有機氯測定儀色譜柱的壽命取決于固定相的完整性與柱管的物理穩定性,前者是決定分離能力,而后者是決定柱效保持。溫度一般會通過
固定相熱降解、柱管物理損傷以及污染物累積加速破壞以上提到的兩大核心,具體內容如下所示:
一、固定相熱降解
有機氯測定常用的聚硅氧烷類固定相,其分子結構中的Si-O 鍵、Si-C 鍵在高溫下容易斷裂,并產生小分子硅氧烷碎片造成柱流失的問題。
一旦流失加劇,就會導致固定相的厚度變薄且極性也會發生改變,這將引發柱效下降以及保留時間漂移等問題,最終會完全喪失分離能力。
二、柱管物理損傷
有機氯測定儀的色譜柱一般是熔融石英材質,在面對溫度驟冷驟熱時會導致柱管內外因溫差過大而產生局部應力。另外,長期高溫還會使
柱管內壁的去活層,即減少吸附的涂層,出現脫落問題,這會導致目標物在柱管內壁的吸附增強以及峰形拖尾,加速柱效衰退。
三、污染物累積加速
溫度過高會使有機氯樣品中如油脂、色素等基質雜質在固定相中的溶解度提高,使其更易滲透到固定相的內部而不是隨著載氣流出。另外,
高溫下的固定相對雜質的吸附作用也會增強,造成雜質在柱內的不可逆殘留,進而出現堵塞固定相孔隙和占據吸附位點的問題,這不僅會
對后續檢測造成干擾,還會加劇固定相的降解形成惡性循環。
四、不同溫度條件的影響
1.每種色譜柱都會標注最高使用溫度,如果長期工作溫度過高,雖然沒有超過最高溫但接近上限,比如工作溫度被設定在色譜柱最高溫 - 20℃
以內,色譜柱雖然不會立即損壞,但會顯著加速固定相的降解,使色譜柱的使用壽命縮短。色譜柱在正常工況下的壽命可以達到1至2年,但
長期接近最高溫工作,就可能縮短到3至6個月。
2.如果因為儀器故障或者操作失誤導致色譜柱的柱溫超過最高溫,會對固定相造成不可逆的損傷,色譜柱的壽命也會出現斷崖式下降。具體來說,
超溫會使固定相分子鏈出現大量斷裂,而部分固定相更是會直接從柱管內壁脫落,形成空白段即無固定相區域。另外,柱管內壁的去活層被破壞,
裸露的石英表面會強烈吸附有機氯組分。一次10分鐘的超溫就可能使色譜柱的壽命從1年驟降到1個月,就算后續溫度恢復正常,也會持續出現鬼
峰問題影響到檢測,嚴重的甚至會導致色譜柱直接報廢。
3.盡管低溫不會直接降解固定相,但如果長期低于合理工作溫度運行,色譜柱的壽命也會被間接縮短。這主要是因為低溫下的固定相分子熱運動
緩慢,會導致目標物在柱內的保留時間出現大幅延長,一旦和基質雜質的接觸時間增加,雜質也更容易在固定相內累積。另外,低溫還會帶來峰
形拖尾的問題,為了補償拖尾需要加大載氣流速,這又會加劇固定相的磨損。色譜柱為了去除殘留需要頻繁進行高溫老化,這一操作又會消耗固
定相,使色譜柱的壽命縮短30%至50%。
4.色譜柱為了去除雜質需要進行柱老化,但老化溫度不當也會影響到使用壽命。老化溫度一旦過低,會無法有效去除殘留雜質,而這些雜質又會
持續污染固定相,使后續分析中柱效出現緩慢衰退,色譜柱壽命會間接縮短2-%至30%;反之,溫度過高會引起固定相的提前降解消耗壽命,一
次的不當老化就可能使色譜柱的壽命縮短1至2個月。
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