保留性质差别很大的化合物;常用吸附剂包括氟罗里硅土,氧化铝,硅藻土等。  优缺点:  操作简单,适用面广;有机溶剂的使用量较大,且不适于大批量样品的前处理。  七.固相微萃取法  ①固相微萃取装置主要由手柄和萃取头2部分构成,萃取头是涂有不同吸附剂的熔融纤维,选择的基本原则是“相似相溶原理”;  ②用极性涂层萃取极性化合物,用非极性涂层萃取非极性化合物。集采集、浓缩于一体,简单、方便、无溶剂,不会造成二次污染;  ③若在样品中加入适当的内标进行定量分析,其重现性和精密度都非常好。  八.超临界流体萃取  利用超临界流体高密度、粘度小、渗透能力强等特点,能快速、高效将被测物从样品基质中分离,先通过升压、升温使其达到超临界状态,在该状态下萃取样品,再通过减压、降温或吸附收集后分析,对热不稳定、难挥发性的烃类,非极性脂溶化合物,二氧化碳,水,乙烯,丙酮,乙烷等可进行族选择性萃取,萃取物不会改变其原来的性质,萃取过程简单易于调节,萃取装置较昂贵,不适合分析水样和极性较强的物质。  九.自制提取装置  将超声波的空化效能与固相萃取的特性结合起来。超声波提取后,再通过固相萃取柱来纯化。适用于浓缩样品中的物质、分离保留性质差别很大的化合物,或经过其他方法溶剂提取后的液态基质,常用试剂水,乙烯,丙酮,乙烷等;吸附剂氟罗里硅土,氧化铝,硅藻土等,集合了超声波提取和固相萃取两种方法的优点,适合多样品的同时处理需要定时清洗。  十.微波辅助萃取法  ①微波能是一种非离子辐射,它使分子中的离子发生位移和偶极矩,其中有机物受微波辐射使其分子排列成行,又迅速恢复到无序状态。这种反复进行的分子运动,让样品液迅速加热;  ②微波穿透力强,能深入机体内部,辐射能迅速传遍整个样品液,而不使其表面过热。内部的分子运动溶剂与样品液充分作用,加速了提取过程。适用于土壤、食品、饲料等固体物中的有机物,植物及肉类食品中的农残提取简便、快速。该法在缩短萃取时间和提高萃取效率的同时也使萃取液中干扰物质的浓度增大,加重了净化步骤的负担。  十一.加速溶剂萃取法方法  (ASE,acceleratedsolvent extraction)该法是在较高温度(20~2000C)和压力条件(10.3~20.6MPa)下,用有机溶剂萃取。  ①适用于固体和半固体样品;  ②在食品分析中有广泛的应用;  ③提取复杂的生物基质中有机氯农药;  ④处理中毒样品;  ⑤有机溶剂用量少(1g样品仅需1.5mL溶剂);  ⑥样品处理时间短(12~20min);  ⑦回收率好;  ⑧处理中毒样品,如氟yi酰胺、毒shu强,更显示出其萃取快速的优越性,能为及时抢救赢得时间;  十二.基质固相分散萃取法  (MSPD,matrixsolid phase dispersion)此技术使分析者能同时制备、萃取和净化样品  该技术包括在玻璃研钵中将键合相载体和组织基质混合,用玻璃杵将其研碎成近乎均质分散的组织细胞和基质成分。组织与涂以C18或C3、C8的硅胶迅速混合产生半固体物质,将半固体物质填充于柱中。根据不同分析物在聚合物/组织基质中的溶解度不同进行洗脱。这样获得的萃取物在仪器分析前不需要再处理。  ①特别适合于食品中药物、污染物及农残分析;  ②几乎囊括了所有的固体样品;  ③对于很难匀浆和均质的样品,尤其适于处理。  十三.衍生化技术  通过化学反应将样品中难以分析检测的目标化合物定量转化成另一易于分析检测的化合物,通过后者的分析检测对可疑目标化合物进行定性和定量分析。

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2018.09.21

TVOC气体百科

  TVOC中文名称是:总挥发性有机化合物(TVOC) TVOC的组成极其复杂,其中除醛类外,常见的还有苯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、类等,主要来源于各种涂料、粘合剂及各种人造材料等。   TVOC可有嗅味,表现出毒性、刺激性,而且有些化合物有基因毒性。TVOC能引起机体免疫水平失调,影响中枢神经系 统功能,出现头晕、头痛、嗜睡、无力、胸闷等自觉症状,还可能影响消化系统,出现食欲不振、恶心等,严重时甚至可损伤肝脏和三氯甲烷、萘、二异氰酸酯造血系统,出现变态反应等。在家装是必须考虑原料所含有TVOC量的大小 ,防止对人体造成伤害!   TVOC是影响室内空气品质中三种污染(物理污染[如粉尘],化学污染[voc],生物污染[如霉菌])中影响较为严重的一种。TVOC是指室温下饱和蒸气压超过了133.32pa的有机物,其沸点在50℃至250℃,在常温下可以蒸发的形式存在于空气中,它的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性,会影响皮肤和黏膜,对人体产生急性损害。世界卫生组织(WHO)、美国国家科学院/国家研究理事会(NAS/NRC)等机构一直强调TVOC是一类重要的空气污染物。美国环境署(EPA)对VOC的定义是:除了二氧化碳,碳酸,金属碳化物,碳酸盐以及碳酸铵等一些参与大气中光化学反应之外的含碳化合物。   TVOC分类:烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。   TVOC的主要成份:烃类、卤代烃、氧烃和氮烃,它包括:苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油泾化合物等。   TVOC的来源: TVOC的主要来源在室外,主要来自燃料燃烧和交通运输:而在室内则主要来自燃煤和天然气等燃烧产物、吸烟、采暖和烹调等的烟雾,建筑和装饰材料,家具,家用电器,清洁剂和人体本身的排放等。有近千种之多。在室内装饰过程中,VOC主要来自油漆,涂料和胶粘剂。据报道,室内TVOC浓度通常在0.2mg/m3到2mg/m3之间,而在不当装修施工中,甚至可高出数十倍。室内多种芳香烃和烷烃主要来自汽车尾气(76%-92%)。一般油漆巾TVOC含量在0.4-1.0mg/m3。完莉莉等指出,由于TVOC具有强挥发性,一般情况下,油漆施工后的10小时内,可挥发出90%,而溶剂中的TVOC则在油漆风干过程只释放总量的25%。   由于苯和苯系物是TVOC的重要组成,所以有些人只检测TVOC,而不检测苯,以及苯系物:然而,也有只检测总苯,而不检测TVOC:还有一些单位则两者都检测。这主要是取决于要求和条件。检测TVOC的技术设备要求较高,通常都采用气相色谱法,但也有采用傅里叶变换红外光谱法、荧光光谱法、离子色谱法和反射干涉光谱法等。它们都以微量和痕量水平出现,所以容易被忽视。它们主要来自于:有机溶液:如油漆、含水涂料、粘合剂、化妆品、洗涤剂、捻缝胶;建筑材料:如人造板、泡沫隔热材料、塑料板材;室内装饰材料:如壁纸、其他装饰品等;纤维材料:如地毯、挂毯和化纤窗帘;家用燃料和烟叶的不完全燃烧,人体排泄物。

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2018.09.21

实验室常用的化学品使用注意事项汇总

  1.乙酸(浓)  必须非常小心地操作。可能由于吸入或皮肤吸收而受到伤害。要戴合适的手套和护目镜。在化学通风橱\生物安全柜里使用。  2.乙腈(jing)  是非常易挥发和特别易燃的,它是一种刺激物和化学窒息剂,可因吸入、咽下或皮肤吸收而发挥其效应。严重中毒的病人可按qing化物中毒方式处理。操作时要戴合适的手套和安全眼镜。只能在通风橱\生物安全柜里使用,远离热、火花和明火。  3.氯化铵(NH4Cl)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而危害健康。操作时要戴合适的手套和安全眼镜并在通风橱\生物安全柜里进行。  4.氢氧化铵(NH4OH)  是氨的水溶液,是腐蚀剂。操作时应极为谨慎。氨会从溶液中散发出来,它是腐蚀性的和有毒的,并易引起爆炸。操作时戴合适的手套并只能在通风橱\生物安全柜里进行。  5.硫酸胺[(NH4)2SO4]  可因吸入、咽下或皮肤吸收而受到伤害。戴合适的手套和安全眼镜。在化学通风橱\生物安全柜里使用。  6.硼酸(H3BO3)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而危害健康。操作时戴合适的手套和护目镜。  7.溴酚蓝  可因吸入、咽下或皮肤吸收而危害健康。操作时要戴合适的手套和安全眼镜并在化学通风橱\生物安全柜内操作。  8.亚硝酸钠(NaNO2)  对眼睛、黏膜、上呼吸道和皮肤有刺激作用。可因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。戴合适的手套和安全眼镜并始终在化学通风橱\生物安全柜内使用,切勿近酸。  9.lv仿(CHCl3)  对皮肤、眼睛、黏膜和呼吸道有刺激作用。它是一种致癌剂,可损害肝和肾。它也易挥发,避免吸入挥发的气体。操作时戴合适的手套和安全眼镜并始终在化学通风橱\生物安全柜里进行。  10.柠檬酸  是一种xing奋剂,可因吸入、咽下或皮肤吸收而受危害健康。它对眼睛可形成严重损伤的危险。操作时戴合适的手套和安全护目镜。勿吸入其粉末。  11.氯化钴(COCl2)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而受到危害,操作时戴合适的手套和安全眼镜。  12.硫酸铜(CuSO4)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而受到危害。操作时戴合适的手套和安全眼镜。  13.二乙胺[NH(C2H5)2]  是腐蚀剂,有毒并极易燃。可因吸入、咽下或皮肤吸收而受到危害。操作时要戴合适的手套和安全眼镜。仅在化学通风橱\生物安全柜内操作。远离热、火花和明火。  14.N,N-二甲基甲酰胺[DMF,HCON(CH3)2]  对眼睛、皮肤和黏膜有刺激作用。可通过吸入、咽下或皮肤吸收发挥其毒性效应。经常吸入可引起肝脾损伤。操作时要戴合适的手套和安全眼镜并在化学通风橱\生物安全柜内进行。  15.乙醇[CH3CH2OH]  可因吸入、咽下或皮肤吸收而受到危害。操作时戴合适的手套和安全眼镜。  16.乙酸乙酯  咽下可致命,可因吸入或皮肤吸收而受害。操作时戴合适的手套和安全护目镜。切勿吸入其粉末。在通风良好的地方使用。  17.氯化铁(FeCl3)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而危害健康。要戴合适的手套和安全眼镜并在化学通风橱\生物安全柜内进行操作。  18.甲醛(HCOH)  有很大的毒性并易挥发,也是一种致癌剂。很容易通过皮肤吸收,对眼睛、黏膜和上呼吸道有刺激和损伤作用。避免吸入其挥发的汽雾。要戴合适的手套和安全眼镜。始终在化学通风橱\生物安全柜内进行操作。远离热、火花及明火。  19.甲酸(HCOOH)  毒性强,对黏膜组织、上呼吸道、眼睛和皮肤非常有害。可因吸入、咽下或皮肤吸收而危害健康。戴合适的手套和安全眼镜(或面具)并在化学通风橱\生物安全柜内使用。  20.硝酸钠(NaNO3)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而损害健康。戴合适的手套和安全眼镜。在化学通风橱\生物安全柜里使用。  21.玻璃棉  可因吸入而受害并引起皮肤过敏。戴合适的手套和面具。  22.硫酸(H2SO4)  毒性非常强,对黏膜、上呼吸道、眼睛和皮肤的组织有极大的破坏作用。可引起灼伤,与其他物质(如纸)接触可引起失火。戴合适的手套、安全眼镜和实验工作服,在化学通风橱。  23.盐酸(HCl)  易挥发并因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。对黏膜、上呼吸道和皮肤有很大的伤害作用。戴合适的手套和安全眼镜。在化学通风橱\生物安全柜里使用并格外小心。当大量操作时要戴护目镜。  24.过氧化氢(H2O2)  具有腐蚀性、毒性,对皮肤有非常严重的损伤作用。可因吸入、咽下或皮肤吸收而危害健康。戴合适的手套和安全眼镜并只能在化学通风橱\生物安全柜里进行操作。  25.硫化氢(H2S)  是非常强的毒性气体,能引起呼吸中枢麻痹。对皮肤有刺激和腐蚀性,能引起嗅觉疲劳。不要靠气味去检测其是否存在。操作时要格外小心。盛硫化氢的容器要放置在化学通风橱\生物安全柜里或放在装有通风设备的房间里。戴合适的手套和安全眼镜。它也非常易燃,要远离热、火花和明火。  26.氯化镁(MgCl2)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。戴合适的手套和安全眼镜。在化学通风橱\生物安全柜里使用。  27.硫酸镁(MgSO4)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。戴合适的手套和安全眼镜。在化学通风橱\生物安全柜里使用。  28.甲醇(MeOH或H3COH)  是有毒的,能引起眼睛失明。可因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。适当的通风是必要的,以便减少与其挥发气体的接触。避免吸入这些挥发的气体。戴合适的手套和安全护目镜。只能在化学通风橱\生物安全柜里使用。  29.硫酸镍(NiSO4)  是致癌剂,可引起可遗传的遗传损伤。它是一种皮肤刺激物,可因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。戴合适的手套和安全眼镜。在化学通风橱\生物安全柜里使用,切勿吸入其粉末。  30.硝酸(HNO3)  易挥发,操作要格外小心。通过吸入、咽下或皮肤吸收而产生毒性作用。戴合适的手套和安全护目镜。在化学通风橱\生物安全柜里操作。切勿吸入其挥发的气雾。远离热、火花和明火。高氯酸可因吸入、咽下或皮肤吸收而致病。戴合适的手套和安全眼镜,只能在化学通风橱\生物安全柜里使用。  31.酚  具有很强的毒性和高度腐蚀性,并能引起严重的灼伤。可因吸入、咽下或皮肤吸收而受到危害。戴合适的手套、防目镜和防护服。始终在化学通风橱\生物安全柜里使用。如果皮肤接触到酚,要用大量的水冲洗接触酚的部位,并用肥皂和水洗,切记勿用乙醇洗!  32.磷酸(H3PO4)  具有高度腐蚀性,可因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。戴合适的手套和安全眼镜。  33.哌啶  毒性高,对眼睛、皮肤、呼吸道和胃肠道有腐蚀性。它与酸和氧化剂剧烈反应,可因吸入、咽下或皮肤吸收而危害健康。切勿吸入其挥发的气体。远离热、火花和明火。戴合适的手套和安全眼镜。在化学通风橱\生物安全柜里使用。  34.lv化钾(KCl)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而受到危害。戴合适的手套和安全眼镜。  35.氢氧化钾(KOH)/KOH/甲醇  毒性可能是很高的。可因吸入、咽下或皮肤吸收而受到危害。其溶液有腐蚀性。操作要非常小心。要戴合适的手套。  36.高锰酸钾(KMnO4)  是一种刺激剂和很强的氧化物。当与有机物混合时可形成爆炸性的混合物。所有溶液要在化学通风橱\生物安全柜里使用。不要与盐酸混合。  37.磷酸钾(KH2PO4/K2HPO4/K3PO4)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。戴合适的手套和安全眼镜。勿吸入其粉末。  38.硝酸银(AgNO3)  是一种很强的氧化剂,要谨慎操作。它可因吸入、咽下或皮肤吸收而损害健康。避免接触皮肤,戴合适的手套和安全眼镜。与其他物质接触可引起爆炸。  39.磷酸氢二钠(Na2HPO4)  可因吸入、咽下或皮肤吸收而受害。戴合适的手套和安全眼镜。在化学通风橱\生物安全柜里使用。  40.氢氧化钠(NaOH)和含有NaOH的溶液  有很强的毒性和苛性,操作时要格外小心,戴合适的手套和防护面具。

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2018.09.21

原子发射光谱的5的光源特点及原理

  光源作为原子发射光谱仪主要部件之一,是决定光谱分析灵敏度和准确度的重要因素,它分为电弧光源、火花光源以及近年发展的电感耦合等离子体光源和辉光放电光源。各光源的原理和特点又是什么呢?  原子发射光谱仪由光源、分光系统、检测系统和数据处理系统四个部分组成。而光源是光谱仪检测最主要的部分之一,光源的作用是提供样品蒸发和激发所需的能量。它先把样品中的组分蒸发、离解成气态原子,然后再使原子的外层电子激发产生光辐射。光源是决定光谱分析灵敏度和准确度的重要因素,它分为电弧光源、火花光源以及近年发展的电感耦合等离子体光源和辉光放电光源。  一、激发光源  1.原子发射光谱对激发光源的要求  (1)光源应具有足够的激发容量,利于样品的蒸发、原子化和激发,对样品基体成分的变化影响要小。  (2)光源的灵敏度要高,具有足够的亮度,对元素浓度的微小变化在线状光谱的强度上应有明显的变化,利于痕量分析。  (3)光源对样品的蒸发原子化和激发能力有足够的稳定性和重现性,以保证分析的精密度和准确度。  (4)光源本身的本底谱线要简单,背景发射强度弱,背景信号要小,对样品谱线的自吸效应要小,分析的线性范围要宽。  (5)光源设备的结构简单,易于操作、调试、维修方便等。  二、电弧光源  电弧是较大电流通过两个电极之间的一种气体放电现象,所产生的弧光具有很大的能量。若把样品引入弧光中,就可使样品蒸发、离解,并进而使原子激发而发射出线状光谱。它可分为直流电弧和交流电弧。  1.直流电弧直流电弧发生器及直流电弧如图1所示。电源可用直流发电机或将交流电整流后供电,电压为220~380V、电流为5~30A,可变电阻R用于调节电流的大小,电感L用来减小电流的波动。  图1 直流电弧发生器和直流电弧  E-直流电源;V-直流电压表;L-电感;R-可变电阻;A-直流电流表;I-阳极;2-样品槽;3-电弧柱;4-电弧火焰;5-阴极  带有凹槽的石墨棒阳极,可放置样品粉末,其与带有截面的圆锥形石墨阴极之间的分析间隙约为4~6mm。点燃直流电弧后,两电极间弧柱温度达4000~7000K,电极温度达3000~4000K。在弧焰中样品蒸发、离解成原子、离子、电子,粒子间碰撞使它们激发,从而辐射出光谱线。  直流电弧光源的弧焰温度高,可使70种以上的元素激发,适用于难熔、难挥发物质的分析,测定的灵敏度高、背景小,适用于定性分析和低含量杂质的测定。因弧焰不稳定易发生谱线自吸现象,使分析精密度、再现性差。阳极温度高不适用于定量分析及低熔点元素分析。  2.交流电弧交流电弧发生器由交流电源供电。常用110~120V低压交流电弧,其设备简单、操作安全。用高频引燃装置点火,交流电弧放电具有脉冲性,弧柱温度比直流电弧高,稳定性好,可用于定性分析和定量分析,有利于提高准确度。其不足之处是蒸发能力低于直流电弧,检出灵敏度低于直流电弧。  单纯的电弧光源至今仍保留在地质试样、粉末和氧化物样品中的杂质元素分析中。  三、火花光源  高压火花发生器可产生10~25kV的高压,然后对电容器充电,当充电电压可以击穿由试样电极和碳电极构成的分析间隙时,就产生火花放电。放电以后,又会重新充电、放电,反复进行。  火花光源的放电电路见图2。它由放电电容C、电阻R、电感圈L和放电分析间隙G组成。  图2 火花光源的放电电路  1-碳电极;2-试样电极  当电极被击穿时产生的火花在电极间产生数条细小弯曲的放电通道,短时间释放大量能量,放电的电流密度达105~106A/cm2,使样品呈现一股发光蒸气喷射出来,喷射速度约105cm/s,称为焰炬。每次放电都在电极表面的不同位置产生新的导电通道,单个火花直径约0.2mm,当曝光数十秒时,可发生几千次击穿,由于每次击穿的面积小,时间短,使电极灼热并不显著。  高压火花放电的平均电流比电弧电流小,约为十分之几安培,但在起始的放电脉冲期间,瞬时电流可超过1000A,此电流由一条窄的仅包含极小一部分电极表面积的光柱来输送,此光柱温度可达10000~40000K。虽然火花光源的平均电极温度比电弧光源温度低许多,但在瞬时光柱中的能量却是电弧光源的几倍,因此高压火花光源中的离子光谱线要比电弧光源中明显。此种光源的特点是放电稳定性好,分析结果重现性好,适于做定量分析。缺点是放电间隔时间长,电极温度较低,对试样蒸发能力差,适于低熔点、组成均匀的金属或合金样品的分析。由于灵敏度低,背景大,不宜做痕量元素分析。  四、等离子体光源  电感耦合等离子体(inductively coupled plasma, ICP)光源它由高频发生器、等离子体炬管和雾化器组成,为现代原子发射光谱仪中广泛使用的新型光源。  1.高频发生器高频发生器在工业上称射频(radio frequency,RF)发生器,在ICP光源中称高频电源或等离子体电源,它通过工作线圈向等离子体输送能量,是ICP火焰的能源。高频发生器有两种类型,即自激式和它激式,它们都能满足ICP分析的需求。  自激式高频发生器由整流稳压电源、振荡回路和大功率电子管放大器三部分组成,提供40.68MHz高频振荡电场。它的电路简单,造价低廉,具有自动补偿、白身调节作用是目前仪器厂商广泛使用的技术。  它激式高频发生器是由石英晶体振荡器、倍频、激励、功放和匹配五部分组成,它采用标准工业频率振荡器6.87MHz工作,经4~6倍的倍频电路处理,产生27.12MHz或40.68MHz的工作频率,经激励、放大,由匹配箱和同轴电缆输送到ICP负载上,此种发生器频率稳定性高、耦合效率高,功率输出易于自动控制,但其电路比较复杂,易发生故障,因而应用厂商较少。  现在被广大厂商广泛采用的是固态高频发生器,它是由一组固态场效应管束代替自激式高频发生器中的大功率电子管,以获得大功率高频能量的输出。它具有体积小,输出功率稳定、耐用、抗震、抗干扰能力强,已成为新一代ICP光谱仪使用的主流产品,使用寿命已大干5000h。  高频发生器产生的频率和它的正向功率(系指在ICP燃炬负载线圈上获得的功率)是两个最重要的性能指标,二者有紧密的相关性。  高频发生器产生的振荡频率和它的正向功率呈反比关系,如使用5MHz频率,维持ICP放电的功率为5~6 kW;使用9MHz,功率为3kW;使用21 MHz,功率为1.5kW,因而提高振荡频率;可使ICP放电所需的功率降低,并进而降低激发时的温度和电流密度,还会降低冷却氩气的消耗量,振荡频率的稳定性应≤0.1%。  高频发生器的功率应>1.6kW,当输出功率为300~500W时,能维持ICP火焰燃烧,但不稳定,不能进行样品分析工作,当输出功率>800W时,ICP火焰才能保持稳定,才可进行样品分析,输出功率的稳定性应≤0.1%,它直接影响分析的检出限和分析数据的精密度。  2011年美国PE公司在Optima 8000系列仪器上,采用平行铝板作为高频感耦元件,称为平板等离子体。其在射频发生器上用两块平行放置的铝板,取代传统的螺旋铜管感应线圈,构成电感耦合等离子体炬,可降低氩气消耗在10L/min以下,并且平行铝板不需用水冷却,当等离子体冷却气只有8L/min,等离子体炬焰仍然稳定,使操作成本大大降低,并有良好的稳定性和分析性能。  2.等离子体炬管高频发生器通过用水冷却的空心管状铜线圈围绕在石英等离子体炬管的上部,可辐射频率为几十兆赫的高频交变电磁场。等离子体炬管由三层同心圆的石英玻璃管组成,工作氩气携带经适当方法雾化后的样品气溶胶,从等离子体矩管的中心管进入等离子体火焰的中央处,中心管的第一个外层同心管以切线的方向通入冷却用的氩气,它可抬高等离子体火焰、减少炭粒沉积,起到既可稳定等离子体炬焰,又能冷却中心进样石英管管壁的双重保护作用。中心管的第二个外层同心管通入能点燃等离子体火焰的辅助氩气。开始时由于炬管内没有导电粒子,不能产生等离子体炬焰,可用电子枪点火产生电火花,会触发少量工作氩气电离产生导电粒子,其可在高频交变电磁场作用下高速运动,再碰撞其它氩原子,使之迅速大量电离,形成“雪崩”式放电,电离的Ar+在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形路径的涡流,即在高频感应线圈内形成电感耦合电流,这股高频感应电流产生的高温又再次将氩气加热、电离,而在石英炬管上口形成一个火炬状的稳定等离子体炬焰,此炬焰的最外层电流密度最大,温度高,试样在此炬焰中蒸发、原子化并进行电离,再激发而呈现辐射光谱。  电感耦合等离子体光源结构示意图,见图3。  图3 电感耦合等离子体光源  1-等离子体炬焰;2-高频线圈;3-三个同心石英管;4-辅助氩气;5-冷却氩气(冷却中心炬管);6-工作氩气及样品入口(由雾化室进入)  (1)等离子体炬焰的稳定曲线理想的ICP炬管应易点燃,节省工作氩气并且炬焰稳定。通用ICP炬管的不足之处是氩气消耗量大,降低冷却氩气流量又会烧毁ICP炬管。为了降低氩气的消耗量,必须保持高频输入的正向功率与等离子体消耗能量之间的平衡,才能使ICP炬焰稳定。等离子体输入的正向功率,一般为1 kW,消耗能量包括工作气流和冷却气流带走的能量、热辐射和光辐射散失的能量,试样和溶剂蒸发、气化和激发消耗的能量,炬管壁传导和热辐射能量。当这些消耗能量的总和大于高频输入的正向功率时,会使等离子体炬焰熄灭,而高频输入的正向功率过大又会烧毁等离子体炬管,对每一支ICP石英炬管都有保持ICP炬焰稳定的曲线,对直径22 mm的ICP炬管的等离子体炬焰的稳定曲线如图4所示。  图4 ICP炬焰稳定曲线  (2)等离子体炬焰中,三股氩气的作用  ①工作氩气也称载气或样品雾化气,此股氩气经雾化器,使样品溶液转化成粒径只有1~10um的气溶胶,并将样品气溶胶引入到ICP炬焰中还起到不断清洗雾化器的作用,它的流量约为0.4~1.0L/min,其压力约为15~45psi(1psi=6894.76Pa)。  ②冷却氩气它沿中心炬管的切线方向引入,主要起冷却作用,保护中心炬管免被高温熔化,冷却等离子体炬焰的外表面并与中心炬管的管壁保持一定距离,保护中心炬管顶端温度不会发生过热。其流量一般为10~20L/min,新型炬管此流量可降至8L/min。  ③辅助氩气它从三个同心石英管的最外层通入,其作用是点燃等离子体火炬,也起到保护中心炬管和中间石英管的顶端不被烧熔,并减少样品气溶胶夹带的盐分过多沉积在中心炬管的顶端,其流量为0.1~1.5L/min。  冷却气和辅助气都可起到提升ICP火焰高度,实现变换高度来观测ICP火焰的作用。  (3)等离子体炬焰的观测方式  ①垂直观测又称径向观测或侧视观测。此时观测方向垂直于ICP炬焰,能够观测火焰气流方向的所有信号,是最常用的观测方式,适用于任何基体试液,并有较小的基体效应和干扰效应,此时,可以观察到电感耦合等离子体的炬焰分为焰心区、内焰区和尾焰区三个部分,如图5所示。各个区域的温度不同,功能也不相同。  图5 ICP焰炬观测区间  1-Ar气导入区;2-预热区;3-ICP焰心;4-ICP内焰;5-ICP尾焰;6-电感线圈;7-在电感线圈上方进行观测的高度  ICP的焰心区呈白炽状不透明,是高频电流形成的涡电流区,温度高达10000K,试样气溶胶通过该区时被预热、蒸发,停留约2ms。  ICP的内焰区在焰心上方,在电感线圈上方约10~20mm,呈浅蓝色半透明状,温度约6000~8000K,试样中的原子在该区被激发,龟离并产生光辐射,试样停留约1 ms,比在电弧光源和高压火花光源中的停留时间(约10-3~10-2 ms)长,利于原子的离解和激发。  ICP的尾焰区在内焰的上方,呈无色透明状,温度约6000K,仅能激发低能态原子的试样。  ②水平观测又称轴向观测或端视观测。此时水平放置ICP炬管,火焰气流方向与观测方向呈水平重合,由于整个火焰各个部分的光都可被采集,灵敏度高。缺点是基体效应高,电离干扰大,炬管易积炭和积盐而沾污,适用于水质分析。  此时由于尾焰温度低可能会产生自吸和分子光谱,导致测量偏差加大,为此应采用尾焰消除技术(如压缩空气切割技术、冷锥技术或加长炬管),以消除分子复合光谱干扰、降低基体效应,以提高灵敏度,扩展线性动态范围。  ③双向观测即在水平观测基础上,增加一套侧向观测光路,就可实现水平/垂直双向观测,可同时实现全部元素的水平观测及垂直观测,也可实现部分元素的水平测量或垂直测量。此时为实现垂直观测,会在炬管上开口,而导致缩短炬管使用寿命,此时会降低分析速度,增加了分析消耗。  3.雾化器雾化器可将试样溶液雾化后转化成气溶胶,并被工作氩气携带进入等离子体炬中。  现在广泛使用玻璃同心雾化器,又称迈哈德(Meinhard)雾化器,其构造如图6(a)所示。  图6 玻璃同心雾化器结构示意图  (a)雾化器的双流体结构;(b)喇叭口形雾化器结构(防止盐类在喷口处沉积);(c)雾化器喷口的A、C、K型的结构;1-液体样品入口;2-喷雾气体入口;3-喷液毛细管;4-气溶胶喷口;5-玻璃外壳  玻璃同心雾化的双流体结构中有两个通道,喷液毛细管(中心管)和外管之间的缝隙为0.01~0.35mm,毛细管气溶胶喷口的孔径约为0.15~0.20mm,毛细管壁厚为0.15~0.10mm。其喷雾原理是当喷雾气体(载气)通入雾化器后,在毛细管喷口形成负压而自动提升液体样品,将溶液粉碎成细小液滴,并载带微小液滴从喷口喷出气溶胶。  为防止液体盐类在喷口处沉积,可将喷口制成喇叭口形,使出口保持湿润,而不易堵塞[见图6(b)]。  由于加工方法不同,气溶胶喷口的形状有三种,即A、C、K型[见图6(c)]。A型为平口型(标准型),喷口内管和外管在同平面上,喷口端面磨平。C型为缩口型,中心管比外管缩进0.5mm,且中心管被抛光。K型与C型相同,但中心管未被抛光。A型喷口雾化效率高,C型和K型,耐盐能力强,不易堵塞。  雾化器的进样效率是指进入等离子体焰炬的气溶胶量与被提升试液量的比值。当增加载气压力时,会增加试液的提升量,但进样效率会降低,这点由雾化器的结构决定的,因此使用雾化器时,应确定进样效率适当值时,所对应载气的压力和流量。过度增加试液提升量,会增加大液滴的数量使废液量增加,易造成喷口阻塞,反而使进样效率下降。  在PE公司Optima系列仪器上还配备了eNeb雾化器。  eNeb雾化器的机理为:采用两个均匀微米级细孔的有机薄膜,不需高压雾化气流,仅在膜片的两端加以高频电场,在激烈振荡的电场作用下,从薄膜的微孔处不断喷射出大小一致的液滴,形成高效而均匀细小的气溶胶,直接进入等离子炬。其雾化效率可得到提高。气溶胶喷头的膜片,采用耐腐蚀的高分子Kapton材料薄膜制成,经激光打孔形成10um以下的均匀密集微孔,孔径和形状可保持严格的一致性,使得形成的气溶胶颗粒具有很好的一致性,并且粒径可控制在不超过10um的很窄范围内,从而使其雾化效率得到很好的提高。进样的精密度和长时间稳定性良好。  4.电感耦合等离子体光源的特性  (1)此光源的工作温度高于其它光源,等离子体炬表面层温度可达10000K以上,在中心管通道温度也达6000~8000K,在分析区内有大量具有高能量的Ar+等离子,它们通过碰撞极有利于试样的蒸发、激发、电离,有利于难激发元素的测定,可测70多种元素,具有高灵敏度和低的检测限,适用于微量及痕量元素分析。  (2)此光源不使用电极,可避免由电极污染带来的干扰。因使用氩气作为工作气体,产生的光谱背景千扰低、光源稳定性良好,可使分析结果获得高精密度(标准偏差为1%~2%左右)和准确度,定量分析的线性范围可达4~6个数量级。  由于电感耦合等离子体光源具有良好的分析性能和广泛的应用范围,在近二十年受到广泛重视,发展迅速。  电磁耦合微波等离子体光源2011年Agilent公司提供全新的电磁耦合微波等离子体(electro meganic coupled microwave plasma,EMMP)光源。  此光源使用氮气发生器从空气中提取氮气,作为产生等离子体的气源,而不使用昂贵的氩气。它不使用高频发生器的电场作为等离子体炬的能源,而是使用大功率1000W工业级磁控管产生的电磁场作为N2等离子体炬的能源。这种使用磁场而非电场来耦合微波能量并激发N2等离子体的技术,大大降低了发射光源的成本,原子化温度达5000℃,并具有即开即用、操作简便的特点。  此光源使用的炬管,可随时拆卸,安装时可实现炬管的快速定位和与气源的连接,保证了定位精度和快速启动。  此光源使用One Neb通用雾化器(见图7),采用惰性材料制作,耐有机溶剂和强酸,其特殊的防阻塞设计使其成为高盐、高固体溶解浓度样品溶液进行雾化的选择。  图7 One Neb通用雾化器  1-试液样品入口;2-雾化N2入口;3-四氟乙烯喷液毛细管;4-气溶胶喷口;5-聚乙烯外壳  五、辉光放电光源  辉光放电(glow discharge, GD)可用作原子发射光谱的激发光源,它具有较高的稳定性,能直接用于固体样品的成分分析和逐层分析。  辉光放电有直流放电(DC)模式,可用于金属等导体分析,射频放电(RF)模式可用于所有固体样品(导体、半导体和绝缘体)的分析。  辉光放电光源,基本上都是格里姆(Grimm)型,其结构见图8。  此光源中,阳极空心圆筒伸入环形阴极中,它们之间为聚四氟乙烯绝缘体。两个电极间的距离和阳极圆筒下端面与阴极试样之间的距离皆为0.2 mm。光源内部抽真空至10Pa后,充入压力约100~1000Pa的低压放电气体氩,然后在两电极间施加500~1500V直流电压;阳极接地保持零电位,阴极施加负高压。使光源内氩气被激发、离解成Ar+和电子,在两电极间形成Ar+等离子体。在电场作用下Ar+与阴极样品碰撞,在样品表面的原子,获得可以克服晶格束缚的5~15eV的能量,并以中性原子逸出表面,其再与Ar+和自由电子产生一系列的碰撞,会被激发电离、产生二次电子发射,从而在负辉区产生样品特征的发射光谱。负辉区主要构成阴极的金属原子的溅射和光辐射,它产生最大的电流密度和电子动能,会使挥发出的气态原子强烈电离,并激发出光辐射(见图9)。  图8 格里姆辉光放电光源结构示意图  1-石英窗;2-阳极;3-环形阴极;4-绝缘体;5-放电气体(Ar)入口;6-放电气体出口;7-样品;8-负辉区  图9 格里姆放电光源放电负辉区放大图  辉光放电光源,除使用直流电压供电分析金属导体外,还可在两电极间施加具有一定频率的射频电压,此时样品可交替作为阴极或阳极,其表面轮流受到正离子和电子的碰撞,增大了样品原子被撞击的频率,提高了样品原子化和被激发离子化效率,它可直接分析导体、半导体和绝缘体样品。  辉光放电过程,样品原子被不断地逐层剥离,随溅射过程的进行,光谱信息反映的化学组成,由表面到里层所发生的变化,可用于深度分析。

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2018.09.20

色谱柱的使用及维护注意事项

  色谱柱的正确使用和维护十分重要,稍有不慎就会降低柱效、缩短使用寿命甚至损坏。在色谱操作过程中,需要注意下列问题,以维护色谱柱。  影响色谱柱使用寿命的主要因素  流动相因素  1.流动相pH  不同基质的填料具有不同的pH适用范围。常温下无定形硅胶在纯水中的溶解度约为100mg·L-1,且在pH 1~9的范围内溶解的硅胶量几乎是常量,考虑到溶解速度的影响,对于硅胶基质的填料,其所能承受的流动相pH范围约为1~8。键合相硅胶填料则由于键合层的屏蔽作用,使填料对流动相的适应范围大大增加,如现在广泛使用的反相色谱填料C18 (十八烷基硅烷键合硅胶),其pH适用范围可达2~10。当流动相pH值超出酸性范围时,键合相易发生水解而流失;当流动相pH超出碱性范围时,会加速硅胶的溶解而释放出絮状物堵塞柱子,这两种反应均是不可逆反应,特别是在温度较高(>40℃)的环境下,会使柱效迅速降低而报废。  2.流动相变质  当前使用最为广泛的是硅基键合相填料,当以水溶液作为流动相或流动相中含有一定浓度的磷酸盐缓冲液时,水溶液中或缓冲盐溶液中会滋生出一些细菌或霉菌,从而堵塞固定相颗粒间的空隙。特别是对于多元自动比例混合的高效液相色谱仪来说,水相或缓冲盐相独立存贮,因存放时间较长而容易发生此类问题。  3.流动相纯度  目前,广泛使用的填料颗粒粒径范围在3~10μm,孔径在6~10nm,色谱柱在使用中会有大量的流动相通过,如流动相含有微量不溶性杂质颗粒,则很容易在柱头部位被截留,久而久之,造成色谱柱机械性堵塞,引起柱压升高而无法正常使用。  4.其它因素  如,流动相的极性对柱子也有一定影响,甲醇、水、冰醋酸等极性较大的物质会破坏硅胶填料柱,正丁醇、二氯甲烷等极性小的物质会破坏化学键合硅胶柱,碱性溶液会破坏阳离子交换树脂色谱柱,酸性溶液容易损坏阴离子交换树脂柱。  二.样品因素  1.样品的溶解性  样品试样在配制中,如有少量微粒未能完全溶解,则会随试样一起进入色谱柱,同样,会沉积在柱头处,造成色谱柱的堵塞。  2.样品的纯度  样品中可能含有待分析组分以外的各种组分或杂质,这些组分或杂质可能会在柱内产生不可逆吸附,从而,使固定相的活性点被覆盖,保留特性发生变化。  3.样品的化学性质  待测试样中的各种组分与填料之间应具有化学稳定性,比较典型的是在使用氨基键合柱时,应避免使用含羰基的化合物和流动相,如,丙酮、乙酸乙酯等,以免固定相中的NH2和酐、酮发发希夫(Schiff)缩合而使固定相破坏。  三.其它因素  影响色谱柱寿命的因素很多,除流动相和样品因素外,还有其它一些外在因素,如,柱压的影响,温度的影响,色谱柱的正确冲洗,色谱柱的正确安装等。  八大注意事项  1.避免压力和温度的急剧变化及任何机械震动。温度的突然变化或者使色谱柱从高处掉下都会影响柱内的填充状况;柱压的突然升高或降低也会冲动柱内填料,因此,在调节流速时应该缓慢进行,在阀进样时阀的转动不能过缓。  2.应逐渐改变溶剂的组成,特别是反相色谱中,不应直接从有机溶剂改变为全部是水,反之亦然。  3.一般说来色谱柱不能反冲,只有生产者指明该柱可以反冲时,才可以反冲除去留在柱头的杂质。否则反冲会迅速降低柱效。  4.选择使用适宜的流动相(尤其是pH),以避免固定相被破坏。有时可以在进样器前面连接一预柱,分析柱是键合硅胶时,预柱为硅胶,可使流动相在进入分析柱之前预先被硅胶“饱和”,避免分析柱中的硅胶基质被溶解。  5.经常用强溶剂冲洗色谱柱,清除保留在柱内的杂质。在进行清洗时,对流路系统中流动相的置换应以相混溶的溶剂逐渐过渡,每种流动相的体积应是柱体积的20倍左右。  (下面列举一些色谱柱的清洗溶剂及顺序,作为参考:硅胶柱以正已烷(或庚烷)、二氯甲烷和甲醇依次冲洗,然后再以相反顺序依次冲洗,所有溶剂都必须严格脱水。甲醇能洗去残留的强极性杂质,已烷使硅胶表面重新活化。反相柱以水、甲醇、乙腈、一氯甲烷(或lv仿)依次冲洗,再以相反顺序依次冲洗。如果下一步分析用的流动相不含缓冲液,那么可以省略最后用水冲洗这一步。si氢呋喃与乙腈或甲醇的混合溶液能除去类脂。有时也注射二甲亚砜数次。此外,用乙腈、丙酮和三氟醋酸(0.1%)梯度洗脱能除去蛋白质污染。阳离子交换柱可用稀酸缓冲液冲洗,阴离子交换柱可用稀碱缓冲液冲洗,除去交换性能强的盐,然后用水、甲醇、二氯甲烷(除去吸附在固定相表面的有机物)、甲醇、水依次冲洗。)  6.保存色谱柱时应将柱内充满乙腈或甲醇,柱接头要拧紧,防止溶剂挥发干燥。绝对禁止将缓冲溶液留在柱内静置过夜或更长时间。  7.色谱柱使用过程中,如果压力升高,一种可能是烧结滤片被堵塞,这时应更换滤片或将其取出进行清洗;另一种可能是大分子进入柱内,使柱头被污染;如果柱效降低或色谱峰变形,则可能柱头出现塌陷,死体积增大。在后两种情况发生时,小心拧开柱接头,用洁净小钢将柱头填料取出1~2mm高度(注意把被污染填料取净)再把柱内填料整平。然后用适当溶剂湿润的固定相(与柱内相同)填满色谱柱,压平,再拧紧柱接头。这样处理后柱效能得到改善,但是很难恢复到新柱的水平。柱子失效通常是柱端部分,在分析柱前装一根与分析柱相同固定相的短柱(5~30mm),可以起到保护、延长柱寿命的作用。采用保护柱会损失一定的柱效,这是值得的。通常色谱柱寿命在正确使用时可达2年以上。以硅胶为基质的填料,只能在pH=2~9范围内使用。柱子使用一段时间后,可能有一些吸附作用强的物质保留于柱顶,特别是一些有色物质更易看清被吸着在柱顶的填料上。  8.新的色谱柱在使用一段时间后柱顶填料可能塌陷,使柱效下降,这时也可补加填料使柱效恢复。每次工作完后,应该用洗脱能力强的洗脱液冲洗,例如,ODS柱宜用甲醇冲洗至基线平衡。当采用盐缓冲溶液作流动相时,使用完后应用无盐流动相冲洗。含卤族元素(氟、氯、溴)的化合物可能会腐蚀不锈钢管道,不宜长期与之接触。装在HPLC仪上柱子如不经常使用,应每隔4~5天开机冲洗15分钟。  高效液相色谱柱的正确使用  1.加装保护柱  保护柱的作用是过滤掉来自流动相和样品的化学“拉圾”同时也可以有效除去流动相和样品中的不溶物。尽管现在的色谱仪在流动相吸入口、进样阀后部以及在色谱柱的两端都装有1、2μm等不同孔径的滤器,但滤器只能除去不溶性颗粒而不能除去化学污然,因此,加装保护柱是必要的,特别是在分析中药、中成药等复杂混合物和生物样品时更是保护分析柱必不可少的措施。保护柱填料应与分析柱一致,粒径可较分析柱大。保护柱属消耗品,经过一定次数的样品分析(50~100次)后,出现柱压显著升高或峰形变坏或基线漂移时,应考虑更换保护柱。  2.过滤流动相和样品  流动相通常由水或缓冲溶液与有机溶剂混合而成,原则上,所有经过色谱柱的流动相均应过滤,但在实际操作上应视具体情况而有所区别:当有机溶剂用色谱纯级,水用石英亚沸水或其它超纯水时,在能确保水和有机溶剂的质量且没有受到污染时,过滤并无更多实际意义。当流动相中含有缓冲盐时,则过滤是必要的,如前所述,当缓冲溶液放置一段时间(视环境温度不同而异,夏季一般不超过48 h,冬季一般不超过一周)后,在使用前还应重新过滤。  所配制的样品试液在注入流路系统前均要经0. 45μm(0.22μm则更好)孔径滤膜过滤。要注意区分水系和油系,二者不可混用,以防止滤膜溶解而造成污染。装流动相的容器和色谱系统中的在线滤器要定期清洗和更换,以避免滤器因过载而起不到过滤作用。  3.净化样品  当样品中含有对色谱柱有损害的化学成分,如产生yong久性吸附的蛋白质、糖等有机分子和强吸附性物质,以及可能对柱填料产生破坏作用的基团离子。在进样前应尽可能对样品进行分离提纯以除去多余杂质组分。  4.避免过高的柱压  虽然高效液相色谱柱能耐受的压力可达6000psi(磅/平方英寸) ,但过高及过大的压力变化均会缩短色谱柱的寿命,避免的方法是  (1) 柱压过高时,尽可能采用较小的流速,以不超过柱最大允许压力的一半为宜。  (2) 当流速较大时,应采取流速梯度的办法使流速分步到位。  (3)使用手动进样阀时,进样阀的切换要尽可能的快。否则超过20%的压力冲击会很快使柱报废。当使用多柱联用时,柱切换要避免在高压下进行。  5.注意温度和酸碱度  一般以硅胶为基质的色谱柱最高使用温度不超过60℃,以低于40℃为宜,特别是在流动相pH接近使用限度时,更应降低使用温度。温度过高会加快键合相的水解和硅胶的溶解,从而,使填料性质改变,柱床塌陷,降低柱效,改变峰形。目前的键合硅胶色谱柱标示的pH适用范围可达2~10,但在实际使用时应避免极端的pH条件,特别是在偏碱性的条件(pH≥8)下使用,如必须要在极端的pH条件下使用时,可通过以下方法避免柱损害:  (1)在泵和进样阀之间加装预柱(饱和柱)来饱和流动相;  (2)降低使用温度;  (3)检验完毕后立即用与所使用的流动相互相混溶的“温和溶剂”彻底清洗;  6.正确及时的冲洗  开始试验前,应了解柱中当前是何种溶剂。对于新色谱柱,如无特殊说明均为评价报告中所用流动相。柱中当前溶剂一定要与分析样品所用流动相互溶,如不能混溶,要用与二者均能相互混溶的第三种溶剂过渡。异丙醇是仅有能与各种溶剂混溶的试剂,可作为中介流动相使用。反相键合硅胶柱适宜的保存环境是纯甲醇,如分析用流动相为缓冲液2有机溶剂,可先用较低甲醇含量(<20%)的甲醇2水置换掉原来的纯甲醇,再进分析用流动相,以防止在柱内发生盐的沉淀;试验结束后,要及时用适当的溶剂冲洗系统并最终过渡到纯甲醇冲洗,对于含有缓冲盐的流动相,zui好的办法是先用与分析用流动相组成完全相同但不含缓冲盐的溶液进行冲洗,再逐步过渡到纯甲醇冲洗。多数报道冲洗液体积大约为柱容积的15~20倍,但最终要以基线是否平直、压力是否稳定决定。有些厂家的色谱柱标明了流动相中有机相的最低使用浓度为≥5% ,使用时应给予注意。

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2018.09.20

多种实验室仪器分析原理及简介汇总

  1.紫外吸收光谱:  缩写:UV;  分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁;  谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化;  提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息。  2.荧光光谱法:  缩写:FS;  分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光;  谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化;  提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息。  3.红外吸收光谱法:  缩写:IR;  分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁;  谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化;  提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率。  3.拉曼光谱法:  缩写:Ram;  分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射;  谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化;  提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率。  4.核磁共振波谱法:  缩写:NMR;  分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁;  谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化;  提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息。  5.电子顺磁共振波谱法:  缩写:ESR;  分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁;  谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化;  提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息。  6.质谱分析法:  缩写:MS;  分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离;  谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化;  提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息。  7.气相色谱法:  缩写:GC;  分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离;  谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化;  提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据;峰面积与组分含量有关。  8.反气相色谱法:  缩写:IGC;  分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力;  谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线;  提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数。  9.裂解气相色谱法:  缩写:PGC;  分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片;  谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化;  提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型。  10.凝胶色谱法:  缩写:GPC;  分析原理:样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出;  谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化;  提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布。  11.热重法:  缩写:TG;  分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化;  谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线;  提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区。  12.热差分析:  缩写:DTA;  分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化;  谱图的表示方法:温差随环境温度或时间的变化曲线;  提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息。  13.示差扫描量热分析:  缩写:DSC;  分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化;  谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线;  提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息  14.静态热-力分析:  缩写:TMA;  分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化;  谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线;  提供的信息:热转变温度和力学状态。  15.动态热-力分析:  缩写:DMA;  分析原理:样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化;  谱图的表示方法:模量或tgδ随温度变化曲线;  提供的信息:热转变温度模量和tgδ。  16.透射电子显微术:  缩写:TEM;  分析原理:高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射,使得在相平面形成衬度,显示出图象;  谱图的表示方法:质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象和分子象;  提供的信息:晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等。  17.扫描电子显微术:  缩写:SEM;  分析原理:用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象;  谱图的表示方法:背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等;  提供的信息:断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等。

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2018.09.20

常用色谱仪的维护与保护

  我们不应该在仪器有故障反映时才想到应该对仪器进行维护了,要树立一个观念 , 维护与保养的一个重要作用就是保障保证一个良好的检测状态,确保得到准确的检测数据 , 影响分析仪器的可持续运行有因素主要有:  1.易损件清理更换不及时;  2.硬件使用不科学;  3.仪器本身选购及配置不当;  各种分析仪器从结构、功能、应用各方面差别极大,但是经常出的问题以及维护保养的方向还是有一定的共性。这种共性就是:“仪器本身各个固定部件很少出问题,只有使用者经常接触到的地方才容易出故障”。  下面分别就气相色谱仪、气质联用仪、液相色谱仪谈谈各自的常见故障及常用维护:  第一部分:气相色谱仪  在使用气相色谱仪时(以下主要以配有分流进样口和氢火焰检测器的气相色谱仪为例),使用者经常做的对仪器结构有改变的行为莫过于换柱了,虽然换柱和扎针一样,都是气相色谱工作者的基本功,但是,至少有一半的问题与之相关。  问题1:漏气  进样垫漏气,接柱的固定螺丝漏气,尤其是使用填充柱而又采用硅石墨垫更会如此。如果用橡胶圈好些,但是不需用,需要定期更换。毛细柱由于采用石墨垫圈则漏气问题相对好些。  问题2:固定位置不准:  这是制约灵敏度的一个关键点。填充柱由于是刚性的,尺寸形状固定,在换装时,一般容易掌握。常出问题的是毛细柱,由于其本身柔性,在进样口和检测器内的长度完全由使用者个人掌握,如果把握不准,会成为制约实验效果的一个重要因素。不同公司仪器的装柱尺寸是不同的,在使用不同衬管时也有很大区别。有些仪器提供了专用的测量工具,有些则没有。  问题3:清理更换不及时:  这是硬件无故障而检测状态不好的主要原因,其具体表现就是污染,如,进样口衬管及玻璃棉污染,柱内污染,检测器污染,如果不及时更换或清洗,会造成基线不稳,灵敏度下降等现象。  对策:  定期清洗,定期更换,用检漏液测漏,是常用但不是较好的处理方法。我觉得,较好的方法是状态监控,时刻观察系统状态,发现问题马上判断问题再处理问题。同一台机,同一根柱,在同yi流量,同一柱头压下,应该有基本一致的信号基线和差不多的稳定时间,仪器状态的不同问题会有各种不同的反映。  例 1 : 装柱后,通上一定的流量,柱头压和平时不一样。如果柱头压明显比平时高,可能是柱头堵塞。如果低,可能是漏气或柱断裂,漏气可以在关闭柱箱风扇后应该能听到声音,柱断裂可以很容易看出来。  例 2: 流量正常,柱头压正常,但基线信号明显地低且稳定奇快。这种现象在使用毛细柱时常发生,原因多半就是喷嘴堵塞。确定是否这个原因的方法就是进空白溶剂,如果信号比平时低了很多,而且出峰时间又晚了一些,就基本就是这个原因,这时只能关机清洗。  例 3 : 流量正常,柱头压正常,在三温(OVEN,INJ,DET)到达设定值后,但基线信号明显地偏高且不稳定。这种情况多是污染。污染又分:进样口污染,柱污染,检测器污染。确定是哪一种故障并不容易(有时还是交叉反应),但是处理方法却一致:停机-清洗-升温烤。我建议每次清洗应把检测器和进样口都处理一下,毕竟最耗时间的是降温升温。以上三个例子都强调了一个“与平时不同”,这就需要我们在做实验时有一个长期的状态观察积累。(不同检测器有不同的特性,以上针对FID )  第二部分 : 气质联用仪  气质联用仪可以看作是毛细管柱气相色谱仪加上质量检测器的组合,它常出的问题也是两者相加。我们对气质联用仪本身的操作一般是换柱和清洗离子源,大多数问题也是由这两步操作而来。它们最主要的表现就是漏气而造成的抽真空不正常。出问题的位置在于毛细管柱进入质谱腔的接口和质谱腔体开门时的密封圈,毛细管柱进入质谱腔的接口密封不严:  需要注意的有:  1. 伸入质谱腔中的长度不适当,太长或太短都不行;  2. 垫圈 要松紧合适,太松会有漏气的隐患,太紧则会压碎垫圈;  清洗离子源时打开腔体后密封不严:  门上的密封圈上只要沾了一点点肉眼无法察觉的毛发或绒线就会引起漏气。这时一般操作书上要求的都是戴上尼龙手套清洁,但这对于处理离子源时是很重要的,但是对于处理密封圈来说,不戴手套的效果更好。原因是手上多少会有一些油脂,只要沿着密封圈抹上一圈,可以有效地消除绒线的影响,而这些油脂离加热源远,和离子源也远,基本属大分子有机物,对于检测没有影响。平时操作质谱时,要对在通气和不通气的情况下,多长时间真空度能达到多少有一个大致的数值概念标准。如果换柱或清洗离子源后,抽真空的速率比平时差距太远,就要先考虑是否是安装不当漏气的问题,早些降温关机处理。溶剂延迟是其它气相检测器没有的概念,如果忘记设置合理的溶剂延迟时间,会对灯丝造成严重的损害,这是质谱初学者常犯的错误。  另一个可能造成严重后果的行为是: 没有等温度降到室温就急着拆机拆离子源,曾经发生过在热的时候拆机,冷了以后装不回去的案例。在实验状态方面,主要还是污染问题。进样口和柱污染的处理和普通气相一致,至于质谱检测器,一般来说,80%以上的污染是在离子源部分。我们需要对调谐后的电压时常注意,升高到一定程度就要考虑是否要清洗离子源了,而四极杆部分一般不用动,也不要由用户动。气质联用的日常保养容易忽视的是机械泵的保养,主要是换机油和分子筛。  特别提示:买气质时千万别忘记配 UPS 。  第三部分液相色谱仪  液相色谱仪是属于易学难用的仪器,特别讲究“正确使用”和经验。液相工作者接触最多的是流动相,也就是流动相,是造成液相色谱各种问题的最主要源头。液相色谱仪最常见的故障一是堵,二是漏。下面就这两点分别展开讨论。(注:流动相以甲醇为例,色谱柱以 C18 为例)  “堵”的表现现象就是柱压异常升高,直接原因就是流路不畅。堵塞的主要位置就是在色谱柱的前端,最主要原因就是流动相里有杂质,杂质的主要来源就是细菌,“堵”的原因之一:配制流动相时细菌污染。首先我们要认识到,一般的国产甲醇其实不需要额外过滤处理,直接使用没有问题。即使是有些固态微粒杂质,也能在液相流路系统最前端的过滤头上排除,真正容易引起问题的,是水中的细菌。新制备的纯水在室内放置几天就会长菌,而这些细菌虽然肉眼不可见,却足以堵塞柱填料颗粒的空隙,造成柱子很快报废。这就是在配制流动相时造成的细菌污染的原因,解决它的方法很简单,就是确保水的可靠性,这里有两种方式推荐:  (1)最理想的方式当然是购买实验室专用纯水机,既方便又可靠,质量也放心,仅有的缺点就是价格不菲。  (2)成箱购买市售品牌纯净水,如,500mL一支的怡宝或娃哈哈,这些水的质量足以应付液相色谱的要求。先随机抽取一支做一下细菌平板实验,待菌落数合格方可使用。这样每次只要单独开一支即可,也很方便。每次成本2 元左右。  这里特别指出一个细节:  在绝大多数书本上,凡谈到配制流动相都会谈到最后有一个过滤的步骤,但是,从我们长期使用的实际效果来说,只要能保证水的质量,这一步完全可以也应当去除。原因有以下三点:  (1)流动相过滤在理论上有好处,但是,实际操作时由于不可能做到专瓶专用,反而容易造成的交叉污染,对于配比复杂的流动相影响更大。  (2)流动相过滤在经济成本上不划算。买一套过滤装置要6000多元,且过滤器公认是比较容易损坏的设备。最主要是过滤片的成本太高,一片就要几十元。按一般液相柱的正常使用寿命计算,过滤片的成本会远远高于色谱柱的成本。  (3)流动相过滤对于工作效率成本不划算。使用溶剂过滤器有一个预清洗、装备、使用、用后清洗,晾干的过程,至少也有一个小时的时间。这个成本也不能忽视。  (4)在实际工作未发现流动相不过滤会对柱寿命有任何影响。我们起码有6年时间没有做过流动相过滤的工作,但是和国内同行相比较,在同等使用强度下我们的柱寿命是比较长的。  “堵”的原因之二:使用流动相时的细菌污染:  指的是:  流动相刚开始没有长菌,在使用时却产生了细菌污染。这主要是在使用多元液相色谱仪时的一种不良使用习惯造成的。  举最简单的例子:  50%的甲醇水流动相,有两种使用方式。一种方式是在上机前就配好混合在一起,另一种方式是在流路A放纯甲醇,流路B放纯水。从单纯实验效果来说,后一种有明显的优点: 首先是简单,不需要实验者另个计算配比混合,其次就是比例准确,能得到保留时间重复性极好的实验效果,但是它有一个致命的缺陷,就是纯水在流动相瓶中几天时间就会长细菌(很多情况下不仅用纯水作流动相,而是用缓冲盐溶液,本身就是优质肥料,细菌长得更迅速),一旦有细菌柱子就坏得很快,所以,这种方式要求操作人员每次实验都要用新制备的纯水,更要求在每次实验后把水相换掉,换成甲醇冲洗干净,这一点在实际工作中很多人意识不强,就是意识到了但多次使用中总有一两次会遗漏,但是,往往这一两次就足以产生致命的影响。因为,液相色谱柱的堵塞是不可逆的,所以,宁可牺牲较小的保留时间重复性,也不要用纯水溶液作为流动相的一组。从实际实验效果来说,我建议用10%的甲醇水代替纯水溶液(以前我做过不同比例甲醇水的细菌总数实验,在5%就基本可以抑菌,在10%及以上就可以完全杀菌了),这样可以有效排除长细菌的隐患,既可作流动相,也可冲柱。就算是在配制流动相时会计算得麻烦一些,但是一次麻烦,终身受益,“堵”的原因之三:不适当操作。  常见问题的有以下几种:  (1)在更换零件时选择的型号有误,接口不是很匹配,在拧紧的时候产生变形,而使得管路堵塞。  (2)样品处理液净化得不干净,长期会在六通阀和柱之间形成阻塞不畅。  (3)在使用手动六通阀时,有些人可能由于手劲小的原因,转动的不到位,于是造成流路形成了死堵,压力快速升高超过警戒值。  (4)在使用金属管路作出废液管时,应当注意废液瓶中先放一些水,并把废液管的出口端放在液面下。如果位于在液相上且实验使用较高浓度的缓冲盐溶液,在停机时可能在出口端结晶成块并造成堵塞。这种情况不常见,但却的确发生过。  “堵”的原因讲了不少,现介绍查堵的方法。在发生“堵”的现象后,就需要找出原因,主要是什么位置发生了“堵”。注意,绝大多数情况下,整个系统只会有一个地方发生堵塞。查堵的方法是从尾向前逆向分段拆开,仔细观察压力数值,如果某一个部件(柱子除外)装上和拆下时的压力差别很大,可发展变化判断。至于柱的堵塞,可以通过换同样规格的柱的压力是否一致来判断。  下面再谈一下“漏”的问题 , “漏”则分两种:漏液和漏气  一.漏液  液相色谱仪从流动相瓶到废液瓶之间的流路是一个全封闭体系,内部压力很高,但外部却能保证一滴不漏。如果某个部件发生了漏液,那就是故障所在,漏液的原因分两种:  ( 1 )接触硬件不当 :  在更换零件如流路管或换柱时,换的接头接口不匹配,造成漏液。要注意不同公司的柱子接头很多是不同的,甚至同一家公司在不同时期生产的液相柱接头也有很大区别。当然,选用PEEK接头是一个较好的解决方法,不仅通用性好,而且靠手拧就能保证不漏液,即使是接口本身是匹配的,但是,如果操作不当也会漏液,一种不当就是力度把握不好,拧得太紧或太松;  另一种不当就是致命的错误:滑丝,这是往往是动手能力不太强,螺丝钉很少拧的工作者犯的错误,滑丝的后果不仅是漏液那么简单,常造成重要部件的报废。解决这个问题只能靠恶补基本功来实验,那就是拧螺丝。  ( 2 )使用仪器不当 :  如果是输送泵漏液,最常见的原因就是在活塞位置缓冲盐析出造成,析出的原因有两个 : 一是使用缓冲盐溶液时突然加入了纯甲醇而析出,这种错误很容易避免,这是尽量不要用纯的甲醇和纯水。只要互相有10%的比例就不会出现这个问题。另一原因是在用缓冲盐溶液(不论甲醇含量有多少)作流动相时,实验结束后没有换甲醇水冲洗,使得微渗的流动相干燥形成晶体造成。不过,输送泵漏液并不是非得马上修不可,冲洗干净并在以后的使用中多加小心一般都可以正常使用。检测器漏液是个很麻烦的事,一般都是吸收池的问题,更换的费用相当高。但是并不是说一定要马上更换,还可以从实际实验效果看能否凑合使用。  二.漏气  漏液是从内部向外漏,而漏气则是外部的气体进入液相色谱仪的流路内部形成了气泡。下面按流路的方向逐个部件分析产生气泡的原因和相应解决方法 :  (1)过滤头抽液时,在流路管中有不规则但持续的小气泡产生,这时考虑的是流动相有没有脱气(需要特别提醒即使是有了真空脱气机也是要先超声脱气的,起码可以减少脱气机的工作压力并提高工作效率),如果已经脱了气,则要注意过滤头的污染也会造成这种现象。处理方法比较简单,拧下过滤头在稀硝酸中浸泡,超声半小时,洗净后装回去即可。  ( 2 )透明流路管  指的是在过滤头和输送泵之间的那一段管路。这一个部分往往不是有点气泡,而经常是整个管中全是空气而操作人员却浑然不知,以致输送泵工作了半天才发现流动相瓶里的液体一点也没少。这也是我们常说的液相色谱仪至少一周要开机一次的原因(我们做液相一定要有“微渗”的概念 )。如果长时间不用,这一段管路的液体会彻底干掉,而充满空气的管路和充满液体的管路不仔细看是分辨不出的。这种情况对于输送泵很危险,因为,泵从设计来说是输送液体而不是气体,内部的液体对于活塞来说起到了机油的作用,如果活塞杆上还残存了一些缓冲盐,则极易拉伤,造成不可逆转的影响。对于这种情况,要突出“预防为主”如:,液相色谱使用人员要相对固定和稳定,工作中合理搭配资源,每台机一周击至少作一次实验,如长期不用起码每周要冲流动相2小时。养成良好的工作习惯很重要。如果不慎出现了这种问题怎么办?我的建议是用外力使管路中充满液体,具体如下:  1.找到流路管进入输送泵的接头;  2.拧下来;  3.用一干净的洗耳球的尖端对准管路的平整切口;  4.吸液体,看液面从流动相瓶里上升,至离洗耳球5厘米左右时停止该动作;  5.快速把接头拧回输送泵上(这个过程可能会有少许流动相外泄,这是正常现象);  6.开机,打开排液阀门,启动输送泵;  7.等排液管中流出的溶液没有气泡时,再关闭排液阀,仪器正常工作;  ( 3 )输送泵和柱子这些部分进了气泡一般不怕,冲掉就行 ;  ( 4 )检测器 :  应该说,整个流路中只要有一个气泡都会在检测器上得到强烈的信号反映,检测器内部的气泡一般都能被冲走,但也有很难冲掉的残留气泡的情况。如果检测器里有残留气泡,会有特征明显的表现形式,就是在走基线时会时不时间隔出现直上直下信号很大的信号峰。这时先看普通流量能否冲走,如果冲不走,那仅有的办法就是拆柱,把检测器直接连到输送泵的出口,加大几倍流量冲洗,则肯定能冲走气泡。

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2018.09.19

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