气相色谱柱老化的主要误区

王中泰

气相色谱柱老化的主要误区

在气相色谱分析中，色谱柱老化是一个关键步骤，但实际操作中存在诸多误区，让我一起来看一下，文字较多，可选择点击听一听。

误区一：新买的色谱柱一定要老化过后才能用

这属于看书不仔细的以讹传讹，早期色谱书籍提到新制备的色谱柱必须老化后才能使用，因以前多为使用人员自行装填填充柱。而如今普遍使用商品化的毛细管柱，正规厂家的色谱柱在出厂前均已按最佳工艺条件老化好并经过严格测试，通常无需用户自行老化。但运输、贮存过程中色谱柱会吸附空气中的杂质，直接使用会导致基线不平、出现鬼峰等问题，需进行简单的净化性质的老化，即按通常的使用条件连接和设置，柱温设为方法要求的最高温度或略高10～20℃，至基线平直即可，一般1小时左右完成。

误区二：老化色谱柱时一定要断开并关闭检测器

这一说法并不完全正确，要看具体情况，虽然很多教材和书籍上都有这种说法，但是要注意，对于新制备色谱柱的第一次老化（制备性质老化），因会有大量固定相杂质流出，易污染检测器，此时需断开检测器。但对于常规的净化性质老化，特别是FID检测器，老化时无需断开。因FID是破坏性检测器且可在高温下使用，只要检测器温度略高于柱温，流出物就能完全燃烧，不会产生冷凝和残留。不过，实际应用中一定要具体问题具体分析，当色谱柱污染严重且使用TCD、MS类非破坏性检测器时，仍建议断开检测器进行老化，以防流出杂质冷凝污染。同时，断开检测器老化时，要将柱箱内不用的进样口、检测器等部件的接头堵死，避免污染物冷凝污染检测器和进样口。

误区三：老化色谱柱一定要升温到标称的最高使用温度

这一说法同样是针对制备性质的老化操作而言的。聚合物固定相中往往含有一定量的低聚物，热稳定性低于高分子量的聚合物，如果不除去，使用时会严重的流失。因此对于新制备的色谱柱，必须要加热到足够高的温度并且保持足够长的时间，从而保证低聚物完全除去。而对于常规使用过程中进行的净化性质的老化操作，只要在方法要求的最高温度或者略高10～20℃下跑到基线平直，就说明干扰测定的杂质已经完全被除去了，没必要使用更高的老化温度。经常在极限温度下进行老化是有损色谱柱寿命的，并且有些厂家存在虚标最高使用温度的问题，切勿盲目地用标称的最高温度老化色谱柱。

误区四：老化色谱柱一定要程序升温，并且要多次循环、老化过夜

新制备的色谱柱老化需程序升温，因其涉及溶剂挥发、交联反应等多步骤，每个步骤适宜温度不同，直接高温易破坏涂层。但常规使用中，若色谱柱污染不严重，可直接升温到设定温度，温度稳定后一般20～30分钟基线开始下降，多数情况下1～2小时就能老化到基线平直。若长时间基线无降低或波动大，应排查载气是否纯净、有无泄漏、其他污染源或检测器是否正常等问题，而非一味延长老化时间。

至于多次循环的操作，其实是完全没有必要的，因为基线降低且达到平直已经说明色谱柱中的杂质被完全排出了。此时降温后空走一次升温程序，应该得到比较平直的基线，除了柱流失导致的基线少许抬升外，应没有其他杂峰。如果仍然存在明显杂峰或漂移，一般就不是色谱柱的问题了，往往更可能是进样口有污染或者隔垫有流失，此时应排查其他的问题，而不是继续盲目老化色谱柱。

不过，色谱柱污染严重、杂质多或为分子筛、氧化铝、多孔聚合物等吸附型色谱柱时，需逐渐升温老化，避免大量杂质快速溢出破坏固定相液膜或出现分解碳化现象，此类色谱柱高温排杂慢，老化耗时长，如分子筛柱需在250～280℃下老化10小时以上除水。

误区五：老化时要降低载气流速

这一说法也是针对新制备的色谱柱进行第一次老化而言的。因为刚刚涂覆好的色谱柱，其液膜还未均匀铺展，并且还没有交联固定，此时若使用很高的载气流速则可能导致液膜移动，使其变得厚薄不均，并且较大的载气流速还容易导致未交联的组分挥发损失。而常规使用中的色谱柱，进行净化性质的老化时，按正常条件设置载气流速即可，通常无须进行特别的改动。

误区六：老化柱子一定要用氮气作载气

氮气是最常用的载气，但不等于只能用氮气作载气。老化的时候也是同样的，多数情况是可以用氢气或者其他载气的，而且往往往氢气效果会更好。因为氢气的传质阻力小、线速度较高，有利于低沸点杂质排出色谱柱。但是对于色谱柱尾端与检测器断开的情况，显然不能用氢气作为载气进行老化，因为氢气排入柱箱内部是十分危险的。对于一些特殊的色谱柱，载气的选择是有特定要求的，例如，分子筛柱用来测微量氧气时，就一定不能用氢气作为载气进行老化，否则会对氧气产生不可逆吸附；又如氧化铝柱表面需要吸附适当的水分才能有适中的分离选择性，因此在老化氧化铝柱时要用含有一定水分的载气。

误区七：老化色谱柱的时候把进样口温度也设高一点，这样就可以一起老化

从原理上讲，提高进样口温度可除去隔垫少量流失或衬管少量污染，但实际操作易引发问题。烘烤时杂质首先进入色谱柱，若保留强，会污染色谱柱，即使不永久污染，排出速度也比直接烘烤慢。所以老化色谱柱时，进样口温度不宜过高。进样口污染严重时，应拆开清洗后烘烤干燥，仅在污染轻微且无法及时清洗时，才可适当提高进样口温度烘烤，但这是不得已的下策，不宜常用。

误区八：老化的时候打几针溶剂进去，这样可以把脏东西洗出来

注射溶剂有时候对于去除进样口的污染是有效的，但一般需要拆除色谱柱进行操作，此时会把污染物从进样口冲洗到色谱柱里面去，而且大量溶剂进入色谱柱也是不利的。弱极性溶剂，例如甲苯、氯仿等，对于固定相有一定溶解作用；强极性溶剂，例如甲醇、乙醇等，会促进固定相的分解。即使是目前比较先进的交联键合固定相，在大量溶剂的作用下，稳定性也会有所降低。特别是在老化色谱柱时，柱温很高，固定相更容易与注入的大量溶剂发生反应。曾经有人试验过，wax柱在柱温100℃时注入0.5μL甲醇，检测到的柱流失会显著大于空白水平。可以想象，在更高的柱温下注入大量溶剂，对色谱柱的损坏肯定是更大的。

误区九：老化可以恢复色谱柱的性能，效果不好的时候先老化再说

这一观点是很多实验员的经验总结，因为很多问题都是由没有老化色谱柱造成的，大量问题在色谱柱老化后都能获得改善。但是切勿陷入经验主义、教条主义的误区。再次强调，日常使用中，老化的作用是除去残留在色谱柱中的杂质，因此大部分由杂质残留引起的问题是可以经过老化解决的。其他原因产生的问题却不行。例如，基线漂移大、噪声大的问题有可能是由载气不纯或漏气引起的，此时如果盲目进行老化，反而会进一步损坏色谱柱。色谱柱高温损坏后也会表现为噪声大，这是由固定相分解造成的，此时如果还盲目高温老化，无异于雪上加霜，只会让损坏更加严重。即使是由杂质残留引起的问题，也不是所有残留物都能通过高温除去。

了解这些气相色谱柱老化误区，有助于正确操作，延长色谱柱使用寿命，提高分析结果的准确性和可靠性。