1．毛细管柱固定相有那几种？他们的特点是什么？
(1) 聚硅氧烷
聚硅氧烷在用途的多用性，性质的稳定性上都有优良的表现，所以也是目前常用的固定相。标准的聚硅氧烷是由许多单个的硅氧烷重复连接构成。每个硅原子与两个官能团相连，官能团的类犁和数量决定了同定相总体类型和性质。常见的四种官能团为甲基，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。当有其他种类的取代基出现时，该基团的数量将由一个百分数来表示。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”是表示每个硅原子包含有两个特定基团，但当两个特定基团*相同时，我们有时会省略这种叫法。如果甲基的百分数没有表征，则表示它的含量可能是100％(例如：50％苯基－甲基聚硅氧烷，表示甲基的含量为50％)。有时我们可能对氰丙基苯基的百分含量产生错误的理解，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)，因为一个氰丙基和一个苯基连接于同一个硅原子上，所以14％是一种加和的表征方法。
我们有时会用低流失或“ms”来表征一类固定相，这一类固定相是在硅氧烷聚合物中链接一定数量的苯基或是苯基类的基团，通常我们称之为：亚芳基。由于它们的加入，聚合物的链接会变得更加坚固稳定，保证在较高温度时，固定相不会产生降解。也就是说，进一步降低色谱柱的柱流失，提高色谱的使用温度。与原始的非亚芳基类型的固定相相比，亚芳基固定相不仅拥有相同的分离指数，而且在色谱柱的维护等方面也有一些调整。尽管同类普通型和低流失型固定相的分离性能相同或是极为相似，但是在某些方面还有微小的区别。
(2) 聚乙二醇
聚乙二醇是另外一种广泛应用的固定相，不像聚硅氧烷那样有多种取代基团，聚乙二醇类固定相都是由100％固定聚合物组成。相对于聚硅氧烷，聚乙二醇的稳定性、使用温度范围等都稍逊。在实际应用中，聚乙二醇固定相色谱柱的寿命较短，而且容易受温度和环境的影响。另外，聚乙二醇固定相在相应的GC实验条件下需保持液态。但由于其*的分离性能，聚乙二醇仍是我们常用的固定相之一。
常用的聚乙二醇固定相有两种，Wax和FFAP。Wax一般泛指标准的聚乙二醇，FFAP则是硝基对苯二甲酸(TPA)改性的聚乙二醇作为固定相，常用于分析分离酸性物质，普通分析色谱柱分离强酸或强碱化合物时会出现拖尾峰的现象，使用改性固定相后，这种现象会明显的减小。
(3) 气固固定相:
气固固定相就是在管壁表面粘合一层很薄的小颗粒物质，通常叫多孔层开口管柱(PLOT)。样品是通过在气固固定相上产生吸附／脱附作用来分离的。因为所用颗粒是多孔的，所以在分离的过程中，既有尺寸排阻，也有分子选择过程。的PLOT柱固定相有苯乙烯衍生物，氧化铝和分子筛等。
PLOT柱的保留性能非常突出，用它可以进行那些常规固定相做不到的分析分离。对于那些要求在低于室温的条件下，使用聚硅氧烷或聚乙二醇固定相进行分析分离，PLOT柱在室温或高于室温的状态下就可以轻易的完成。烃类和硫化物气体，惰性和性气体以及低沸点溶剂等都是常用PLOT柱进行分析分离的化合物。
有些PLOT柱的固定相有时会有粒子的流失，所以，可能会对那些依靠检测颗粒物质的检测器产生负面的影响。例如质谱检测器由于在色谱柱的出口是一个高真空的空间，所以极易受色谱柱粒子流失的影响。
(4) 键合和交联固定相
交联是将多个聚合物单体通过共价键进行联接，键合是将其再通过共价键与管壁表面相连。这样处理的结果，使得固定相的热稳定性和溶剂稳定性都有较大的提高。所以，键合交联固定相色谱柱可以通过溶剂的浸洗，从而去除柱内的污染物。大多数的聚硅氧烷和聚乙二醇固定相都是经过键合交联处理的。另外少数固定相是不用键合或键合交联进行处理的。但如有可能，能够进行键合交联的，都会对固定相做出相应的处理。
2．为什么会出现柱流失现象？
所有的色谱柱都有柱流失的现象，来源于固定相由于各种原因降解而产生的被洗脱物质。柱流失会随着温度的升高而加剧。一般，我们会在程序升温的条件下做一次空白试验，温度要升至色谱柱的温度上限，并持续该温度10－15分钟，这样就可以得到该色谱柱的正常流失曲线图。
一般来说，极性固定相的流失率较高，较低温度下，它们的流失就很明显。如果您使用的检测器对固定相中任何原子或功能团都有特别灵敏的相应，那么柱流失就非常明显了。就算柱流失不是很严重，但由于检测器对柱内降解产物有较灵敏的响应，会导致很强的基线噪声。在氰丙基取代聚硅氧烷固定相与NPD系统或聚乙二醇柱与ECD系统中，这种现象就非常突出。
随着色谱柱的使用，柱流失会不断的升高。色谱柱暴露于有氧环境(空气)中或者持续在等于或接近色谱柱的上限温度条件下被使用，都会加速色谱柱的流失。柱流失突然或快速的升高则可能是色谱柱有损坏或GC系统有问题出现。而持续在高于色谱柱上限温度下操作使用，持续使色谱柱暴露在有氧环境中(通常由于泄漏)，或者不断分析的样品中有破坏性物质，这些都有可能是问题的原因。
3．温度极限对色谱柱的使用有哪些影响？
一根色谱柱通常有两个温度极限，温度上限和温度下限。如果在低于温度下限的条件下实验，得到的色谱峰又圆又宽(柱效降低)，虽然色谱柱并不会受到什么损坏，但这样不能发挥色谱柱的正常功能。在达
到下限温度或是高于下限温度时，得到的色谱峰会有明显的好转。
温度上限一般有两个固定的数值。较低的是恒温极限，在该温度下色谱柱可以正常的使用，柱流失的寿命不会受到太大的影响。较高的数值是程序升温的极限，在此温度下色谱柱使用时问如果在lO—15分钟内，色谱柱的流失和寿命不会受到太大的影响。但如果持续时间过长，则会增加色谱柱的流失，缩短色谱柱的寿命，固定相和熔融石英管的惰性都有可能被破坏。
4．什么是色谱柱容量？与哪些参数有关？
色谱柱容量是指色谱柱对一种溶质可容纳的量值，一旦超过此数值，该溶质的色谱峰就会发生畸变，也就是说该溶质超载。超载的色谱峰并不均衡，而且延固定方向变化。一般我们称之为“鲨鳍”峰。PLOT柱超载表现为色谱峰的拖尾。不过以上种种情况对色谱柱本身并没有什么影响。
柱容量与固定相的极性，膜的厚度，枉内径和溶质的保留度等有关。如果色谱柱对一种溶质的容量很高，则表明该溶质与固定相的极性很相似(相似相溶)。
例如，一根极性柱对极性化合物的容量一定大于对非极性化合物的容量；厚膜和大口径的色谱柱，其相对柱容量也会较高；而溶质的保留度增加会使柱容量降低；如果两种溶质极性类似，后山峰的化合物更容易发生超载现象。
5．如毛细管柱被污染，柱效和分辨率降低，有何方法使它恢复?是否可通过老化来解决?
根据柱污染程度可采取不同的方法来解决，如果污染不严重，污染物沸点不是太高，可通过老化来解决，但老化温度不可超过柱子的使用温度，且一般要较长时间(8—30小时)，如果污染较严重，或通过老化仍不能使柱性能恢复，那就必须采用溶剂清洗，通常是用5倍柱容积的溶剂(如正戊烷，二氯甲烷等)通过色谱柱。当然，清洗溶剂用的越多，对柱性能的损坏越大，清洗完后，在通载气老化一定时间，如果柱性能恢复，便可继续使用。必须指出：只有交联柱才能清洗，对于非交联柱，清洗柱会*失效，因为固定液被洗掉了，至于清洗用溶剂的选择，可参考说明书。
6．毛细管色谱分流进样时，非线性分流的主要原因是什么?
1、进样器温度太低，样品汽化不*，发生分级分流。
2、进样器温度太高，某些组分可能发生热分解，也有的样品可能发生催化分解，或样品部分地被吸附在进样器内表面上。
3、在分流点以前样品没有混合均匀或混合不充分。
4、系统的进样垫，柱接头等地方漏气。
7．高温毛细柱的使用寿命一般为多长?
毛细柱寿命除决定于柱子本身的性能外，在很大程度上取决于使用情况，比如使用温度、样品状态，进样量等，如果在其使用温度范围内，样品干净，色谱柱不被污染的情况下，柱子寿命一般在2—3年之间。
☆ 毛细管色谱柱的安装和使用
毛细管色谱柱只有正确的安装，才能保证发挥其的性能和延长使用寿命。
正确安装请参考以下步骤。
步骤1：检查气体过滤器、载气、进样垫和衬管等。
检查气体过滤器和进样垫，保证辅助气和检测器的通气畅通，如果以前做过较脏样品或活性较高的
化合物，需要将进样口的衬管清洗或更换。
步骤2：将螺母和密封垫装在色谱柱上，并将色谱柱两端小心切平，切面要平滑整齐。
步骤3：将色谱柱连接于进样口上。
色谱柱在进样口中插入的深度应根据所使用的GC仪器不同而定，正确合适的插入能可能地保证试验结果的重现性。
通常，色谱柱的入口应保持在进样口的中下部，即处于进样针穿过隔垫*插入进样口后针尖与色谱柱入口相距1～2cm，（具体的插入程度和方法参考所使用GC的随机手册）。 避免用力弯曲挤压毛细管柱，并小心不要让标记牌等带有锋利边缘的物品与毛细管柱接触摩擦，以防毛细管柱断裂受损。
色谱柱正确插入进样口后，将连接螺母拧上，拧紧后（用手拧不动了）用扳手再多拧1/4—1/2圈，保证安装的密封程度。不紧密的安装，不仅会引起装置的泄漏，而且有可能对色谱柱造成损坏。
步骤4：接通载气。
当色谱柱与进样口接好后，通入载气，调节柱前压以得到合适的载气流速。 将色谱柱的出口端插入装有已烷的样口瓶中，正常情况下可以看见瓶中稳定持续的气泡。如果没有气泡就要重新检查载气装置和流量控制器等是否设置正确，并检查整个气路有无泄漏，待所有问题解决后，将色谱柱出口从瓶中取出，保证柱端口无溶剂残留，再进行下一步的安装。
步骤5：将色谱柱连接于检测器上。
色谱柱与检测器的连接安装和所需注意的事项和色谱柱与进样口连接大致相同。如果在应用中系统所使用的ECD或NPD等，那么在老化色谱柱时，应该将色谱柱与检测器断开，这样检测器可避免被污染。
步骤6：确定载气流量，再对色谱柱的安装进行检查。
注意：如果不通入载气就对色谱柱进行加热，会快速且性的损坏色谱柱。
步骤7：色谱柱的老化。
色谱柱安装和系统检漏工作完成后，就可以对色谱柱进行老化，对色谱柱加热至一恒定温度，通常取其温度上限。
特殊情况下，可加热至高于使用温度10～20℃左右，但是一定不能超过色谱柱的温度上限否则极易损坏色谱柱。
当达到老化温度后，记录并观察基线，初始阶段基线应持续上升，在达到老化温度后5～10min开始下降，并且会持续分钟，当达到一个固定的值后就会稳定下来。
如果在1小时后基线仍无法稳定，或者在15～20分钟后仍无明显的下降趋势，那么有可能系统装置有泄漏或者污染。遇到这样的情况，应立即将柱温降到40℃以下，尽快地检查系统并解决相关的问题，如果还是继续老化，不仅对色谱柱有损坏而且始终得不到正常稳定的基线。
一般来说，涂有极性固定相和较厚涂层的色谱柱老化时间较长，而弱极性固定和较薄涂层的色谱柱所需时间较短。而PLOT色谱柱的老化方法有各不相同，须按色谱柱供应商提供的老化条件进行老化。
PLOT柱的老化步骤：
AT·Pora系列 250℃ 8h以上；
Molecular Sieve（分子筛） 350℃ 12h；
Alumina（氧化铝） 200℃ 8h以上；
由于水在氧化铝和分子筛PLOT柱中的不可逆吸附，使得这两种色谱柱容易发生保留行为漂移，当柱子分离过含有高水份样品后，需要将色谱柱重新老化，以除去固定相中吸附的水分。
步骤8：设置确认载气流速。
对于毛细管色谱柱使用载气高纯度氮气或氢气，载气的纯度大于99.95%，而其中的含氧量越小越好。
如果您使用的是毛细管色谱柱，那么依照载气的平均线速度（cm/s），而不是利用载气流量（ml/min）来对载气做出评价，因为柱效的计算采用的是载气平均线速度。
推荐平均线速度值： 氮气：10～20cm/s 氢气：20～25cm/s 在载气的管线中加入气体过滤装置不仅可以延长色谱柱寿命，而且很大程度地降低了背景噪音，建议安装一个高容量脱氧管和一个载气净化器。
使用ECD系统时，能在其辅助气路中也安装一个脱氧管。
步骤9：柱流失检测。
在色谱柱老化过程结束后，采用程序升温作一次空白试验（不进样），一般是以10℃/min从50℃升到使用温度，达到使用温度后保持10min，这样我们就会得到一张流失图。
这些数值可以后作对比试验，并且对实验问题的解决有帮助。
在空白试验的色谱图中，不应该有色谱峰出现，如果出现了色谱峰，通常可能是从进样口带来的污染物。
如果在正常的使用状态下，色谱柱的性能开始下降，基线的信号值会增高。另外，如果在较低的温度下，基线信号值明显大于初始值，那么有可能是色谱柱和系统有污染。
☆ 使用毛细管色谱柱时的注意事项!
毛细管色谱柱在气相色谱仪分析中是一个核心部分，正确使用毛细管色谱柱对气相色谱仪分析结果的准确性和延长毛细管色谱柱的使用寿命至关重要，现根据相关文献整理如下资料供气相色谱仪分析工作者参考：
1. 在没有载气通过时，柱的固定液热分解较迅速，所以在柱箱（炉）升温前总是应该先通上载气（这与TCD操作要求相似），柱箱冷却后才能把载气关上。
2. 载气中若夹带灰尘或其它颗粒状物体就会导致柱迅速损坏，因此在载气进入仪器管线前需加净化器。（带填充剂的汽化室玻璃衬管必须注意不能带有微粒或灰尘吹出）
3. 载气中的水分通过固定液的液膜吸附在柱管表面上，将取代或破坏固定液液膜，所以，固定液极性越强，越需要采用干燥的载气，例如：象OV-1、SE-30、SE-54、OV-101对载气干燥要求不高，而PEG20M、FFAP和SP1000对载气要求就很高。但在涂布于碳酸钡沉积层上的柱子情况就恰恰相反，涂极性固定液的柱子能经受含水样品的直接进样，而涂非极性固定液的柱反而不能经受含水样品。
4. 对于那些能被氧化的固定液（如PEG20M、Caxbowax、FFAP等）对载气除氧也很重要，在N2和He中往往含O2较高，而H2中含O2少，所以，ECD-CS、FID-CS常用高纯N2作载气，TCD-CS用H2作载气，可用105催化剂常温下除O2。同时，停机使用时，应将排空端密封住，以防止空气中的O2对柱固定液的氧化作用。
5. 在大多数情况下，柱的寿命与它的使用温度成反比。采用稍低些的温度上限，可显著提高柱的寿命，程序升温到较高温度所维持的时间短对柱的寿命影响较小。
①.聚二甲基硅酮类固定相：OV-1 , SE-30 (弹性体，OV-101 , SF96 , DC2000 流体)，使用温度上限为300C,但把温度上限改为280℃，可使柱子寿命显著延长。一般来说，弹性体类固定液比流体类更稳定些，SF96 , DC200因含有较高水平的残留催化剂和不纯物，不宜作GC/MS分析。
②聚苯基乙基硅酮：SE52 （弹性体，5％苯基），SE54（弹性体，5％苯基，1％乙烯基），DC10（液体，35％苯基），OV17(液体，50％苯基)实际上限250℃。SE-52、SE54在280时稳定性很好，常用于GC/MS分析，并能容纳超负荷的大进样量。苯基含量增加、稳定性要差点。
③聚氰丙基硅酮是极性强的硅酮固定液：OV225（液体，25％氰丙基，25％苯基），Silav10c、SP2340（液体，75％氰丙基），实际温度上限是250℃。
④聚乙二醇型（Carbowax or PEG）固定液是乙烯氧化物聚合体的混合物，其名称反映了他们分子量变化范围的平均值。Carbowax 20000（腊状固体），FFAP（两终端都是对苯二甲酸的Carbowax 20000），实际温度上限是220℃。
6. 水、醇（尤其是甲醇）、二硫化碳这类的溶剂，有着非常强的置换固定液的能力，因此用于有意将相当大量的溶剂聚集在柱上（溶剂效应）的不分流进样法以及柱上进样法的溶剂，应根据它们对柱壁的吸附亲和力（或固定液被置换的可能性）小心的加以选择。（例如：甲醇不宜用于PEG20M，丙酮往往会引起硅酮降解。）5 h9 d0 j! s4 J" c1 M3 x; Y- C
7. 毛细管柱特点是高的柱效，但是必须清楚一般所测得的柱效不仅反映了柱的质量，而且还包括进样过程的整个系统的效率的总质量，也就是说，自样品进入系统的一瞬间开始到记录笔绘出色谱峰为止，每一个能影响峰的加宽或分离的因素，如进样器、柱的连接、辅助气引入位置、管路死体积、进样器内衬的毛病等等，都一定会影响柱效。
8. 一根好的柱子，由于安装不当，可以造成理论塔板数降低，峰形增宽或拖尾、活性物质的吸附性拖尾或消失、灵敏度降低或组分分离不佳等等。
9. 进样器与色谱柱连接方式：
①.分流进样方式：分流点要求位于载气流速较高的区域。
②不分流进样方式：色谱柱不伸进进样器内，避免造成气流扫不到的区域，通常直接连接到进样器的末端。
③检测器与色谱柱出口端连接：对FID不仅插入深度要超过尾吹和H2气的进口，而且应尽可能将柱出口端插到FID的喷嘴下面1mm处为佳，对Micro TCD应插到TCD气体入口处为佳。可以改善轻度拖尾。
