選擇毛細(xì)管柱的幾個(gè)指標(biāo)
本部分介紹了毛細(xì)管柱的固定液、內(nèi)徑、柱長(zhǎng)度和膜厚的內(nèi)容。
一、固定液使用
固定相: AT SE-30,AT OV-1
組成 100%甲基聚硅氧烷
極性 非極性
應(yīng)用 碳?xì)浠衔?nbsp;
同類型號(hào) DB(HP) -1、AC1、SPB-1、CPSIL5、DM-1、RT-1
使用溫度 50—300℃
固定相: AT OV-101
組成 100%甲基聚硅氧烷(膠體)
極性 非極性
應(yīng)用 氨基酸、基油
同類型號(hào) HP-101、AC1 、SP-2100
使用溫度 0—350℃
固定相: AT SE-52AT SE-54
組成 5%苯基甲基聚硅氧烷,1%乙烯基5%苯基甲基聚硅氧烷
極性 非極性
應(yīng)用 多核芳烴、酚、酯、碳?xì)浠衔?、藥物、?nbsp;
同類型號(hào) DB(HP)-5、AC5、SPB-5、DM-5、CPSiL8、Rtx-5
使用溫度 50—350℃
固定相: AT OV-1701
組成 7%氰丙基7%苯基甲基聚硅氧烷
極性 非極性
應(yīng)用 藥物、醇、酯、硝基化合物
同類型號(hào) DB(HP)-1701、AC10、DB-1701、SPB-1701、RT-1701、CP-Sil 19CB
使用溫度 0—280℃
固定相: AT XE-60
組成 25%氰乙基甲基聚硅氧烷
極性 中極性
應(yīng)用 酯、硝基化合物
同類型號(hào) DB (HP) -225、AC225
使用溫度 0—280℃
固定相: AT OV-17
組成 50%苯基甲基聚硅氧烷
極性 中極性
應(yīng)用 藥物、農(nóng)藥
同類型號(hào) DB(HP)-17、AC10
使用溫度 0—250℃
固定相: AT FFAP
組成 聚乙二醇—TPA改性
極性 極 性
應(yīng)用 酸、醇、醛、酯、腈、酮、基油
同類型號(hào) DB (HP) –FFAP、SP-1000、Supecl-NUKOL、AC20
使用溫度 50—250℃
固定相: AT PEG-20M
組成 聚乙二醇—20M
極性 極 性
應(yīng)用
同類型號(hào) HP- Wax、DB-Wax、AC20
使用溫度 50—200℃
固定相: AT 農(nóng)殘Ⅰ號(hào)AT 農(nóng)殘Ⅱ號(hào)
組成
極性
應(yīng)用 六六六、DDT等八種含氯農(nóng)藥擬除蟲菊酯類、含磷類農(nóng)藥
同類型號(hào) SPB-608、HP-608
使用溫度 25—300℃
二、毛細(xì)管柱內(nèi)徑
0.53mm 具有近似填充柱的負(fù)荷量,總柱效則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過填充柱。達(dá)到同樣的分離度時(shí),0.53mm大口徑柱的分析時(shí)間
顯著快于填充柱??煞奖愕牟捎弥线M(jìn)樣或直接進(jìn)樣技術(shù),適合于分析不太復(fù)雜的樣品,是填充柱理想的替代柱。
0.32mm 柱效稍低于0.25mm常規(guī)柱,負(fù)荷量大于常規(guī)柱的60%,用特制注射針可做柱上進(jìn)樣。
0.25mm zui常用的內(nèi)徑規(guī)格。有較高的柱效,負(fù)荷量較低,必須分流進(jìn)樣或無(wú)分流進(jìn)樣。用于復(fù)雜多組份樣品分析。
0.20mm 柱效高,負(fù)荷量低,流失較小,適合與質(zhì)譜等靈敏檢測(cè)器聯(lián)用。
三、毛細(xì)管柱長(zhǎng)度
5—12m 短柱:分離少于10個(gè)組份(不包含難分離物質(zhì)對(duì))的簡(jiǎn)單樣品。
25—30m 中長(zhǎng)柱:分離10—50個(gè)組份的樣品。
50m 長(zhǎng)柱:分離大于50個(gè)組份或包含有難分離物質(zhì)對(duì)的復(fù)雜樣品。
四、膜 厚
0. 1—0. 2μm 薄液膜:低負(fù)荷量,高溫下流失較小,適合于高沸點(diǎn)化合物的分析,適于配高靈敏檢測(cè)器。
0.25—0.33μm 標(biāo)準(zhǔn)液厚:一般商品柱的標(biāo)準(zhǔn)液膜。
0.5—5.0μm 厚液膜:較高的樣品負(fù)荷量,在高溫下流失較大,適于分析低沸點(diǎn)樣品。
氣相色譜柱固定相簡(jiǎn)介
毛細(xì)管色譜柱zui常用的是聚硅氧烷和聚乙二醇,另外還有一類是小的多孔粒子組成的聚合物或沸石(例如氧化鋁、分子篩等)。
1、聚硅氧烷
聚硅氧烷由于其用途廣泛、性能穩(wěn)定性,是目前zui常用的固定相。標(biāo)準(zhǔn)的聚硅氧烷是由許多單個(gè)的硅氧烷鏈接而成。每個(gè)硅原子與兩個(gè)功能集團(tuán)相連,zui常見的功能集團(tuán)為甲基和苯基,此外還有氰丙基和三氟丙基。這些功能集團(tuán)的類型和數(shù)量決定了色譜柱固定相的性質(zhì)。zui基本的聚硅氧烷是由100%甲基取代的,相應(yīng)的柱子牌號(hào)有:HP-1、BP-1、DB-1、SE-30等。若有其他取代基取代甲基時(shí),該取代基的數(shù)量一般由一個(gè)百分?jǐn)?shù)來表示。例如:5%二苯基-95%二甲基聚硅氧烷表示其包含有5%的苯基集團(tuán)和95%的甲基集團(tuán)(“二”是表示每個(gè)硅原子包含有兩個(gè)特定集團(tuán))。相應(yīng)的柱子牌號(hào)有:HP-5、BP-5、DB-5、SE-54等。如果甲基的百分?jǐn)?shù)沒有表征,則表示它們的含量是100%(如50%苯基-甲基聚硅氧烷表示甲基的含量為50%)。相應(yīng)的柱子牌號(hào)有:HP-50+、BPX-200、DB-17等。
2、聚乙二醇
聚乙二醇是另外一類廣泛應(yīng)用的固定相。有些我們稱之為“WAX”或“FFAP”。聚乙二醇的穩(wěn)定性、使用溫度范圍都比聚硅氧烷要差一些。聚乙二醇固定相色譜柱的壽命較短,而且容易受溫度和環(huán)境(有氧環(huán)境等)的影響。但由于它的極性比較強(qiáng),對(duì)極性物質(zhì)有特殊的分離效能,所以仍是我們常用的固定相之一。為了提高分離效能,還有用pH陽(yáng)離子改性聚乙二醇固定相。FFAP柱就是一類用對(duì)苯二甲酸改性的聚乙二醇作為固定相的(DB-FFAP)。這種色譜柱常用于分析分離酸性化合物。另外,我們也用堿性化合物對(duì)聚乙二醇固定相改性用來分析分離堿性化合物(CAM)。相應(yīng)的柱子牌號(hào)有:HP-Wax、DB-Wax、Carbowax-10,HP-INNOWax、DB-WAXetr、Carbowax-20M,HP-FFAP、DB FFAP、OV-351等。
3、氣-固固定相
氣-固固定相就是在管壁表面粘合很薄一層的小顆粒物質(zhì),通常叫做多孔層開口管(PLOT)柱。樣品是通過在氣—固固定相上產(chǎn)生吸附/脫附作用來分離的。它們常用來分離各種氣體及低沸點(diǎn)溶劑。zui為常用的PLOT柱固定相有苯乙烯衍生物、氧化鋁和分子篩等。相應(yīng)的柱子牌號(hào)有:HP PLOT Al2O3“S”、HP PLOT Al2O3“KCl”、GS-Al2O3、CP-Al2O3/KCl、HP PLOT Q、HP PLOT U等。
4、鍵合和交聯(lián)固定相
為了改善柱子的性能,常采用鍵合和交聯(lián)的方式。交聯(lián)是將多個(gè)聚合物鏈單體通過共價(jià)鍵進(jìn)行連接,鍵合是將其再通過共價(jià)鍵與管壁表面相連。這樣處理的結(jié)果使得固定相的熱穩(wěn)定性和溶劑穩(wěn)定性都有較大的提高。所以,鍵合交聯(lián)固定相色譜柱可以通過溶劑的浸洗,從而去除柱內(nèi)的污染物。
常見色譜柱固定相的使用溫度
1、聚二甲基硅酮類固定相: OV-1 , SE-30 (彈性體,OV-101 , SF96 , DC2000流體),使用溫度上限為300C,但把溫度上限改為280℃,可使柱子壽命顯著延長(zhǎng)。一般來說,彈性體類固定液比流體類更穩(wěn)定些,SF96 , DC200因含有較高水平的殘留催化劑和不純物,不宜作GC/MS分析。
2、聚苯基乙基硅酮:SE-52(彈性體,5%苯基),SE-54(彈性體,5%苯基,1%乙烯基),DC10(液體,35%苯基),OV-17(液體,50%苯基)實(shí)際上限250℃。SE-52、SE-54在280時(shí)穩(wěn)定性很好,常用于GC/MS分析,并能容納超負(fù)荷的大進(jìn)樣量。苯基含量增加、穩(wěn)定性要差點(diǎn)。
3、聚氰丙基硅酮是極性強(qiáng)的硅酮固定液:OV225(液體,25%氰丙基,25%苯基),Silav10c、SP2340(液體,75%氰丙基),實(shí)際溫度上限是250℃。
4、聚乙二醇型(Carbowax or PEG)固定液是乙烯氧化物聚合體的混合物,其名稱反映了他們分子量變化范圍的平均值。Carbowax 20000(臘狀固體),F(xiàn)FAP(兩終端都是對(duì)苯二甲酸的Carbowax 20000),實(shí)際溫度上限是220℃。
色譜柱固定液英漢對(duì)照
阿皮松(真空潤(rùn)滑脂).................................................Apeizon-
八(2-羥內(nèi)基)蔗糖 .............................................Hyprose SP-80
苯磺酸鈉乳化劑 ......................................................Otonite-
苯喹啉 .....................................................7.8-Benzoquinoline
苯乙腈 ..........................................................Bebzylcyanide
芐基聯(lián)苯 .......................................................Benzyldiphenyl
丙烷壬酸 *酯(纖烷絲酯)............................... Celanese Ester No.9
NN-一,二(2氰乙基)甲酰胺 ...............N,N-Bis-(2cyanoethyl)formamide(BCEF)
N,N-一,二甲基硬脂酸酰胺(混以十四十六烷堿) .......................Hallcomiol
M- 二甲基雙十八烷基皂士 ...........................................Bentone34
癸二腈 .......................................................Sebaconitrile
癸二酸 二(2-乙氧基乙)酯 ...................Bis-(2-ethoxyethyl)Sebacate.BEES
癸二酸二辛酯.......................................... Dioctyl Sebacate(DOS)
環(huán)氧樹脂................................................................EPON-
已二酸二(2-甲氧基乙)酯 ....................Bis-(2-moethoxyethyl)adipate(bmea)
已二酸二(2-乙氧基乙)酯 ....................Bis-(2-moethoxyethyl)adipate(bmea)
甲基硅氧烷與聚乙醇丁二酸共聚物 ........................................ECSS-X
甲基三氧苯基(10%)硅氧烷 .......................................Versilube F-50
甲基硅油(甲基硅氧烷) .....................................................OV-
角鯊?fù)?...............................................................Spulane
角鯊烯 ...............................................................Squlane
季戊四醇四氰乙基醚 ..............Tetracyanoethylanted penterythriyriol(tcepe)
聚1,4-丁二醇丁二基酸酯 .......................Butanel,1,4-diol suceinate(BDS)
聚乙烯基吡咯烷酮 ....................................Polyinylpyrrolidone(PVP)
聚苯基二乙醇胺丁二酸酯 .................Phenyldiethanolqnine succinate(PDEAS)
聚苯醚 ........................................................Polyhenylether
聚苯醚砜 .............................................................Poly-S-
聚丙二醇已二酸酯.................................................... Roplex400
聚二乙二醇丁二酸酯 ................Dienthyeneglycol succinate(DECS,LAC-3R-728)
聚二乙二醇已二酸酯 ..................Dienthyeneglycol adipate(DEGA,LAC-1R-296)
聚環(huán)已烷二甲醇丁二酸酯 .................Cyclohexanedimetheanolsuccinate(CHDMS)
聚三氟氟乙烯油 ....................................................Kel-FOil#10
聚碳硼烷甲基硅氧烷 ....................................................Dexsil-
聚烷撐二醇 ..............................................................UCON-
聚酰胺 ................................................................Poly-A-
聚新戊二醇丁二酸酯.............................Neeopentyl glyol succinate(NGS)
聚亞酰胺110 ..........................................................Poly-110-
聚乙二醇 ........................................................Carbowax-,PEC-
聚乙二醇20M與2-硝基對(duì)苯二甲酸反應(yīng)物 ...............................EfFAP,OV-351 ..
聚乙二醇20M與對(duì)苯二甲酯反應(yīng)物 ..................................Carbowax20M-TPA
聚乙醇單硬脂酸脂 ...................................................Ethofat60/25
聚乙二醇丁二酸脂 .......................Ethylene glycol succinate(EGS,LAC-4-R866
聚乙二醇已二酸脂 ...................................Ethylene glycol adipate(EGA)
聚乙二醇壬基苯基醚.................................................... Lgepal CO
鄰苯二甲酸二三(2-丁氧基乙)酯 .........................Bis(2-butoxyethyl)phthalan
鄰苯二甲酸二癸酯 ......................................DI-N-decyl phthalate(DDP)
鄰苯二甲酸二壬酯.......................................... Dinonylphthalate(DNP)
鄰苯二甲酸二辛酯.......................................... Diocyl phthalate(DOP)
鄰苯二甲酸二(2-乙基已)酯 ............................Bis(2-ethylthexyl)phthalate
鄰苯二甲酸二異癸酯..................................... Diisodecyl phthalate(DDP)
磷酸鄰*苯酯 ..............................................Tricresy phosphate.
β,β一硫代二丙腈 ..................................β,β-Thiodipripionitrile(TDPN)
碳油 ............................................................Halocarbon oit-
馬來酸二正丁酯 ...........................................Di-n-butyl maleate(DBM)
1-羥基-2十七碳烷基噗唑啉............................................... Amine-220
氰丙基苯基硅氧烷 ..........................................................Silar-
氰乙基甲基硅氧烷與聚乙二醇丁二酸酯共聚物 .................................ECNSSM.
曲拉通 ....................................................................Triton
1、2、3-三(2-氰乙氧基)丙烷 .................1.2.3-Tris-(2-Cyanothoxy)pronane(TGEP)
三氟丙基(50%)甲基硅氧烷 .......................................................QF-
三乙醇胺 ........................................................Triethanolamin.e
山梨糖醇 ................................................................Sorbitol
雙甘油 ................................................................Diglycerol
四(2-羥乙基)乙二胺...................... Tetrahydroxyethyl ethylenediamine(THEND)
四乙二醇二甲醚 T ................................eraethylene gycol dimethyl ether
β-β-氧二丙腈 .......................................β,β-Oxydipropionitrile(ODPN)
液體石蠟 ....................................................................Nujo
液晶 ....................................................................BMBTBMBI
有機(jī)皂士............................................................ -34Bentone34
正十六烷 ............................................................n-Hexadecath
聚酰胺樹脂........................................................... Versamid900
聚新戊二醇已二酸酯.................................. Neeopentyl glyol adipate(NGA)
毛細(xì)管柱的安裝及其維護(hù)
1. 毛細(xì)管柱的安裝
當(dāng)選擇好合適的毛細(xì)管柱之后,就應(yīng)該進(jìn)行正確地安裝工作。先將毛細(xì)管柱的兩端截取一段(如果是已經(jīng)使用過的柱子,安裝之前一定要分清楚哪個(gè)是與進(jìn)樣口相連,哪個(gè)是與檢測(cè)器相連),然后安裝,注意螺帽不用擰的太緊。
安裝柱子應(yīng)該在進(jìn)樣口部件都安裝好之后。當(dāng)柱子的一段與進(jìn)樣口接好后,應(yīng)該通載氣,將接檢測(cè)器的一端放置在丙酮溶液中,觀察是否有氣泡,用以判斷毛細(xì)管柱是否被堵。
2. 柱子的老化。
毛細(xì)管柱特別是新的柱子,使用之前的老化是很重要的,老化的目的就是使涂層固定相中的低沸點(diǎn)物質(zhì)揮發(fā)干凈,使得固定液分配的比較均勻。老化時(shí),毛細(xì)管柱的一端接進(jìn)樣口,另一端不接檢測(cè)器,放置于柱箱內(nèi)。老化的zui高溫度應(yīng)該低于柱子zui高使用溫度的20~30℃,老化時(shí)應(yīng)該采用程序升溫,升溫的速率盡量小,然后在zui高溫度保持4小時(shí)左右。*次老化結(jié)束后,將連接檢測(cè)器的一端的毛細(xì)管柱截取一段,安裝后查看基線是否正常,若不正常還需要繼續(xù)老化。
3. 毛細(xì)管柱的維護(hù)
毛細(xì)管柱在平時(shí)不使用的時(shí)候,因該妥善保管,柱子的兩端都應(yīng)該封好(可用廢舊的進(jìn)樣墊),主要是防止固定液被氧化和雜物進(jìn)入。放置時(shí)也應(yīng)該留意柱子的那一端是連接檢測(cè)器,哪一端是連接進(jìn)樣口。
不同毛細(xì)管柱壓力的設(shè)置
壓力單位(psi)
15m 25m 30m 50m 100m
0.20mm 10-15 20-30 18-30 40-60 80-120
0.25mm 8-12 13-22 15-25 28-45 55-90
0.32mm 5-10 8-15 10-20 16-30 32-60
0.53mm 1-2 2-3 2-4 4-8 6-14
氣相色譜分析中柱長(zhǎng)、柱內(nèi)徑、柱溫、載氣流速、固定相、進(jìn)樣等操作條件對(duì)分離的影響
1、柱長(zhǎng),柱內(nèi)徑:一般講,柱管增長(zhǎng),可改善分離能力,短則組分餾出的快些;柱內(nèi)徑小分離效果好,柱內(nèi)徑大處理量大,但柱內(nèi)徑過大,將導(dǎo)致?lián)w不能均勻地分布在色譜柱中。分析用柱管一般內(nèi)徑為3-6毫米,柱長(zhǎng)為1-4米。 2、柱溫:是一個(gè)重要的操作變數(shù),直接影響分離效能和分析速度。選擇柱溫的根據(jù)是混合物的沸點(diǎn)范圍,固定液的配比和鑒定器的靈敏度。提高柱溫可縮短分析時(shí)間;降低柱溫可使色譜柱選擇性增大,有利于組分的分離和色譜柱穩(wěn)定性提高,柱壽命延長(zhǎng)。一般采用等于或高于數(shù)十度于樣品的平均沸點(diǎn)的柱溫為較合適,對(duì)易揮發(fā)樣用低柱溫,不易揮發(fā)的樣品采用高柱溫。 3、載氣流速:載氣流速是決定色譜分離的重要原因之一。一般講流速高色譜峰狹,反之則寬些,但流速過高或過低對(duì)分離都有不利的影響。流速要求要平穩(wěn),常用的流速范圍每分鐘在10-100亳升之間。 4、固定相:固定相是由固體吸附劑或涂有固定液的擔(dān)體構(gòu)成。 (1)固體吸附劑或擔(dān)體粗細(xì):一般采用40-60目、60-80目、80-100目。當(dāng)用同等長(zhǎng)度的柱子,顆粒細(xì)的分離效率就要比粗的好些。 (2)固定液含量:固定液含量對(duì)分離效率的影響很大,它與擔(dān)體的重量比一般用15%-25%。比例過大有損于分離,比例過小會(huì)使色譜峰拖尾。 5、進(jìn)樣:一般講進(jìn)樣快,進(jìn)樣量小,進(jìn)樣溫度高其分離效果好。對(duì)進(jìn)液體樣,速度要快,汽化溫度要高于樣品中高沸點(diǎn)組分的沸點(diǎn)值,一次汽化,保證色譜峰形不致展寬、使柱效高。當(dāng)進(jìn)樣量在一定限度時(shí),色譜峰的半峰寬是不變的。若進(jìn)樣量過多就會(huì)造成色譜柱超載。一般講柱長(zhǎng)增加四倍,樣品的許可量增加一倍。對(duì)于常規(guī)分析,液體進(jìn)樣量為1-20微升;氣體進(jìn)樣量為0、1-5毫升。
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