气相色谱仪检定方法要点和注意事项

王中泰

气相色谱仪检定方法要点和注意事项

　

摘要

为保证气相色谱仪检定工作规范、检定结果准确可靠，基于JJG 700— 2016《气相色谱仪检定规程》提出了检定方法要点和注意事项。探讨了检定前的准备工作，包括确定标准物质和检定项目、气相色谱柱的选用、仪器和色谱柱的准备，整理了检定中仪器条件及程序设置、手动进样操作要点、问题排查等，提出了检定信息记录和数据处理等注意事项。为规范和高效地完成气相色谱仪检定工作提出有效建议，望对提高气相色谱仪检定人员技术水平，提高检定的规范性和准确可靠性提供帮助。

关键词

　气相色谱仪；检定；检定规程；检测器；色谱柱

doi 　10.3969/j.issn.1008–6145.2022.05.014

《气相色谱仪检定规程》经过三次制修订，从JJG 700— 1990《气相色谱仪检定规程》到1999 年实施的JJG 700— 1999《气相色谱仪检定规程》，再到现行的JJG 700— 2016《气相色谱仪检定规程》，检定规程在计量性能要求、检定项目和检定方法方面进行了多次修改和完善，但对于检定过程中的细节没有过多深入的讲解，加之一些检定或实验人员由于缺乏大量实践和经验积累，会出现检定结果存在差异或误判的情况。为得到准确可靠的检定结果，需要检定人员充分掌握检定规程要求，了解不同检测器原理和性能，掌握仪器的检定前准备和参数条件设置优化，解决和排除检定中常见的问题。

　

笔者结合自身多年工作实践经验，总结了使用新版气相色谱仪检定规程进行检定的方法要点，对检定前、中、后的注意事项和规程中未展开的细节内容进行详细探讨，为规范和高效地完成气相色谱仪检定工作提出有效建议，望对提高气相色谱仪检定人员技术水平，提高检定的规范性和准确可靠性提供帮助。

　

1、检定前准备工作

1.1　确定标准物质和检定项目

仪器检定前，检定员需与客户沟通了解仪器的检测器类型和仪器日常使用情况，判断仪器属于首次检定还是后续检定，确定相应检定用标准物质和检定项目。检测器有两种类型，一种类型为浓度型检测器，如热导检测器（TCD）、电子捕获检测器（ECD）；另一种是质量型检测器，如火焰离子化检测器（FID），火焰光度检测器（FPD）、氮磷检测器（NPD）等。根据检定规程，不同类型检测器气相色谱仪使用不同的标准物质进行检定，相应地设置不同的检定条件。常用气相色谱检测器的特点、检定条件和检定合格技术指标见表1。气相色谱仪检定需选用国家有证标准物质，要求标准物质的不确定度要符合检定规程对标准物质不确定度要求，即相对扩展不确定度U ≤ 3%（k=2）并在有效期内妥善保管。

1.2　确定选用的气相色谱柱

检定气相色谱仪时要选择合适的色谱柱，需要综合考虑检定所用标准物质的性质和分析需求、色谱柱的规格参数、检定时长和效率等因素。JJG700— 2016《气相色谱仪检定规程》规定色谱柱的选择为5% OV–101，80～100 目白色硅烷化载体（或其它能分离的固定液和载体）填充柱或毛细柱。一般检测现场使用毛细柱的情况更多。

选择合适的用于检定的色谱柱要综合考虑柱子的极性、长度、内径、膜厚等参数，这就要求检定员或实验操作人员能理解读懂毛细管柱规格参数的标注信息。一般情况下，柱子的包装盒上和柱子的标签处都清晰地标注柱子的参数。毛细管柱的规格参数是由固定相种类、长度、内径和膜厚等要素组成的。例如毛细管柱标注为“DB–5 型，30 m×0.25mm，0.25 μm”，DB–5 型表示固定相种类，固定相为5% 苯基和95% 二甲基聚硅氧烷，“30 m×0.25mm，0.25 μm”分别表示为柱长为30 m，内径为0.25 mm，膜厚为0.25 μm。标注为“DB–1 型，20m×0.18 mm，0.14 μm”的毛细管柱，表示此毛细管柱的固定相为DB–1 型，即固定相为100% 二甲基聚硅氧烷，“20 m×0.18 mm，0.14 μm”分别表示柱长为20 m，内径为0.18 mm，膜厚为0.14 μm。

选择色谱柱首先要考虑柱子的极性。色谱柱根据固定相的极性来分类，主要可分为非极性、弱极性、中等极性和强极性色谱柱。固定相极性由取代基团的极性及其相对量确定。选择柱子的极性的一般原则是相似相容原则。一般气相色谱检定用的毛细柱常选型号为DB–5、HP–5、RTX–5 、BP–5、CP–Sil 8 CB、SPB–5、国产SE–54 等弱极性柱子和DB–1、HP–1、RTX–1、BP–1、SPB–1、国产OV–1、国产SE–30 等非极性柱子。

　

商品化气相色谱毛细管柱的长度从5 m 至100m 不等，柱长会影响溶质的保留时间、柱头压力、柱流失及成本。一般在内径和膜厚相同的情况下，增加柱子长度可以提高分离度，但分析时间也会增长，柱流失也会增加。检定时选用太长的柱子一般会增加检定时间，导致检定效率降低。最常见的毛细管色谱柱长度规格是30 m，也是检定中最常使用柱长。

　

商品化毛细管柱柱子内径规格有0.1、0.15、0.18、0.2、0.25、0.32、0.45、0.5、0.8 mm 等尺寸。色谱柱的液膜薄厚会影响柱容量、柱流失、惰性、温度上限和保留时间。实验室最常用的规格是0.25 mm内径色谱柱。此外，不同商品化毛细管柱有0.1～20μm 等不同规格膜厚，常见的色谱柱膜厚是0.25、0.5、1.0 μm，其中应用最广泛的膜厚规格是0.25μm。气相色谱仪检定中最常用的毛细管柱的参数为“DB–5 型，30 m×0.25 mm，0.25 μm”毛细管柱以及类似性质的毛细管柱。

　

1.3　检定前仪器和色谱柱的准备

检定前要沟通了解仪器日常使用情况、使用频率和状态。如果待检定的气相色谱仪通过热解吸装置或顶空装置进样，需要将连接的管路拆卸下来，通过进样口直接进样。NPD 检测器在新的铷珠开始使用前，为获得高稳定性还需要进行铷珠老化处理。

　

在气相色谱仪检定前，如存在以下几种情况需要进行柱子老化：

（1）新色谱柱新启用；

（2）仪器已停用很长一段时间；

（3）仪器使用一段时间后基线波动较大或出现鬼峰等情况。特别是对于高灵敏度检测器，如ECD 检测器等，检定前由于没有做好色谱柱老化和高温烘烤检测器工作，造成基线波动过大，会影响检定结果。

安装毛细管柱的操作要点：

安装色谱柱前，检查毛细管柱的柱头是否堵塞，平整切割柱头，毛细管柱两头插入气化室和检测器达正确的位置和深度，选择合适的密封圈，要保证柱子不超温运行，换好毛细柱之后再开机。

　

毛细管柱老化方法可参考如下步骤：

将色谱柱进口端连接进样口，连接FID 检测器或TCD 检测器时要将出口端连接在检测器上，对于连接高灵敏度检测器（如ECD、FPD），柱子出口不要连接ECD 或FPD 检测器，而是放置在柱温箱中，同时检测器入口用死堵堵住。安装好柱子后通载气，先用载气吹扫色谱柱15 min 后运行升温程序，将柱温从60 ℃左右以5～10 ℃ /min 升温速率升温到老化温度（老化温度可参照色谱柱说明书，一般低于色谱柱的最高温度30 ℃或者比实际分析操作温度高30 ℃），升至老化温度后恒温30 min 到120 min，直到基线稳定，进样口和检测器的温度一般设置为高于柱箱温度30～50 ℃。