有机氯测定仪色谱柱的寿命取决于固定相的完整性与柱管的物理稳定性,前者是决定分离能力,而后者是决定柱效保持。温度一般会通过
固定相热降解、柱管物理损伤以及污染物累积加速破坏以上提到的两大核心,具体内容如下所示:
一、固定相热降解
有机氯测定常用的聚硅氧烷类固定相,其分子结构中的Si-O 键、Si-C 键在高温下容易断裂,并产生小分子硅氧烷碎片造成柱流失的问题。
一旦流失加剧,就会导致固定相的厚度变薄且极性也会发生改变,这将引发柱效下降以及保留时间漂移等问题,最终会完全丧失分离能力。
二、柱管物理损伤
有机氯测定仪的色谱柱一般是熔融石英材质,在面对温度骤冷骤热时会导致柱管内外因温差过大而产生局部应力。另外,长期高温还会使
柱管内壁的去活层,即减少吸附的涂层,出现脱落问题,这会导致目标物在柱管内壁的吸附增强以及峰形拖尾,加速柱效衰退。
三、污染物累积加速
温度过高会使有机氯样品中如油脂、色素等基质杂质在固定相中的溶解度提高,使其更易渗透到固定相的内部而不是随着载气流出。另外,
高温下的固定相对杂质的吸附作用也会增强,造成杂质在柱内的不可逆残留,进而出现堵塞固定相孔隙和占据吸附位点的问题,这不仅会
对后续检测造成干扰,还会加剧固定相的降解形成恶性循环。
四、不同温度条件的影响
1.每种色谱柱都会标注最高使用温度,如果长期工作温度过高,虽然没有超过最高温但接近上限,比如工作温度被设定在色谱柱最高温 - 20℃
以内,色谱柱虽然不会立即损坏,但会显著加速固定相的降解,使色谱柱的使用寿命缩短。色谱柱在正常工况下的寿命可以达到1至2年,但
长期接近最高温工作,就可能缩短到3至6个月。
2.如果因为仪器故障或者操作失误导致色谱柱的柱温超过最高温,会对固定相造成不可逆的损伤,色谱柱的寿命也会出现断崖式下降。具体来说,
超温会使固定相分子链出现大量断裂,而部分固定相更是会直接从柱管内壁脱落,形成空白段即无固定相区域。另外,柱管内壁的去活层被破坏,
裸露的石英表面会强烈吸附有机氯组分。一次10分钟的超温就可能使色谱柱的寿命从1年骤降到1个月,就算后续温度恢复正常,也会持续出现鬼
峰问题影响到检测,严重的甚至会导致色谱柱直接报废。
3.尽管低温不会直接降解固定相,但如果长期低于合理工作温度运行,色谱柱的寿命也会被间接缩短。这主要是因为低温下的固定相分子热运动
缓慢,会导致目标物在柱内的保留时间出现大幅延长,一旦和基质杂质的接触时间增加,杂质也更容易在固定相内累积。另外,低温还会带来峰
形拖尾的问题,为了补偿拖尾需要加大载气流速,这又会加剧固定相的磨损。色谱柱为了去除残留需要频繁进行高温老化,这一操作又会消耗固
定相,使色谱柱的寿命缩短30%至50%。
4.色谱柱为了去除杂质需要进行柱老化,但老化温度不当也会影响到使用寿命。老化温度一旦过低,会无法有效去除残留杂质,而这些杂质又会
持续污染固定相,使后续分析中柱效出现缓慢衰退,色谱柱寿命会间接缩短2-%至30%;反之,温度过高会引起固定相的提前降解消耗寿命,一
次的不当老化就可能使色谱柱的寿命缩短1至2个月。
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