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選擇氣相毛細(xì)柱應(yīng)該注意哪幾個要素

來源:北京迪科馬科技有限公司(迪馬科技)   2021年05月25日 09:25  
  毛細(xì)管氣相色譜是氣相色譜的一種,柱內(nèi)不裝填料,空心柱阻力小,長度可達(dá)百米。將固定液直接涂在管壁上,總的柱內(nèi)壁面積較大,涂層可很薄,則組分在氣相和液相相間的傳質(zhì)阻力降低,這些因素使得毛細(xì)管柱的柱效比填充柱有了很大的提高。
  選擇毛細(xì)管柱時(shí)需注意的柱參數(shù)包括:固定相、內(nèi)徑、膜厚度和柱長。下面按毛細(xì)管柱選擇中參數(shù)的重要性進(jìn)行排列和討論。
  1、固定相
  對于一個樣品的分析,可采用帶有固定相的毛細(xì)管柱或填充柱。單一樣品分析采用填充柱,經(jīng)濟(jì)、快速、柱負(fù)載高、抗污染,適合企業(yè)生產(chǎn)時(shí)單機(jī)、單一項(xiàng)目檢測。而多殘留分析或多項(xiàng)目分析更推薦采用毛細(xì)管柱,因?yàn)槊?xì)管色譜柱適用性和分辨率更好,不像應(yīng)用填充柱分析時(shí)那么專一、嚴(yán)格,例如:多數(shù)在100%二甲基硅氧烷固定相上可以進(jìn)行分析的物質(zhì),在5%二苯基+95%二甲基硅氧烷固定相上同樣可以進(jìn)行分析。
  非極性固定相具有更好的抗氧化性、更高的效率和更高的極限操作溫度(最高可達(dá)360℃),所以,在可以完成所需分離的情況下,盡可能選擇固定相極性弱的色譜柱,這樣可以延長色譜柱的壽命。分析強(qiáng)極性物質(zhì),如:酸、醛、醇、胺等,為獲得較好分離,需選用極性較強(qiáng)的固定相。有時(shí)為了縮短分析時(shí)間,也選用與被測物極性相反的固定相。
  在一個色譜分離過程中,溶質(zhì)與固定相之間存在多種相互作用,因此,最佳固定相的選擇很大程度上取決于溶質(zhì)的性質(zhì)。
  在進(jìn)行樣品分析以前,建議先閱讀相關(guān)的應(yīng)用文獻(xiàn)推薦的色譜柱型號,或者查閱各公司的色譜耗材毛細(xì)柱目錄,從中獲得不同固定相應(yīng)用分析的化合物種類的相關(guān)信息。這對被測物有效分離選擇色譜柱很有用。
  2、內(nèi)徑
  在一系列石英毛細(xì)管色譜柱中有5種內(nèi)徑較為常用。每種都有其特定的應(yīng)用領(lǐng)域和適合的使用范圍。
  0.53mm內(nèi)徑毛細(xì)管柱。0.53mm內(nèi)徑的色譜柱樣品容量很大,可與填充柱相比,進(jìn)樣理想方式是直接在高載氣流速下注入,從而減少連接體系的死體積,減少色譜峰的拖尾。0.53mm內(nèi)徑柱還可以配合特殊進(jìn)樣口裝置,如:柱上進(jìn)樣或冷柱頭進(jìn)樣裝置,使用0.47mm外徑針頭的微量注射器進(jìn)行柱頭或冷柱頭進(jìn)樣。
  0.53mm內(nèi)徑柱的毛細(xì)管柱相當(dāng)于由填充柱到毛細(xì)管柱的簡單升級,可以自己動手對連接接頭進(jìn)行改造。相對簡單的樣品在分析時(shí)可得到比填充柱要好得多的效果,而不像常規(guī)0.25mm和0.32mm內(nèi)徑毛細(xì)管柱需要專用的連接裝置。
  0.32mm內(nèi)徑毛細(xì)管柱。0.32mm內(nèi)徑柱被認(rèn)為是*全能色譜柱,具有很好的分離能力、樣品容量(取決于膜厚度)。而且彈性較0.53mm內(nèi)徑的好,更易安裝,是色譜分析中選用最多的一種規(guī)格。這種色譜柱也可進(jìn)行柱頭進(jìn)樣,但需要特殊的注射器。
  0.25mm內(nèi)徑毛細(xì)管柱。0.25mm(早期多為0.22mm)內(nèi)徑柱具有低流失量、高分辨率的特性,也是很常用的。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀多采用此規(guī)格柱,通常在規(guī)格后標(biāo)有ms字符,如表1中的DB 5 ms。
  0.15mm內(nèi)徑毛細(xì)管柱。0.15mm內(nèi)徑是常規(guī)氣相色譜儀中50m柱的最小內(nèi)徑。就功效而言,它具有最高的分辨率,用于分析復(fù)雜化合物和寬沸程樣品很理想。
  0.10mm內(nèi)徑毛細(xì)管柱。0.10mm內(nèi)徑柱只在更短柱長及很高分析速度下進(jìn)行應(yīng)用,常用于快速色譜分析。由于柱內(nèi)徑較小,所以色譜柱的負(fù)載能力也就比較小,只能夠容納較少的樣品,使用時(shí)要注意進(jìn)樣量,以保證形成尖銳的色譜峰。
  3、膜厚度
  膜的厚度對所分析化合物的溶解性有比較大影響,因此,正確選擇膜的厚度與正確選擇柱長同樣重要。
  相比率是表示色譜柱固定相多少的一種方式,相比率是指毛細(xì)管柱的內(nèi)部體積與固定相的體積比。
  相比率(β)用公式可表示為:
  β = D/4μf
  式中D = 柱內(nèi)徑(微米)
  μf = 固定相厚度
  較高的相比率色譜柱內(nèi)固定相較少,較低的相比率則固定相較多。一般較厚的膜(低相比率)相對流失要大些,使用時(shí)注意溫度盡可能低些,而且這類色譜柱不適合用于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。較厚的膜柱容量也較大。使用較厚的膜,樣品就會在柱中停留較長時(shí)間,分離度較高,特別適合分析低沸點(diǎn)或氣體化合物。若樣品中含高沸點(diǎn)組分,將這些組分洗脫將需要很高的溫度,因此此時(shí)不宜用厚膜。
  薄膜(高相比率)適于分析高沸點(diǎn)組分,而且由于膜薄,被測物在柱內(nèi)停留的時(shí)間較短,在較低溫度下洗脫特定組分,從而延長柱壽命。達(dá)到或接近最大柱溫時(shí),流失率也會較厚膜低得多,所以更適合用于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析。
  4、柱長
  大多數(shù)柱長是15m、30m(過去為12m、25m)和50m的。柱長選擇是由樣品復(fù)雜度或組分的屬性決定的。分析復(fù)雜的樣品或者需要分析多個項(xiàng)目,應(yīng)選用較長及更高效的色譜柱。需要分離少數(shù)幾個組分時(shí),為了提高分析效率選擇具有適宜特性及/或膜厚度的適當(dāng)短的色譜柱。
  通過適當(dāng)選擇其它柱參數(shù),絕大多數(shù)操作都可以在很短的色譜柱上完成。較短的色譜柱也具有優(yōu)勢,例如分析時(shí)間較短,流失較少,降低高活性溶質(zhì)的干擾,當(dāng)然,還有降低了成本。

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