1．毛細管柱固定相有那幾種？他們的特點是什么？
(1) 聚硅氧烷
聚硅氧烷在用途的多用性，性質的穩(wěn)定性上都有優(yōu)良的表現(xiàn)，所以也是目前常用的固定相。標準的聚硅氧烷是由許多單個的硅氧烷重復連接構成。每個硅原子與兩個官能團相連，官能團的類犁和數(shù)量決定了同定相總體類型和性質。常見的四種官能團為甲基，氰丙基，三氟丙基和苯基。
最基本的聚硅氧烷是由100％甲基取代的。當有其他種類的取代基出現(xiàn)時，該基團的數(shù)量將由一個百分數(shù)來表示。例如：5％二苯基－95％二甲基聚硅氧烷，表示含有5％的苯基和95％的甲基，“二”是表示每個硅原子包含有兩個特定基團，但當兩個特定基團*相同時，我們有時會省略這種叫法。如果甲基的百分數(shù)沒有表征，則表示它的含量可能是100％(例如：50％苯基－甲基聚硅氧烷，表示甲基的含量為50％)。有時我們可能對氰丙基苯基的百分含量產生錯誤的理解，如14％氰丙基苯基－二甲基聚硅氧烷表示的是其含有7％氰丙基和7％苯基(另有86％的甲基)，因為一個氰丙基和一個苯基連接于同一個硅原子上，所以14％是一種加和的表征方法。
我們有時會用低流失或“ms”來表征一類固定相，這一類固定相是在硅氧烷聚合物中鏈接一定數(shù)量的苯基或是苯基類的基團，通常我們稱之為：亞芳基。由于它們的加入，聚合物的鏈接會變得更加堅固穩(wěn)定，保證在較高溫度時，固定相不會產生降解。也就是說，進一步降低色譜柱的柱流失，提高色譜的使用溫度。與原始的非亞芳基類型的固定相相比，亞芳基固定相不僅擁有相同的分離指數(shù)，而且在色譜柱的維護等方面也有一些調整。盡管同類普通型和低流失型固定相的分離性能相同或是極為相似，但是在某些方面還有微小的區(qū)別。
(2) 聚乙二醇
聚乙二醇是另外一種廣泛應用的固定相，不像聚硅氧烷那樣有多種取代基團，聚乙二醇類固定相都是由100％固定聚合物組成。相對于聚硅氧烷，聚乙二醇的穩(wěn)定性、使用溫度范圍等都稍遜。在實際應用中，聚乙二醇固定相色譜柱的壽命較短，而且容易受溫度和環(huán)境的影響。另外，聚乙二醇固定相在相應的gc實驗條件下需保持液態(tài)。但由于其*的分離性能，聚乙二醇仍是我們常用的固定相之一。
常用的聚乙二醇固定相有兩種，wax和ffap。wax一般泛指標準的聚乙二醇，ffap則是硝基對苯二甲酸(tpa)改性的聚乙二醇作為固定相，常用于分析分離酸性物質，普通分析色譜柱分離強酸或強堿化合物時會出現(xiàn)拖尾峰的現(xiàn)象，使用改性固定相后，這種現(xiàn)象會明顯的減小。
(3) 氣固固定相:
氣固固定相就是在管壁表面粘合一層很薄的小顆粒物質，通常叫多孔層開口管柱(plot)。樣品是通過在氣固固定相上產生吸附／脫附作用來分離的。因為所用顆粒是多孔的，所以在分離的過程中，既有尺寸排阻，也有分子選擇過程。的plot柱固定相有苯乙烯衍生物，氧化鋁和分子篩等。
plot柱的保留性能非常突出，用它可以進行那些常規(guī)固定相做不到的分析分離。對于那些要求在低于室溫的條件下，使用聚硅氧烷或聚乙二醇固定相進行分析分離，plot柱在室溫或高于室溫的狀態(tài)下就可以輕易的完成。烴類和硫化物氣體，惰性和性氣體以及低沸點溶劑等都是常用plot柱進行分析分離的化合物。
有些plot柱的固定相有時會有粒子的流失，所以，可能會對那些依靠檢測顆粒物質的檢測器產生負面的影響。例如質譜檢測器由于在色譜柱的出口是一個高真空的空間，所以極易受色譜柱粒子流失的影響。
(4) 鍵合和交聯(lián)固定相
交聯(lián)是將多個聚合物單體通過共價鍵進行聯(lián)接，鍵合是將其再通過共價鍵與管壁表面相連。這樣處理的結果，使得固定相的熱穩(wěn)定性和溶劑穩(wěn)定性都有較大的提高。所以，鍵合交聯(lián)固定相色譜柱可以通過溶劑的浸洗，從而去除柱內的污染物。大多數(shù)的聚硅氧烷和聚乙二醇固定相都是經過鍵合交聯(lián)處理的。另外少數(shù)固定相是不用鍵合或鍵合交聯(lián)進行處理的。但如有可能，能夠進行鍵合交聯(lián)的，都會對固定相做出相應的處理。
2．為什么會出現(xiàn)柱流失現(xiàn)象？
所有的色譜柱都有柱流失的現(xiàn)象，來源于固定相由于各種原因降解而產生的被洗脫物質。柱流失會隨著溫度的升高而加劇。一般，我們會在程序升溫的條件下做一次空白試驗，溫度要升至色譜柱的溫度上限，并持續(xù)該溫度10－15分鐘，這樣就可以得到該色譜柱的正常流失曲線圖。
一般來說，極性固定相的流失率較高，較低溫度下，它們的流失就很明顯。如果您使用的檢測器對固定相中任何原子或功能團都有特別靈敏的相應，那么柱流失就非常明顯了。就算柱流失不是很嚴重，但由于檢測器對柱內降解產物有較靈敏的響應，會導致很強的基線噪聲。在氰丙基取代聚硅氧烷固定相與npd系統(tǒng)或聚乙二醇柱與ecd系統(tǒng)中，這種現(xiàn)象就非常突出。
隨著色譜柱的使用，柱流失會不斷的升高。色譜柱暴露于有氧環(huán)境(空氣)中或者持續(xù)在等于或接近色譜柱的上限溫度條件下被使用，都會加速色譜柱的流失。柱流失突然或快速的升高則可能是色譜柱有損壞或gc系統(tǒng)有問題出現(xiàn)。而持續(xù)在高于色譜柱上限溫度下操作使用，持續(xù)使色譜柱暴露在有氧環(huán)境中(通常由于泄漏)，或者不斷分析的樣品中有破壞性物質，這些都有可能是問題的原因。
3．溫度極限對色譜柱的使用有哪些影響？
一根色譜柱通常有兩個溫度極限，溫度上限和溫度下限。如果在低于溫度下限的條件下實驗，得到的色譜峰又圓又寬(柱效降低)，雖然色譜柱并不會受到什么損壞，但這樣不能發(fā)揮色譜柱的正常功能。在達
到下限溫度或是高于下限溫度時，得到的色譜峰會有明顯的好轉。
溫度上限一般有兩個固定的數(shù)值。較低的是恒溫極限，在該溫度下色譜柱可以正常的使用，柱流失的壽命不會受到太大的影響。較高的數(shù)值是程序升溫的極限，在此溫度下色譜柱使用時問如果在lo—15分鐘內，色譜柱的流失和壽命不會受到太大的影響。但如果持續(xù)時間過長，則會增加色譜柱的流失，縮短色譜柱的壽命，固定相和熔融石英管的惰性都有可能被破壞。
4．什么是色譜柱容量？與哪些參數(shù)有關？
色譜柱容量是指色譜柱對一種溶質可容納的量值，一旦超過此數(shù)值，該溶質的色譜峰就會發(fā)生畸變，也就是說該溶質超載。超載的色譜峰并不均衡，而且延固定方向變化。一般我們稱之為“鯊鰭”峰。plot柱超載表現(xiàn)為色譜峰的拖尾。不過以上種種情況對色譜柱本身并沒有什么影響。
柱容量與固定相的極性，膜的厚度，枉內徑和溶質的保留度等有關。如果色譜柱對一種溶質的容量很高，則表明該溶質與固定相的極性很相似(相似相溶)。
例如，一根極性柱對極性化合物的容量一定大于對非極性化合物的容量；厚膜和大口徑的色譜柱，其相對柱容量也會較高；而溶質的保留度增加會使柱容量降低；如果兩種溶質極性類似，后山峰的化合物更容易發(fā)生超載現(xiàn)象。
5．如毛細管柱被污染，柱效和分辨率降低，有何方法使它恢復?是否可通過老化來解決?
根據(jù)柱污染程度可采取不同的方法來解決，如果污染不嚴重，污染物沸點不是太高，可通過老化來解決，但老化溫度不可超過柱子的使用溫度，且一般要較長時間(8—30小時)，如果污染較嚴重，或通過老化仍不能使柱性能恢復，那就必須采用溶劑清洗，通常是用5倍柱容積的溶劑(如正戊烷，二氯甲烷等)通過色譜柱。當然，清洗溶劑用的越多，對柱性能的損壞越大，清洗完后，在通載氣老化一定時間，如果柱性能恢復，便可繼續(xù)使用。必須指出：只有交聯(lián)柱才能清洗，對于非交聯(lián)柱，清洗柱會*失效，因為固定液被洗掉了，至于清洗用溶劑的選擇，可參考說明書。
6．毛細管色譜分流進樣時，非線性分流的主要原因是什么?
1、進樣器溫度太低，樣品汽化不*，發(fā)生分級分流。
2、進樣器溫度太高，某些組分可能發(fā)生熱分解，也有的樣品可能發(fā)生催化分解，或樣品部分地被吸附在進樣器內表面上。
3、在分流點以前樣品沒有混合均勻或混合不充分。
4、系統(tǒng)的進樣墊，柱接頭等地方漏氣。
7．高溫毛細柱的使用壽命一般為多長?
毛細柱壽命除決定于柱子本身的性能外，在很大程度上取決于使用情況，比如使用溫度、樣品狀態(tài)，進樣量等，如果在其使用溫度范圍內，樣品干凈，色譜柱不被污染的情況下，柱子壽命一般在2—3年之間。
☆ 毛細管色譜柱的安裝和使用
毛細管色譜柱只有正確的安裝，才能保證發(fā)揮其的性能和延長使用壽命。
正確安裝請參考以下步驟。
步驟1：檢查氣體過濾器、載氣、進樣墊和襯管等。
檢查氣體過濾器和進樣墊，保證輔助氣和檢測器的通氣暢通，如果以前做過較臟樣品或活性較高的
化合物，需要將進樣口的襯管清洗或更換。
步驟2：將螺母和密封墊裝在色譜柱上，并將色譜柱兩端小心切平，切面要平滑整齊。
步驟3：將色譜柱連接于進樣口上。
色譜柱在進樣口中插入的深度應根據(jù)所使用的gc儀器不同而定，正確合適的插入能可能地保證試驗結果的重現(xiàn)性。
通常，色譜柱的入口應保持在進樣口的中下部，即處于進樣針穿過隔墊*插入進樣口后針尖與色譜柱入口相距1～2cm，（具體的插入程度和方法參考所使用gc的隨機手冊）。 避免用力彎曲擠壓毛細管柱，并小心不要讓標記牌等帶有鋒利邊緣的物品與毛細管柱接觸摩擦，以防毛細管柱斷裂受損。
色譜柱正確插入進樣口后，將連接螺母擰上，擰緊后（用手擰不動了）用扳手再多擰1/4—1/2圈，保證安裝的密封程度。不緊密的安裝，不僅會引起裝置的泄漏，而且有可能對色譜柱造成損壞。
步驟4：接通載氣。
當色譜柱與進樣口接好后，通入載氣，調節(jié)柱前壓以得到合適的載氣流速。 將色譜柱的出口端插入裝有已烷的樣口瓶中，正常情況下可以看見瓶中穩(wěn)定持續(xù)的氣泡。如果沒有氣泡就要重新檢查載氣裝置和流量控制器等是否設置正確，并檢查整個氣路有無泄漏，待所有問題解決后，將色譜柱出口從瓶中取出，保證柱端口無溶劑殘留，再進行下一步的安裝。
步驟5：將色譜柱連接于檢測器上。
色譜柱與檢測器的連接安裝和所需注意的事項和色譜柱與進樣口連接大致相同。如果在應用中系統(tǒng)所使用的ecd或npd等，那么在老化色譜柱時，應該將色譜柱與檢測器斷開，這樣檢測器可避免被污染。
步驟6：確定載氣流量，再對色譜柱的安裝進行檢查。
注意：如果不通入載氣就對色譜柱進行加熱，會快速且性的損壞色譜柱。
步驟7：色譜柱的老化。
色譜柱安裝和系統(tǒng)檢漏工作完成后，就可以對色譜柱進行老化，對色譜柱加熱至一恒定溫度，通常取其溫度上限。
特殊情況下，可加熱至高于使用溫度10～20℃左右，但是一定不能超過色譜柱的溫度上限否則極易損壞色譜柱。
當達到老化溫度后，記錄并觀察基線，初始階段基線應持續(xù)上升，在達到老化溫度后5～10min開始下降，并且會持續(xù)分鐘，當達到一個固定的值后就會穩(wěn)定下來。
如果在1小時后基線仍無法穩(wěn)定，或者在15～20分鐘后仍無明顯的下降趨勢，那么有可能系統(tǒng)裝置有泄漏或者污染。遇到這樣的情況，應立即將柱溫降到40℃以下，盡快地檢查系統(tǒng)并解決相關的問題，如果還是繼續(xù)老化，不僅對色譜柱有損壞而且始終得不到正常穩(wěn)定的基線。
一般來說，涂有極性固定相和較厚涂層的色譜柱老化時間較長，而弱極性固定和較薄涂層的色譜柱所需時間較短。而plot色譜柱的老化方法有各不相同，須按色譜柱供應商提供的老化條件進行老化。
plot柱的老化步驟：
at·pora系列 250℃ 8h以上；
molecular sieve（分子篩） 350℃ 12h；
alumina（氧化鋁） 200℃ 8h以上；
由于水在氧化鋁和分子篩plot柱中的不可逆吸附，使得這兩種色譜柱容易發(fā)生保留行為漂移，當柱子分離過含有高水份樣品后，需要將色譜柱重新老化，以除去固定相中吸附的水分。
步驟8：設置確認載氣流速。
對于毛細管色譜柱使用載氣高純度氮氣或氫氣，載氣的純度大于99.95%，而其中的含氧量越小越好。
如果您使用的是毛細管色譜柱，那么依照載氣的平均線速度（cm/s），而不是利用載氣流量（ml/min）來對載氣做出評價，因為柱效的計算采用的是載氣平均線速度。
推薦平均線速度值： 氮氣：10～20cm/s 氫氣：20～25cm/s 在載氣的管線中加入氣體過濾裝置不僅可以延長色譜柱壽命，而且很大程度地降低了背景噪音，建議安裝一個高容量脫氧管和一個載氣凈化器。
使用ecd系統(tǒng)時，能在其輔助氣路中也安裝一個脫氧管。
步驟9：柱流失檢測。
在色譜柱老化過程結束后，采用程序升溫作一次空白試驗（不進樣），一般是以10℃/min從50℃升到使用溫度，達到使用溫度后保持10min，這樣我們就會得到一張流失圖。
這些數(shù)值可以后作對比試驗，并且對實驗問題的解決有幫助。
在空白試驗的色譜圖中，不應該有色譜峰出現(xiàn)，如果出現(xiàn)了色譜峰，通?？赡苁菑倪M樣口帶來的污染物。
如果在正常的使用狀態(tài)下，色譜柱的性能開始下降，基線的信號值會增高。另外，如果在較低的溫度下，基線信號值明顯大于初始值，那么有可能是色譜柱和系統(tǒng)有污染。
☆ 使用毛細管色譜柱時的注意事項!
毛細管色譜柱在氣相色譜儀分析中是一個核心部分，正確使用毛細管色譜柱對氣相色譜儀分析結果的準確性和延長毛細管色譜柱的使用壽命至關重要，現(xiàn)根據(jù)相關文獻整理如下資料供氣相色譜儀分析工作者參考：
1. 在沒有載氣通過時，柱的固定液熱分解較迅速，所以在柱箱（爐）升溫前總是應該先通上載氣（這與tcd操作要求相似），柱箱冷卻后才能把載氣關上。
2. 載氣中若夾帶灰塵或其它顆粒狀物體就會導致柱迅速損壞，因此在載氣進入儀器管線前需加凈化器。（帶填充劑的汽化室玻璃襯管必須注意不能帶有微粒或灰塵吹出）
3. 載氣中的水分通過固定液的液膜吸附在柱管表面上，將取代或破壞固定液液膜，所以，固定液極性越強，越需要采用干燥的載氣，例如：象ov-1、se-30、se-54、ov-101對載氣干燥要求不高，而peg20m、ffap和sp1000對載氣要求就很高。但在涂布于碳酸鋇沉積層上的柱子情況就恰恰相反，涂極性固定液的柱子能經受含水樣品的直接進樣，而涂非極性固定液的柱反而不能經受含水樣品。
4. 對于那些能被氧化的固定液（如peg20m、caxbowax、ffap等）對載氣除氧也很重要，在n2和he中往往含o2較高，而h2中含o2少，所以，ecd-cs、fid-cs常用高純n2作載氣，tcd-cs用h2作載氣，可用105催化劑常溫下除o2。同時，停機使用時，應將排空端密封住，以防止空氣中的o2對柱固定液的氧化作用。
5. 在大多數(shù)情況下，柱的壽命與它的使用溫度成反比。采用稍低些的溫度上限，可顯著提高柱的壽命，程序升溫到較高溫度所維持的時間短對柱的壽命影響較小。
①.聚二甲基硅酮類固定相：ov-1 , se-30 (彈性體，ov-101 , sf96 , dc2000 流體)，使用溫度上限為300c,但把溫度上限改為280℃，可使柱子壽命顯著延長。一般來說，彈性體類固定液比流體類更穩(wěn)定些，sf96 , dc200因含有較高水平的殘留催化劑和不純物，不宜作gc/ms分析。
②聚苯基乙基硅酮：se52 （彈性體，5％苯基），se54（彈性體，5％苯基，1％乙烯基），dc10（液體，35％苯基），ov17(液體，50％苯基)實際上限250℃。se-52、se54在280時穩(wěn)定性很好，常用于gc/ms分析，并能容納超負荷的大進樣量。苯基含量增加、穩(wěn)定性要差點。
③聚氰丙基硅酮是極性強的硅酮固定液：ov225（液體，25％氰丙基，25％苯基），silav10c、sp2340（液體，75％氰丙基），實際溫度上限是250℃。
④聚乙二醇型（carbowax or peg）固定液是乙烯氧化物聚合體的混合物，其名稱反映了他們分子量變化范圍的平均值。carbowax 20000（臘狀固體），ffap（兩終端都是對苯二甲酸的carbowax 20000），實際溫度上限是220℃。
6. 水、醇（尤其是甲醇）、二硫化碳這類的溶劑，有著非常強的置換固定液的能力，因此用于有意將相當大量的溶劑聚集在柱上（溶劑效應）的不分流進樣法以及柱上進樣法的溶劑，應根據(jù)它們對柱壁的吸附親和力（或固定液被置換的可能性）小心的加以選擇。（例如：甲醇不宜用于peg20m，丙酮往往會引起硅酮降解。）5 h9 d0 j! s4 j c1 m3 x; y- c
7. 毛細管柱特點是高的柱效，但是必須清楚一般所測得的柱效不僅反映了柱的質量，而且還包括進樣過程的整個系統(tǒng)的效率的總質量，也就是說，自樣品進入系統(tǒng)的一瞬間開始到記錄筆繪出色譜峰為止，每一個能影響峰的加寬或分離的因素，如進樣器、柱的連接、輔助氣引入位置、管路死體積、進樣器內襯的毛病等等，都一定會影響柱效。
8. 一根好的柱子，由于安裝不當，可以造成理論塔板數(shù)降低，峰形增寬或拖尾、活性物質的吸附性拖尾或消失、靈敏度降低或組分分離不佳等等。
9. 進樣器與色譜柱連接方式：
①.分流進樣方式：分流點要求位于載氣流速較高的區(qū)域。
②不分流進樣方式：色譜柱不伸進進樣器內，避免造成氣流掃不到的區(qū)域，通常直接連接到進樣器的末端。
③檢測器與色譜柱出口端連接：對fid不僅插入深度要超過尾吹和h2氣的進口，而且應盡可能將柱出口端插到fid的噴嘴下面1mm處為佳，對micro tcd應插到tcd氣體入口處為佳?？梢愿纳戚p度拖尾。