(1)提出问题
当气相色谱仪仅有载气经过检测器时,色谱图上记录的曲线叫做基线(或底线)。色谱分析中把基线在短暂时间内的波动叫“噪声”。噪声主要来自于:检测器和数据处理系统的机械或电噪声;检测器加热、通气、火焰点燃、加电流等的操作噪声;以及载气不纯或漏气、柱流失等噪声。基线反映的是检测器噪声随时间的变化。基线单位用毫伏(mV)或毫安(mA)表示,也有仪器生产厂家用赫兹(Hz)表示。噪声大小与仪器性能,特别是与检测器及其电子电路的稳定性直接有关,也与载气纯度、色谱柱性能及操作条件有关。基线噪声较大会使仪器检测限升高,一部分响应小的组分峰淹没在噪声中检测不出来,就无法进行色谱分析。那么什么原因会引起基线噪声过大?如何减小基线噪声呢?
(2)分析原因
影响基线噪声的因素很多,如检测器性能、载气纯度、色谱柱污染程度、样品纯度等。不同检测器,如TCD、ECD、FID和FPD,出现基线噪声过大的原因不同,具体分析如表5-1所示 [2] 。
表5-1 检测器基线噪声过大的原因
(3)解决方案
基线噪声不正常,若比正常值高10倍以上时,应先从气体、检测器等方面查找原因;若仅比正常值高出不多时,应从色谱柱、衬管、样品纯度等方面查找原因。
① 检查载气纯度是否达到仪器要求,载气纯度不够,基线噪声会比正常值大几十倍甚至百倍;气相对各种气体的纯度要求较高,比如作载气的氮气、氢气或氦气都要高纯级(99.999%)的。这是因为气体中的杂质会使检测器的噪声增大,还可能对色谱柱性能有影响。气体中的杂质主要是一些永久性气体、低分子有机化合物和水蒸气,故一般采用装有分子筛的过滤器以吸附有机杂质,采用变色硅胶除去水蒸气。
② 检查检测器温度,检测器温度的设置原则是保证流出色谱柱的组分不会冷凝,同时满足检测器灵敏度的要求。故检测器温度设置比色谱柱实际工作的最高温度稍高些,一为防止检测器被污染,二为防止检测器积水增大噪声。检测器温度升高至设置温度时,应稳定1h以上。
③ 检查进样口衬管,观察衬管里是否有黄色或黑色异物,或者通过色谱图来判断衬管是否变脏;如果衬管内有污染物,它会吸附极性样品组分而造成峰拖尾,甚至峰分裂,还会出现鬼峰。若出现以上情况,可判断衬管过脏,需更换新衬管。
④ 检查色谱柱插入检测器的深度是否符合安装要求;不同仪器色谱柱插入检测器的深度有不同的规定,应严格按仪器说明书确定。总的原则是进样口一端安装好后,柱端应处于分流点以上,并位于衬管中央。检测器一端则是柱出口尽量接近检测点(如FID的火焰),以避免死体积造成的柱外效应。
⑤ 检查色谱柱是否污染或柱流失,首先注意色谱峰形是否拖尾,如拖尾则应减少进样量或稀释样品浓度,以免色谱柱过载。如减少进样量后保留值重复性提高,则说明原柱固定相有少量流失或充填欠佳;此时原色谱柱还仍能使用。如果上述方法也无效,则说明色谱柱已发生损坏,必须更换新柱子。可进样标准溶液,若色谱峰拖尾严重,应重新老化或更换新色谱柱,观察基线噪声变化。
⑥ 基线噪声是在不进样品(仪器噪声)或走空白样品(方法噪声)时的基线大小,它在数值上是最小检测限的2倍。不同的仪器、不同的操作条件,它们的基线噪声都是不一样的,样品进入后基线噪声较大,可在进样后用溶剂进样清洗系统,常用的溶剂依次为丙酮、甲苯、乙醇、氯仿和二氯甲烷,每次可进样5~10μL;观察基线是否下降。
⑦ 如以上方法均不能解决问题,则检测器被污染,可高温烘烤或溶剂清洗检测器除去污染物。高温烘烤检测器时,检测器温度比使用的柱温高30~50℃,长时间(24~120h)通入高纯氮气。