棒狀薄層色譜儀是采用棒狀薄層分離技術(shù)與氫火焰離子化檢測 (TLC/FID) 手段組合而成的專用分析儀器，可檢測所有的有機化合物，特別適用于重油類分析，示蹤有機合成反應(yīng)過程。PX-CF19是在吸收國內(nèi)外薄層色譜基礎(chǔ)上經(jīng)過多年的不斷完善和發(fā)展新近推出的一款可替代進口的棒狀薄層色譜儀，可在開放的氣氛下檢測用氣相色譜和液相色譜方法很難檢測的樣品，并可以非常簡單的對于點在色譜棒上的樣品進行定量分析。
1967年英國的Padley發(fā)明了棒狀薄層色譜氫焰掃描法。用直徑0.5毫米，長度20毫米的石英棒，表面涂一層吸附劑代替一般的薄層色譜板，進行樣品的展開分離，然后揮發(fā)掉溶劑，直接通過FID的火焰進行掃描、檢測和定量。掃描儀的原理如圖1所示。后來，日本的多家公司對此方法進行不斷地改進和優(yōu)化，并研究出性價比較高的燒結(jié)色譜棒與之配套。該儀器引起了不少色譜工作者的興趣，特別是在石油類和藥品類應(yīng)用。近年來發(fā)表近百篇相關(guān)文章，同時也有不少的綜述性文章，大都表現(xiàn)出贊同，認為該方法簡單、靈敏、經(jīng)濟、通用。蕞小檢出量可達到10-7 至0-9次方；譜析儀器的PX-CF19棒狀薄層色譜儀其檢測限已達到10-11次方。一般相對標準偏差（CV）在1%～5%之間，譜析棒狀薄層色譜儀達到1%～2%。早期，日本工業(yè)標準（JIS K3373）用此法檢測衣物的污物，作為評價洗滌劑的洗滌效率的方法，隨后又應(yīng)用到原油等大分子物質(zhì)的檢測分析，國內(nèi)對此也有深入的研究及應(yīng)用，并且于1992年以后有所生產(chǎn)（如CM-1型，現(xiàn)在譜析儀的PX-CF19型已處在國內(nèi)外較為先進的水平），應(yīng)用良好。
但是，國內(nèi)外對此方法也有不少的批評意見，如Fores認為該法只能半定量，也有人認為不能定量，認為該法重復性差、誤差大，此問題已經(jīng)引起許多人的注意，譜析儀器闡述此方法中按操作的各階段對誤差的影響，分別予以探討。
一、點樣
點樣對誤差的影響可以分為兩個方面。一個是點樣量的重復性，再一個是點樣量的大小。由于薄層棒的負荷很小，一般點樣量為幾個微升，用一般微量注射器點樣誤差較大，所以采用定量點樣（外標法）時，CV值一般在10%～20%之間，個別的可達到1%。用內(nèi)標法和歸一法，可抵消這部分誤差。
適當加大點樣量可是誤差降低。例如用定量點樣法點樣0.4ug時CV=25.3%；1ug時CV=6.0%～13.5%；認為點樣量以1ug～10ug之間為宜。有人認為，點樣量對CV的影響是通過響應(yīng)值與樣品重量的非線性關(guān)系引起的。另外，還有人誤認為雙對數(shù)坐標圖中呈直線性關(guān)系就是線性關(guān)系。實際上線性關(guān)系應(yīng)該是在雙對數(shù)坐標圖log（樣品量）–logA（峰面積）上直線的斜率（即線性）=1.00±0.02才能滿足線性關(guān)系。關(guān)于上述非線性關(guān)系的原因，有人認為是由于（1）小峰在積分器上積分不出來；（2）樣品和薄層中除C、H以外的其他元素的干擾。FID在GC中的線性關(guān)系是很好的，而在此法中線性關(guān)系不好。所以我們認為主要原因在于薄層棒的FID掃描過程中，由于兩種線性損失（揮發(fā)損失和殘留損失）引起的，而影響這兩種損失的因素，除樣品量外還與樣品和吸附劑的性質(zhì)、FID的掃描的條件有關(guān)。
最后，點樣量還與薄層的最大負荷有關(guān)。如果點樣量太大，會使色譜峰變寬，也會影響線性關(guān)系；而薄層的最大負荷又與薄層厚度、吸附劑性質(zhì)、展開劑性質(zhì)、溫度、樣品的組成和性質(zhì)等有關(guān)，所以每種樣品應(yīng)根據(jù)具體情況選擇蕞優(yōu)的點樣量。
二、展開條件
展開條件包括薄層棒的性質(zhì)、展開劑的性質(zhì)、展開溫度等條件。其中關(guān)鍵的因素是薄層棒，薄層棒的形狀、稀附劑的性質(zhì)、吸附劑層的厚度等條件的波動均能產(chǎn)生誤差。例如Fores用顯微鏡觀察證明，由于沿薄層棒的薄層厚度變化，使樣品的靈敏度發(fā)生變化而產(chǎn)生誤差。Mills在10根薄層棒上得到三種成分的CV值分別為6.16、2.34和4.29。而在同一根棒上，同一樣品分析10次，得到的VC值分別為4.28、1.28和1.37。顯然，不同棒間比同一棒的VC值要大，所以許多作者均是將購來的燒結(jié)棒先用標準試樣進行測試，選用能取得數(shù)據(jù)相近的那些棒供使用以減少誤差。如果自己涂薄層棒，要嚴格控制石英棒的質(zhì)量（直徑、彎曲度和錐度）并注意涂棒操作的重復性；其次，是薄層棒的含水量的波動。因為薄層棒上的吸附劑層很薄，活化以后吸水很快。所以，暴露在室內(nèi)時間的長短、室內(nèi)空氣的濕度等均能對分析結(jié)果產(chǎn)生很大的影響。Ackinan發(fā)現(xiàn)長期存放的色譜棒會使展開結(jié)果不正常，經(jīng)過數(shù)次空白掃描后，方可恢復到原來的效能，這是因為薄層棒在長期保存中水分等雜志引起的。有時薄層棒上含有適當?shù)乃挚梢詼p少拖尾，因而也減少誤差。另外，R值太大或太小，均可使誤差增大，所以應(yīng)當適當選擇展開劑和吸附劑，使樣品中的主要成分R值適中。展開劑的成分和展開溫度，也應(yīng)該嚴格控制，以免產(chǎn)生誤差。
三、FID掃描條件
FID在GC中已經(jīng)廣泛使用，其性能以廣為人知。所以我們譜析儀器色譜工程師只探討FID在掃描薄層棒時一些條件的影響。根據(jù)Padley的研究，薄層棒上的樣品，通過FID掃描的響應(yīng)值與兩種損失有關(guān)：一種是揮發(fā)損失，是指易揮發(fā)物，由于受到火焰溫度的影響，在進入火焰之前就揮發(fā)掉了，使響應(yīng)值降低；另一種是殘留損失，是指一些難揮發(fā)的物質(zhì)，通過FID后未能揮發(fā)殘留在色譜棒上，使響應(yīng)值降低。這兩種損失與樣品量有關(guān)，當樣品量增大時揮發(fā)損失相對的減少，殘留損失則增加。所以，它們是產(chǎn)生前文所述樣品量與響應(yīng)值之間的非線性關(guān)系的重要原因。如果線性關(guān)系不好，則絕對校正因子和相對校正因子，均隨樣品量而變化。由于樣品量的波動變化，而就產(chǎn)生了誤差。
影響這兩種損失的主要因素有氫火焰FID的溫度和大小、掃描速度、樣品的揮發(fā)度以及樣品與稀附劑間吸引力等。氫火焰的大小和溫度主要是由氫氣流量來調(diào)節(jié)，當氫氣量大時火焰增大，溫度升高，使揮發(fā)損失增大，使殘留損失減少。相反，當掃描速度提高時，使揮發(fā)損失減少，殘留損失增大。所以，我們譜析儀器認為用FID掃描薄層棒上樣品的靈敏度，主要取決于FID的溫度和掃描速度。研究實驗表明，在使用棒狀薄層色譜儀分析脂類時，掃描速度為260mm/min時誤差較小，CV=3.0-5.9%，而放慢掃描速度至130mm/min時誤差增大，CV=15.4-51.5%。認為是由于燃燒區(qū)過熱，引起組分在進入火焰之前揮發(fā)損失產(chǎn)生的。試驗還表明，當氫氣流量在180mL/min時誤差蕞小，CV=2.9-6.0%，氫氣量過高或過低，均使誤差增大。 如H2為160mL/min時，CV=4.1～10.3%，當H2為188mL/min時，CV=3.6～10.7%（CV的范圍是因不同的組分引起的）。樣品的揮發(fā)度大，使揮發(fā)損失增加，殘留損失減少。樣品與吸附劑的作用力使樣品難以揮發(fā)，所以此種作用力越大使揮發(fā)損失減少，殘留隨著增大。Fores指出，樣品在棒狀色譜氫火焰掃描法中的靈敏度不但與物質(zhì)的化學成分有關(guān)，還與其從棒上揮發(fā)的速度有關(guān)。Ranny認為，樣品組分的相對揮發(fā)度以及吸附劑對每個組分吸附力的大?。梢杂媒M分的R值代表）均能影響其響應(yīng)值。又如在分析卵磷脂和膽甾醇時比類脂化合物的誤差大，是由于吸附層對它們的吸附力不同所致。有人發(fā)現(xiàn)不飽和化合物在浸AgNo3薄層棒用氫火焰掃描的相對校正因子，與GC-FID系統(tǒng)上不同。認為是由于反式乙烯基與吸附劑的吸引力比順式乙烯基強，降低了反式化合物的揮發(fā)度原因。Sipos和Ackman發(fā)現(xiàn)組分重量與峰面積的關(guān)系式與組分的揮發(fā)度有關(guān)。另外還認為R值不同，裂解速度也不同，也會影響峰面積的大小。
因薄層棒用氫火焰掃描的線性關(guān)系與樣品的性質(zhì)有關(guān)，所以每種新樣在定量分析之前，蕞好用實際樣品測定線性，如果線性太大或太小，應(yīng)調(diào)整操作條件（掃描速度和氫氣流量）使線性適中。另外，除了個別情況下組分的性質(zhì)相近其面積百分數(shù)與組分含量相近外，在運用棒狀薄層色譜氫焰的掃描法時，必須實測校正因子。由于校正因子與實驗條件有關(guān)，所以當實驗條件改變或試用一批新棒時也必須重新校正。
四、定量分析
如前文所述，由于點樣誤差較大，所以用定量點樣（外標）法，誤差較大。利用內(nèi)標法可抵消點樣等因素引起的誤差。例如，Martin-Pothieu用定量點樣法時，CV為15–20%；而用內(nèi)標法，CV降到3.8–4.1%。用歸一法，CV值蕞小，1–2%。
采用歸一法，一般需用純樣逐個求出每個組分的校正因子。當樣品中含有低沸點的成分和溶劑，以及含有水、無機鹽等不出峰的雜質(zhì)時，蕞好采用內(nèi)標法或內(nèi)加法定量。
五、結(jié)論
（1）為了減少誤差，在不超過薄層棒的最大負荷的情況下，點樣量大些為好，一般為1～10ug。
（2）應(yīng)嚴格控制薄層棒的規(guī)格、性質(zhì)、操作時間、環(huán)境溫度等展開條件。
（3）應(yīng)調(diào)整掃描條件，是在線性條件下工作。
（4）蕞好采用歸一法定量，在條件不具備時，可采用內(nèi)標法和內(nèi)加法。
關(guān)于譜析棒狀薄層色譜儀
PX-CF19棒狀薄層色譜儀采用了新型的電子傳感流量控制技術(shù)和高精度的激光精密加工工藝，無論是實驗分析方法還是整體儀器質(zhì)量都非?？煽?，從而保證了實驗分析數(shù)據(jù)的準確性和可操作性，尤其對重質(zhì)油品及大分子族組成定量分析是行之有效的手段。廣泛用于石油化工、石油地質(zhì)、煤炭化學、精細化工、醫(yī)藥衛(wèi)生及環(huán)境化學等方面，具有操作簡單、分析速度快、分析周期短、環(huán)保等特點。儀器采用LED大屏顯示，內(nèi)容豐富；中文觸鍵操作，得心應(yīng)手；全自動智能軟件運行控制，自動控制再現(xiàn)性好，機械性能穩(wěn)定可靠。
