气体在分析和质控中的应用及标准

在分析和质量控制领域，气体常被用作载气或助燃气，这些应用涉及多种仪器和实验方法。下面详细介绍几种主要的应用、相关仪器、以及对应的气体：

1. 气相色谱法 (GC)

载气: 气相色谱法中使用载气来携带样品通过色谱柱。常用的载气包括氦气、氢气和氮气。氦气因其惰性和高扩散性而广泛使用，但由于成本和供应问题，氢气和氮气也是很好的选择。

助燃气: 在使用火焰离子化检测器（FID）的情况下，需要助燃气，通常使用氢气和空气的混合物，有时加入少量氧气以稳定火焰并提高灵敏度。

2. 质谱法 (MS)

载气: 质谱分析不常用传统意义上的载气，但在气相色谱质谱联用（GC-MS）中，GC部分的载气同样适用。

反应气体: 在某些类型的质谱分析中，如化学电离质谱（CI-MS），会添加一种被称为反应气体的气体（如甲烷、氨或丁烷），用于增强样品分子的电离过程。

3. 原子吸收光谱法 (AAS)

助燃气: 在原子吸收光谱法中，助燃气用于产生充足的能量将样品原子化。常用的组合是乙炔和空气，或乙炔和氮氧化合物（氧化亚氮）。这些气体帮助维持稳定和高温的火焰，使得样品中的元素可以有效地被原子化。

4. 等离子体发射光谱法 (ICP-OES/ICP-MS)

等离子气: 诱导耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）和质谱法（ICP-MS）中使用氩气作为等离子源。氩气在高频感应线圈生成的磁场中被电离，形成高温等离子体，用于原子化和激发样品中的元素。

5. 热导检测器 (TCD) 和火焰离子化检测器 (FID)

载气和助燃气: 如前所述，载气可为氦气、氢气或氮气；助燃气则通常为氢气和空气。在TCD中，载气直接影响检测器的响应，而在FID中，助燃气帮助维持检测器中的火焰。

6. 激光诱导击穿光谱法 (LIBS)

环境气体: 虽然LIBS技术通常在常压空气环境下进行，但有时候会在特定气体（如氦或氩）的环境下执行，以减少样品与激光之间的空气干扰，改善分析结果。

这些仪器和方法的选用取决于具体的分析需求，包括样品的类型、所需的精确度和灵敏度，以及经济和安全考虑。正确的气体选择和处理对确保分析结果的准确性和可靠性至关重要。

在分析和质量控制应用中，气体的纯度至关重要，常常需要高纯度气体以确保实验结果的精确性。例如，在气相色谱法（GC）中，载气如氦、氢或氮通常需达到99.999%的纯度（也称为5.0级纯度）。助燃气体，如用于火焰离子化检测器（FID）的氢气，同样需要极高的纯度以避免影响检测灵敏度。

用量方面，会根据具体的仪器设置和试验需求而变化，但一般每个分析周期内载气的流量介于几毫升到几升每分钟之间。持续运行的大型设备或多通道系统可能需要更大的气体供应量。因此，合适的气体管理和监控系统对于维持这些条件和确保实验室操作的经济效益至关重要。