站在厂家的角度谈采购者买气相色谱的几个问题

　　刚刚接触色谱不到两年,在单位我参与开发了自动顶空进样器、全自动热解吸仪等产品，采购的事也做了许多，但真真采购色谱我还没有过。但今天我想做个换位思考，站在厂家的角度来谈谈采购者买气相色谱的经验及技巧。

　　一、作为采购者首先要有几点考虑

　　仅从实验室用气相色谱仪为例来说，国产各种类型和型号就不下百种，不同产品的技术性能，功能特点，价格，操作特性相差甚大。再加上被分析样品千奇百怪，分析目的和要求又不大相同，对于那些工作时间不长，经验不多的色谱工作者，无论是销售还是选购一台性能/价格比适当的仪器或成套设备，的确不是一件容易的事。

　　1. 被分析样品情况：

　　⑴ 样品本身的组成和状态，是气态，液态，固态还是混合态，能否直接用气相色谱仪分析吗?

　　⑵ 被测组分是热不稳定，易分解，还是易催化反应。时间，温度，压力等变化是否会引起被测组分的变化;

　　⑶ 样品中是否有烟尘，悬浮物，高佛点组分和有腐蚀性成分。以便考虑样品如何采集获得，如何进行样品的预处理;

　　⑷ 样品来源容易吗?允许样品的消耗量，有利于选择进样方式;

　　⑸ 不需分析的组分及大致的浓度范围;

　　⑹ 每天需要分析样品的次数，两次分析的间隔时间;

　　2. 分析的目的如何?

　　⑴ 做定性分析：被分析组分已知或未知，有无标准物?

　　⑵ 定量分析：在那个范围—常量(10-1~10-3);半微量(10-3~10-5);微量(10-5~10-7); 痕量(10-7~10-9)或超痕量(≤ 10-9)

　　⑶ 定量精度和分析准确性，若是半定量要求就简单的多。

　　3. 购货单位的定位：

　　⑴ 科研院所——要求高;

　　⑵ 监测和分析中心——准确可靠;

　　⑶ 第一线的现场分析用——重复再现;

　　4. 同一种样品，从理论上讲可能有用多种仪器的分析方法，从仪器的性能/价格比，操作特性，维修服务多方比较，列出推荐选用气色谱仪分析的理由。

　　5. 咨询寻找有无被分析样品的国标，行标，企标或国外有关参考资料，若有，在标准中一般会给出仪器配置情况，以及仪器的主要功能和技术要求。

　　6. 有无分析同类样品的客户，若有，对选型推荐和日后客户建立色谱分析方法非常有利;

　　7. 搜集各种类型的气相色谱仪(含附件)的样本和资料，给最终选型和成套仪器;

　　8. 任务是长期?还是短期的?因任务不同决定投资多少，选用何种仪器(是否要作长期打算)?

　　9. 现有条件如何?对于一件新的分析任务有许多单位，现有的仪器经适当改造，重新建立分析方法，有可能胜任工作;若条件具备，可不建议投资购买新仪器设备，但应建议选配必要的付件和备件;

　　10. 考虑到所选仪器设备的工作效率，运行成本，自身的人力(技术水平)，财力条件，视情况建议是否选择那些所谓高，精，尖的产品;

　　11.色谱数据处理装置是最终给出分析结果的必备设备，要根据分析结果所需信息的种类和格式的具体要求来选购积分仪或色谱工作站。

　　12.使用场合和仪器安装地点：

　　虽然气相色谱仪相对光学仪器在使用场合，安装位置要求不严格，但在操作某些检测器和高灵敏度工作时还应注意以下条件：

　　⑴ 使用场合：温度，湿度，大气压力，震动，电磁干扰，有无腐蚀性气体，通风，阳光，水源，尘埃等可能对仪器工作的影响;

　　⑵ 仪器安装基座平稳抗震，面积大小，位置，维修是否方便;

　　⑶ 气源的供给方法，安装操作，纯度等能否满足要求。

　　二、气相色谱仪的适用范围和用途

　　原则上讲，凡是分子质量不大，有一定挥发性，在汽化或柱温情况下不分解的物质，或分子量大，但可以通过各处理衍生为易挥发的化合物也可以进行气相色谱分析。具体到目前商品气相色谱仪来讲，一般GC适用于佛点低于350℃的分析组，高温GC可以分析组分的佛点不超过500℃。在仪器分析方法中，色谱分析可同时进行分离和检测分析的特点与其它仪器分析方法相比有独特的优点。由于它分离效率特别高，对于多组分的复杂混合物，同分异构体和旋光异构体以及痕量组分的样品分析几乎是不可缺少的分析手段。目前随着检测技术，样品处理技术，微电子技术的不断发展，GC检测限已从最初的10-2扩展到10-13级甚至某些分析可达10-15数量级。但是见于目前一般和气相色谱配套的商品常规检测器还不能根据被分析组分的构成给出特征信号，用常规GC做定性分析还受到一定限制，对于这类问题还需要采用多种仪器分析联用配合印证。目前实际在线联用的仪器分析方法主要有：GC/MS，GC/FIR，LC/MS，LC/NMR等。

　　三、气相色谱仪用户的粗略分类

　　不同类型的GC用户,对于分析目的和要求存在着较大差别。因此，对于选购同类型仪器的功能，性能，操作特性等也有很大不同，作为新客户应首先定位他属于那个层次范畴。我们可把GC用户可大体分为三类：

　　1.国家设的科研院所和大专院校中的研究部门：主要用做生命科学环境科学新材料科学，法医科学，军事科学，航天科学，考古发掘研究，农林，地质海洋，药物动力功能和毒理学研究等的分析测试手段。

　　2.国家各部委，局，总公司，国民经济中的重点行业，大型企业设置的研究所，分析中心，检测中心，监测中心等:如典型的行业有：化学工业，石油工业，冶金工业，能源(核能，煤炭)工业，半导体工业，机械工业，制药工业，轻工业(食品，日用化工)，商业，建筑业等分析测试手段。

　　3.用于第一线分析的客户如：工厂生产过程中的工艺控制和质量保证，进出口商品的质量监督，疾病诊断，卫生防疫，工业卫生调查和评价，公安侦破取证，军工装备有关监控(军事环境如：导弹发射现场，潜艇等空气质量监测)，生物制品分析，环境监测日常分析，资源开发现场分析(油田，天然气热值计算)，日常商品(化妆品，香料组成，玻璃，陶瓷，纸业等)质量监测，装修材料质量的监控，教学实验室等

　　四、做痕量分析时气相色谱检测器的特点与不足

　　推荐一台做痕量分析的GC，首先应针对具体样品，分析选用何种检测器。我们知道对于一台GC的制造商，检测器是心脏。因为GC配置何种检测器决定了：

　　① 仪器整体结构;

　　② 气路系统的配置(如：气体过滤系统、进样系统、安装何种色谱柱、气密性和死体积要求等);

　　③ 电气配置(电源、信号放大、温度控制精度，抗干扰措施等)。

　　另外，由于各种检测器性能、特点和缺点等不同，我们决定了采用何种检测器后，还要相应考虑与之配套的样品予处理过程、进样方法、标样选择、定量方法、数据处理装置种类和性能的选购。这就是为什么我们把选购检测器作为重点详细介绍的原因。因篇幅有限，以下仅把带常用几种检测器适应性、最小检测量、最小检测浓度、操作特点和不足等简要介绍供销售人员参考。

　　⑴ 氢火焰离子化检测器(FID)：

　　① 应用范围：

　　特别适用于有机化合物常量到痕量分析。是环境领域空气和水中痕量有机化合物最好的检测手段。是所有常规检测器中唯一可进水样的检测器，FID是目前GC必备的检测器之一。

　　② FID的优点：

　　a) 属质量型，峰面积不随载气流速改变;

　　b) 稳定性好：S和D对气流和检测器温度波动不敏感;

　　c) 定量简单：对有机物中同系物相对S值几乎相同;

　　d) 近似理想的检测器、结构简单、寿命长、几乎不需维护;

　　e) 唯一可进水样的常规检测器;

　　f)操作中一般需用N2，H2和空气等三种气源;

　　g)气路相对杂质，操作中的点火或获得最佳性能要反复调节气流比，这点与其它检测器相比显得麻烦。

　　⑵ 电子捕获检测器(ECD)：

　　① 应用范围：

　　用于分析痕量电负性有机化合物最有效。常见电负性化合物如：卤代烃、含磷、硫、卤素化合物，金属有机化合物，羟基、硝基以及共轭双键化合物等。另外，有时也用10-6永久气的痕量氧分析，或经转化极性样品的分析。目前ECD已广泛用于：生物化学、医学、药学、农药残毒、环境以及气象示踪等领域的痕量分析。

　　② ECD的操作特点和不足：

　　a) 常规检测器中灵敏度最高，必备检测器之一;

　　b) 浓度型：峰面积随载气流量而变;

　　c) 稳定型：稳定型比FID差，S或D对载气和温度波动特别敏感;

　　d) 仅用一种气体，日常操作在所有的检测器中最简单(误操作除外);

　　e) 最容易引起误会的一个检测器，在日常操作中需要注意事项特别多，若不注意，立刻会引起稳定性变坏，S大幅度下降，线性变窄(恢复正常工作状态需时间长)，因此，常误认为是一个最不好操作的检测器。

　　f) 建立色谱分析方法比较困难和费时，如：样品的予处理、色谱柱制备老化、系统的干净程度、使用的溶剂器皿等都要有特别必要的要求;

　　⑶ 火焰光度检测器(FPD)

　　① 应用范围：

　　是一个高灵敏度，高选择性检测器，针对含磷、硫有机化合物和气体中的硫化物进行痕量分析，如：石油精馏中硫醇、COS、H2S、CS2、SO2;水质污染中的硫醇;空气中的H2S、SO2、CS2;;农药残毒、天然气中的硫化物等气体分析。FPD对含硫化物灵敏度的次序为：硫化物>二硫化碳>二氧化硫。FPD测磷时不如NPD高，在单为检测磷痕量分析时，从多方面分析比较，选购NPD更优于FPD。

　　② 操作特点和不足:

　　a) 在气相色谱法中,用FPD测痕量硫比其他方法具有灵敏度高,选择性大,仪器操纵方便稳 定。但是最小检测浓度(≤10-7)一般偏高(特别设计除外),脉冲火焰光度检测器(国内未见生产) 最小检测浓度可低几十倍,价格偏高,推广还有一定困难;

　　b) 依据FPD测硫工作原理,双火焰与单火焰相比，测硫灵敏度低，但线性宽有利准确定量。在推荐时视要求而定;

　　c) 由于硫化物化学特性,进样系统、色谱柱、检测系统与其它检测器相比,使用材料惰性要求高，操作中要注意上述问题的不良响应;

　　d) 相对FID而言，FPD操纵时最佳气流比，检测器温度，不但在测磷或硫时不同，而且与某一具体组分的化学性质有关，若选择不当，灵敏度、选择性、线性范围均受到影响，这给操作带来很大不便;

　　e) NPD检测磷比FPD最小检测浓度要低1∽2个数量级，虽然两个检测器成本相近，但NPD操作相对方便简单，仅做含磷痕量分析时可考虑选购NPD;

　　⑷ 热离子化氮、磷检测器(TID，NPD，TSD，AFID)：

　　① 适应范围：

　　NPD 属于高灵敏度，高选择性检测器，特别适用于对含氮和磷的有机化合物做痕量分析。如前所述测磷时和FPD相比应优先选用。目前NPD广泛应用于：环保、食品(农残)、药物(麻醉品、毒品、氨基酸的派生物等)，生化(含氮代谢物)，法医、香料等领域。但应指出：由于国内硬件欠缺或认识不足，今后有待提昌普及。

　　②操作特点：

　　a) 结构简单，成本较低，基本同于FID ，GC必备的检测器之一;

　　b) 用三种气源，除H2流量需细调以外，切同于FID，因此可以和FID公用一个气路系统;

　　③主要不足：

　　a. 新碱珠需老化稳定一段时间;

　　b. 寻找最佳气流比比FID略为困难;

　　c. 碱金属珠有一定寿命(决定操作条件的应用)，因此运行成本较高。

　　⑸ 热导检测器(TCD)：

　　TCD是一种中等灵敏度，无选择性通用检测器。原则上将不适合做痕量分析，但由于结构简单通用性强，不破坏样品，成本低和操作简单等原因，人们不断完善它，如：

　　① 采用新的供电原理;

　　② 选用新的热丝材料;

　　③ 减少池容;

　　④ 改进气路;

　　⑤ 加前置放大;

　　⑥ 提高池体的控温精度等，极大的提高了信/噪比;

　　因此在某些永久气体或低沸点组分分析中的痕量组分最小检测浓度可达10-6∽10-7。。由于TCD属于浓度型检测器它对操作条件，如：温度波动，压力流量波动十分敏感。实践证明：用它做痕量分析对操作条件要求十分苛刻，因此，推荐时要特别谨慎。

　　⑹ 惰性气体(氦，氖)离子化检测器：

　　适合于气-固色谱中，做永久气体中痕量组分分析的检测器还有氦气或氩气作载气的离子化检测器，两者的基本工作原理：氦和氩原子在高能电子轰击下被激发为亚稳态，样品组分进入检测器后与亚稳态氦或氩原子碰撞使样品分子电离，得到基流大幅度增加检测电信号。氦和氩的亚稳态能量分别为19.8eV和11.6eV。目前HID主要用于高氦中杂质检测，AID用于高纯氩气生产与使用中的痕量杂质分析。由于上述两种检测器主要用于永久气体的分析，所以要求载气本身的纯度特别高，还要预防周围环境气对工作的干扰，这给实际操作带来了不少困难。推荐时要客户做好思想准备。