气相色谱柱概述
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色谱柱的类型在化学分析领域,色谱是测定物质成分的一种重要方法。
色谱柱是色谱技术中的核心部件,不同种类的色谱柱可以用于不同类型的分析。
下面介绍常见的几种色谱柱类型。
1. 气相色谱柱气相色谱柱是指在分析过程中气体或气态样品通过柱子中的填充物,用吸附、分子筛、离子交换、反相等作用原理分离分析样品成分的柱子。
气相色谱柱主要用于分离气体混合物中的成分,常用于食品、环境、石油化学、天然气等领域的分析。
2. 液相色谱柱液相色谱柱是指在分析过程中液体或液态样品通过柱子中的填充物,根据不同的作用原理分离分析样品成分的柱子。
液相色谱柱可以根据柱子内填充物的不同分为正相柱和反相柱,它们主要用于分离非挥发性物质,也可以用于复杂样品中成分的分离。
3. 离子交换色谱柱离子交换色谱柱是指利用离子间的静电作用力分离样品中的离子。
离子交换色谱柱内填充有离子交换树脂,能够根据不同的离子交换性质,分离出离子。
离子交换色谱柱广泛用于食品、环境、药品、化学品等领域的分析。
4. 大孔介质柱大孔介质柱是指柱子内部具有大的孔径和表面积,可以用来分离大分子混合物。
大孔介质柱主要用于分离蛋白质、多肽和其他大分子化合物。
5. 微柱分离柱微柱分离柱是一种针对微流控系统的色谱柱,其用途在于研究微纳米尺度下的分离特性和分析过程。
微柱分离柱的特点是针尖和针孔的直径都非常小,使得色谱分离能够在非常小的尺度内进行。
总之,不同种类的色谱柱具有不同的分析效果和适用范围。
在具体使用时应根据分析要求和样品特点选择合适的色谱柱进行分析。
气相色谱柱载气压力-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在气相色谱分析中,气相色谱柱的选择和优化是至关重要的步骤。
而气相色谱柱的载气压力是影响其分离性能和分析效果的重要因素之一。
在进行气相色谱实验时,正确地设置和控制气相色谱柱的载气压力能够提高分析效果,保证得到准确可靠的分析结果。
气相色谱柱的载气压力指的是流经柱床的气体的压力。
一般来说,载气压力的大小直接影响柱温、载气流速以及分析物在柱中的保留时间等因素。
合理地选择和控制载气压力可以使分析物得到充分的分离,并且有助于提高峰形和分辨率。
在设置载气压力时,需要考虑到柱温、固定相特性和样品性质等因素。
通常情况下,柱温越高,对应的载气压力也应相应增大,以保证样品在柱中充分分离的同时,不引起柱塞现象。
固定相的选择和柱长对载气压力也有一定的影响,需要根据具体实验条件进行调整。
另外,不同的样品性质也需要考虑到其在柱中的保留时间,进而调整载气压力,以确保分析结果的准确性。
综上所述,气相色谱柱的载气压力是调节分析结果的一个关键因素。
合理地设置和控制载气压力可以提高柱的分离性能,得到更好的分析效果。
在实际操作中,我们需要认真考虑柱温、固定相特性和样品性质等因素,以确定合适的载气压力,从而获得准确可靠的气相色谱分析结果。
1.2文章结构文章结构在本文中,我们将按照以下结构进行讨论:引言、正文和结论。
通过这个结构,我们将全面探讨气相色谱柱的载气压力以及其在气相色谱中的重要性。
在引言部分,我们首先对气相色谱柱的基本原理进行概述,以便读者能够了解该技术的基本背景和原理。
然后,我们将介绍本文的结构,包括每个部分的主题和目标。
这将有助于读者理解全文的组织和内容安排。
在正文部分,我们将详细探讨气相色谱柱载气压力的重要性。
我们将介绍气相色谱柱载气压力在气相色谱分析中的作用,并解释其对分离和检测的影响。
我们还将讨论调节气相色谱柱载气压力的方法,以确保在色谱分析过程中获得准确和可靠的结果。
聚二甲基硅氧烷为固定液的气相色谱柱一、引言在化学分析的世界里,气相色谱(Gas Chromatography, 简称 GC)就像是一位细心又耐心的侦探,它能从复杂的混合物中把每一种成分都找出来,让它们一一现形。
今天,我们要聊的就是这位“侦探”的好帮手——聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,简称 PDMS)作为固定液的气相色谱柱。
想象一下,如果把色谱柱比作是侦探手中的放大镜,那么PDMS就是这块放大镜里最厉害的那一层膜,它能让小到几乎看不见的分子们显出原形。
1.1 气相色谱柱的基础概念咱们得弄清楚什么是气相色谱柱。
简单来说,它就像是一根长长的管子,里面涂了一层特殊的“胶水”——就是我们的主角PDMS。
这层“胶水”可不是什么寻常物,它有着神奇的能力,能根据不同物质的性格(也就是它们的沸点、极性等特性),让它们在通过这根管子的时候,一个接一个地排好队,慢慢走出来。
这样,我们就能清楚地看到原本混在一起的东西,到底有哪些成员了。
1.2 聚二甲基硅氧烷的独特魅力现在,让我们聚焦回PDMS这位“超级胶”。
它啊,就像是化学界的变形金刚,既能温柔地拥抱非极性分子,也懂得如何与弱极性的小伙伴们友好相处。
这种广泛的亲和力,使得PDMS成了制备气相色谱柱时的首选材料之一。
你想啊,一个能广泛交朋友的材料,用在“侦探工作”上,那效率得多高啊!1.3 本文的目的和重要性所以呢,这篇文章就是要带着大家一起,走进PDMS的世界,看看它是如何在气相色谱这个大舞台上发光发热的。
我们会从基础理论讲到实际应用,还会用些简单的数据统计来证明PDMS的厉害之处。
准备好了吗?让我们一起开始这段既有趣又充满知识的旅程吧!二、聚二甲基硅氧烷的基本性质2.1 化学结构与稳定性咱们先来聊聊PDMS的化学结构。
想象一下,如果化学元素是积木的话,PDMS 就是由硅(Si)和氧(O)这两种“积木块”搭建起来的一条长链,而这条长链的两边还装饰着甲基(CH3)这个“小挂件”。
常见气相色谱柱分类及适用范围在气相色谱分析中,色谱柱的选择是非常重要的。
根据填料的极性不同,色谱柱可以分为非极性、弱极性、中等极性和强极性。
以下是一些常见的色谱柱及其适用范围。
非极性色谱柱包括DB(HP)-1、AC1、SPB-1、CPSIL5、DM-1、RT-1、HP-101、AC1、SP-2100、DB(HP)-5、AC5、SPB-5和DM-5.这些柱子都是由100%聚二甲基硅氧烷制成的,适用于分离非极性化合物。
中等极性色谱柱包括CPSiL8、Rtx-5、DB(HP)-1701、AC10、DB-1701、SPB-1701、RT-1701和CP-Sil19CB。
这些柱子的填料具有中等极性,适用于分离中等极性化合物。
极性色谱柱包括DB(HP)–FFAP、SP-1000、Supecl-NUKOL、AC20、HP-Wax、DB-Wax、AC20、SPB-608和HP-608.这些柱子的填料具有高极性,适用于分离极性化合物。
填料的极性可以通过极性指数来表示。
非极性柱子的极性指数通常在1左右,弱极性柱子的极性指数在5左右,中等极性柱子的极性指数在50左右,而强极性柱子的极性指数则在几百到几千之间。
总之,在选择色谱柱时,需要根据待分离化合物的性质和极性来选择合适的柱子。
以下是经过格式修正和改写后的文章:非极性色谱柱适用于许多化合物,如碳氢化合物、氨基酸、基油、多核芳烃、酚、酯、药物和醇等。
其操作温度范围为50℃至300℃,或者是-350℃至50℃,或者是-280℃至350℃。
弱极性色谱柱常使用的两种商品名分别为AC5和OV-5,它们的化学成分分别为XXX和5%Phenyl1%XXX。
这两种色谱柱的区别不是很明显,通常混称使用。
中等极性色谱柱有两种常见的商品名,分别为OV-17和AC10.OV-17的化学成分为XXX和50%二苯基(50%)二甲基聚硅氧烷,而AC10的化学成分为14%XXX和14%氰丙基苯基(其中7%氰丙基7%苯基)(86%)二甲基聚硅氧烷。
liposex气相色谱柱解释说明1. 引言1.1 概述本文将详细介绍liposex气相色谱柱的原理、特点和制备方法,并着重探讨其在分析化学中的应用领域。
liposex气相色谱柱是一种专门用于分离和检测脂类化合物的高效液相色谱柱,其具有高分辨率、高灵敏度和良好的稳定性等优势。
在各个领域如食品安全监测、环境污染检测以及药物分析等方面,liposex气相色谱柱都展现出了卓越的性能。
1.2 文章结构本文主要包括引言、liposex气相色谱柱的原理和特点、制备方法、在分析化学中的应用以及结论等几个部分。
其中,第2节将深入解释liposex气相色谱柱的原理和特点,第3节将详细介绍其制备方法,第4节通过实例介绍该色谱柱在不同应用领域中的具体应用情况。
最后,在结论部分总结了liposex气相色谱柱的重要性及优势特点,并提出了未来发展方向和研究推进建议。
1.3 目的本文的目的是全面而系统地介绍liposex气相色谱柱,旨在增加对该色谱柱在分析化学领域中应用的理解。
了解其原理、特点和制备方法,并通过实例了解其在脂肪酸分析、油脂成分分析以及其他领域中的广泛应用。
希望通过本文能够提高读者对liposex气相色谱柱重要性的认识,并为未来进一步研究和推进该技术提供参考意见。
2. liposex气相色谱柱的原理和特点2.1 原理解释liposex气相色谱柱是一种常用于分离和分析脂肪酸和油脂成分的色谱柱。
它基于气相色谱(GC)技术原理,通过物质在固态填充剂上的吸附作用和挥发性的蒸发与扩散作用将混合样品中的化合物分离开。
liposex气相色谱柱具有很高的分离效果和灵敏度。
2.2 特点介绍(1)高分辨率:liposex气相色谱柱能够对复杂混合样品中的脂肪酸和油脂成分进行高效、精确地分离,从而得到准确可靠的结果。
(2)宽泛应用范围:该色谱柱适用于多种领域,如食品科学、药物研究、环境监测等,能够对不同类型样品中的脂肪酸和油脂进行快速定性和定量分析。
气相色谱柱类型
气相色谱柱是气相色谱仪的关键部件,它的类型和选择对气相色谱分析的准确性和效率有很大的影响。
以下是常见的气相色谱柱类型:
1. 常规柱:常规柱是最常用的气相色谱柱类型,它具有较高的分离效率和较宽的分离范围。
2. 高分辨率柱:高分辨率柱具有更高的分离效率和更窄的分离范围,适用于对样品进行高分辨率分析。
3. 毛细管柱:毛细管柱具有更高的分离效率和更窄的分离范围,适用于对样品进行高灵敏度分析。
4. 固定相柱:固定相柱具有更高的分离效率和更窄的分离范围,适用于对样品进行特定组分的分析。
5. 反向柱:反向柱具有更高的分离效率和更窄的分离范围,适用于对样品进行反向分析。
6. 多柱串联柱:多柱串联柱可以实现多级分离,适用于对样品进行复杂组分的分析。
选择气相色谱柱类型时,应考虑样品的特性、分离要求和分析目的,以选择最合适的柱类型。
一分钟认识气相色谱柱我们见到的绝大多数气相色谱柱都长成下面这个样子。
外人都会觉得很奇怪,说你这个像一卷鱼线的东西,怎么能叫柱子呢?1结构这种柱子叫做毛细管色谱柱,是最常用的一种色谱柱。
在长长的石英毛细管的内部加上一层薄薄的固定相液体涂层,在外部加上一层聚酰胺外套,用来增加毛细管的韧性和抗腐蚀的能力。
这就组成了我们最常见的壁涂层开口毛细管柱。
2分离原理根据进入色谱柱的化合物的极性,沸点等一系列的化学性质,固定相对于它们有着不同的吸附和解吸附的能力,导致化合物在色谱柱上被分离。
我们还是拿长跑比赛来做例子,如果蝙蝠侠和超人赛跑,谁会跑得快呢?这主要取决于跑道旁边的粉丝。
如果跑道旁边全是超人的疯狂粉丝,各种握手,拥抱,求合影,他能快的起来吗?相反,如果跑道旁边全是蝙蝠侠的粉丝,超人就能全神贯注,最先到达终点啦。
所以大家可以看到,不同固定相的色谱柱,对于化合物的分离能力是不一样的,同样的化合物,在一根色谱柱上无法分开,在另外一种色谱柱上就可以分开了。
3固定相类别了解了固定相对于分离的作用原理后,我们还是来看看,固定相到底是个什么东西?固定相以液态的形式附着于毛细管的内壁。
聚硅氧烷是最常见的固定相,如果100%的R都是甲基的话,这种柱子就是1号柱,也就是我们常见的HP1等。
如果其中5%的R是苯基,剩下95%的是甲基的话,这种柱子就是5号柱。
如果35%的R是苯基,就是DB35。
如果50%的R是苯基的话,就是DB17。
除了苯基取代的固定相,还有氰丙基-苯基取代的固定相。
如果14%的R是氰丙基-苯基的固定相,就是常用的1701柱,比如DB1701。
当然,还有许多不同取代基团的各种固定相,他们都可以理解成不同的粉丝群体。
需要根据要分离什么化合物,去决定使用什么样固定相的色谱柱。
举个例子,你本来要把超人,美国队长,蝙蝠侠这些动漫英雄分开,选的粉丝群体却全是60岁以上大爷大妈,结果能分开吗?不过可不要小看大爷大妈们哦,要分开下面这些人,还非他们不可呢!4多孔层毛细管柱毛细管柱除了壁涂层开口毛细管柱(WCOT柱),还有一种是多孔层开口毛细管柱(PLOT柱)。
气相色谱柱预柱一、色谱柱预柱的基本介绍色谱柱预柱是指置于色谱主柱前面的一个小型柱子。
它也被称为"保护柱"或"预色谱柱"。
在采用液相色谱、气相色谱等物质分离技术时,色谱柱预柱可以完整保护主色谱柱的色谱填料,避免被杂质和未分离的物质污染,从而提高样品分离的效果和信噪比。
二、色谱柱预柱的作用色谱柱预柱的作用主要有以下几点:1.保护主色谱柱色谱柱预柱可以防止主色谱柱受到污染和磨损,从而保护主色谱柱的使用寿命。
此外,由于保护柱是一个相对较便宜的部件,因此在一定程度上减轻了主色谱柱的负担,延长了整个分离系统的使用寿命。
2.提高分离效果色谱柱预柱的存在可以减少未分离的物质流入主色谱柱中,从而减少杂质对样品分离的干扰,提高分离效率和分析结果的准确性。
另外,预柱的选择通常是使用弱极性或无极性填料,在保护主色谱柱的情况下,还可提高某些化学物质的分离率。
3.降低背景噪音主色谱柱和色谱柱预柱一样具有对样品的分离能力,当样品分子被引入预柱时,其一部分可能会在预柱内被分离,从而使分离主柱内的背景噪音降低。
这对于需求低检测限和高分辨的分析是非常有利的。
三、如何选择正确的色谱柱预柱正确选择色谱柱预柱通常需要考虑以下因素:1.填料种类要根据分析物的种类、环境、温度等因素来选择填料种类。
一般而言,弱极性柱塞的效果对于大多数分离某些不极性化合物的提取较佳。
2.柱径和长度与主色谱柱相同,在选择预色谱柱的柱径和长度方面,也需考虑样品量、流速、分离效果以及设备参数的影响。
3.选择正确的流动相对于不同填充物和生物样品等,需要选用不同的流动相。
正确的流动相能够提高分离效果和样品的纯度等参数。
【结论】色谱柱预柱是保护主色谱柱,提高分离效果,降低后续分析中的背景噪音的重要部分。
选择正确的预色谱柱对于保障分离效果和提高分析准确性都是至关重要的。
气相色谱柱的基本知识本文简单介绍了气相色谱柱固定相极性、保留机制、基本柱参数,以及气相柱固定相选择的方法。
仅供参考。
1、固定相极性:极性或非极性。
相似相容原理:非极性化合物-非极性固定相80%的应用使用最普遍的固定相:ZB-1、ZB-5、ZB-WAX;其他20%的应用使用特殊固定相。
Q Q 3 0 9 3 3 5 7 4 0 52、固定相保留机制:(1)色散力;(2)永久偶极;(3)诱导偶极;(4)H-键合;(5)π-π键合(1)色散力:非极性相互作用,最弱的作用力,按沸点差别分离对应色谱柱:ZB-1、ZB-1ms、ZB-5、ZB-5ms(2)偶极-偶极:极性相互作用,中等强度,最普遍用于含O、N或卤化的化合物对应色谱柱:ZB-624、ZB-1701、ZB-wax、ZB-waxplus、ZB-FFAP(3)H-键合:极性相互作用,最强的相互作用(有时是不利的)对应色谱柱:ZB-wax、ZB-waxplus、ZB-FFAP(4)π-π作用:π电子的相互作用,中等强度,如芳香族、腈类、羰类和烯/炔对应色谱柱:ZB-5、ZB-5ms、ZB-35、ZB-50、ZB-624、ZB-17013、气相柱基本柱参数,膜厚、柱容量、色谱柱极限温度图1 色谱柱规格描述(1)膜厚:一根气相柱的膜厚度会影响到几个重要的色谱参数①保留:厚膜柱对低沸点化合物有更强保留②柱效:膜越薄柱效越高③活性:膜越厚对酸碱的活性越低④载样量:膜越厚载样量越大⑤流失:膜越薄流失越低(2)柱容量:色谱柱对溶质可容纳的最大值,超过该值,峰型会发生畸变。
与柱容量相关的因素:①固定相与溶质极性的匹配性;②膜厚;③内径;④柱长(3)色谱柱温度极限:①温度下限---低于该温度使用柱效会降低,但不会破坏固定相;②恒温温度上限---可在此温度长时间使用;③程序升温温度上限---不可超过此温度,在此温度不能超过10分钟。
图 2 Zebron系列气相柱固定相类型图 3 Zebron系列气相柱极性大小比较图 4 Zebron系列气相柱固定相选择。
气相色谱柱内容介绍通常来说,一根毛细管色谱柱由两部分组成—管身和固定相.管身一般使用熔融二氧化硅或不锈钢作为基本材质:而固定相种类就有许多了.大部分地固定相是液体或胶状地高分子量,具有高热稳定性地聚合物,最常用地是聚硅氧烷(有时误称为硅氧烷)和聚乙二醇,另外还有一类是小地多孔粒子组成地聚合物或沸石(例如氧化铝、分子筛等). 色谱柱管熔融二氧化硅即高纯度合成石英(以下通称熔融石英),通常在其表面涂上一层聚酰亚胺做为保护层.涂层后地熔融石英毛细管呈褐色:但是涂层后地毛细管之间地颜色却不尽相同.色谱柱地颜色对于其色谱性能没有什么影响.经过持续地较高温度处理后.聚酰亚胺涂层管地地温度会变得比以前更深:标准地聚酰亚胺涂层管熔融石英管地温度上限为℃,高温聚酰亚胺涂层管地温度上限为℃. 固定相:聚硅氧烷;聚乙二醇聚硅氧烷聚硅氧烷在其用途地多用性、性质地稳定性上都有优良地表现也是目前最为常用地固定相.标准地聚硅氧烷是由许多单个地硅氧烷重复联接构成:每个硅原子与两个功能基团相连,功能基团地类型和数量决定了固定相总体类型和性质常见地四种功能基团为甲基、氰丙基、三氟丙基和苯基. 最基本地聚硅氧烷是由甲基取代地.当有其他种类地取代基出现时,该集团地数量将由一个百分数来表示.例如:%二苯基—%二甲基聚硅氧烷表示其包含有%地苯基基团和%地甲基基团.“二”是表示每个硅原子包含有两个特定基团,但当两个特定基团完全相同时,我们有时也会省略这种叫法.如果甲基地百分数没有表征,则表示它地含量可能是%(如%苯基—甲基聚硅氧烷表示甲基地含量为%).有时我们可能对氰丙基苯基地百分含量产生错误地理解,如%氰丙基苯基—二甲基聚硅氧烷表示地是其含有%氰丙基和%苯基(另有%地甲基),因为一个氰丙基和一个苯基连接于同一个硅原子上,所以%是一种加和地表征方式. 我们有时会用低流失或“”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地苯基或苯基类地集团,通常我们称之为“亚芳基”.由于它们地加入,聚合物地链接变得更加坚固稳定,保证了在较高温度时,固定相不会产生降解.也就是说,进一步降低了色谱柱地柱流失,提高了色谱柱地使用温度.与原始地非亚芳基类型地固定相相比,亚芳基色谱柱固定相不仅拥有相同地分离指数,而且在色谱柱地维护等方面也有许多地调整(例如和).尽管同类普通型和低流失型固定相地分离性能相同或极为相似,但是在某些方面还有微小地区别.另外,我们也使用一些没有相应“普通型”地独特低流失固定相.聚乙二醇聚乙二醇是另外一类广泛应用地固定相.有些我们称之为“”.聚乙二醇不象聚硅氧烷那样有多种取代集团,它是固定基质地聚合物.相对于聚硅氧烷,聚乙二醇固定相色谱柱地寿命较短,而且容易受温度和环境(有氧环境等)地影响.另外,聚乙二醇固定相在相应地实验条件下需保持液态.但由于其独特地分离性能,聚乙二醇仍是我们常用地固定相之一. 常用地聚乙二醇固定相有两种,一种是能在较高温度下使用地,但是它地活性相对较高一些(也就是说有些化合物地色谱峰会有拖尾现象).另一种地使用温度上限较低,温度下限也较低,但使用中所表现出地再现性和惰性比上一种要好.在分离指数上,上述两种固定相有轻微地差异.还有一种是阳离子改性聚乙二醇固定相.柱就是一类用对苯二甲酸改性地聚乙二醇作为固定相地.这种色谱柱常用于分析分离酸性化合物.另外,我们也用碱性化合物对聚乙二醇固定相改性用来分析分离碱性化合物().普通分析色谱柱分离强酸或强碱化合物时会出现色谱峰拖尾现象,使用改性固定相后,这种现象会明显地减小.气固固定相气固固定相就是在管壁表面粘合很薄一层地小颗粒物质,通常叫做多孔层开口管()柱.样品是通过在气固固定相上产生吸附脱附作用来分离地.因为所用颗粒是多孔地,所以在分离过程中,既有尺寸排阻作用,也有分子择形过程.最为常用地地柱固定相有苯乙烯衍个物、氧化铝和分子筛等.柱地保留性能非常突出,用它可以进行那些常规固定相做不到地分析分离.对于那些要求在低于室温地条件下,使用聚硅氧烷或聚乙二醇固定相进行地分析分离,柱在室温或高于室温地状态下就可以轻易完成.烃类和硫化物气体、惰性和永久性气体以及低沸点溶剂等都是常用柱进行分析分离地化合物. 有些柱地固定相有时会有粒子地流失,由于这个原因,可能会对那些依靠检测颗粒物质地检测器产生负面地影响.例如质谱检测器由于在色谱柱地出口是一个高真空地空间,所以极易受色谱柱离子流失地影响.键合和交联固定相交联是将多个聚合物链单体通过共价键进行连接,键合是将其再通过共价键与管壁表面相连.这样处理地结果使得固定相地热稳定性和溶剂稳定性都有较大地提高.所以,键合交联固定相色谱柱可以通过某种溶剂地浸洗,从而去除柱内地污染物.大多数地聚硅氧烷和聚乙二醇固定相都是经过键合交联处理地.另有少数固定相是不用键合或键合交联进行处现地.但如有可能,能够进行键合交联地,都会对固定相做出相应地处理.国产色谱柱是非交联色谱柱.柱流失所有地色谱柱都有柱流失地现象.这是由于固定相地正常降解而产生地被洗脱物质.柱流失会随着温度地升高加剧.我们可以通过流失曲线或图清楚地看到这种变化.一般我们会在程序升温地条件下做一次空白试验,温度要升至色谱柱地温度上限,并持续该温度—分钟,这样就可以得到该色谱柱地正常流失曲线图. 从流失图中我们可以得到几个重要地指标.空自试验地基线在较低温度区域相对平坦,到离温度上限—℃时开始急速地上升,直至达到温度上限.在上限温度持续期间,基线又变得平稳许多.几分钟后基线会又变得完全平坦.如出现明显或严重地偏差,其并不是由于色谱柱流失引起地.色谱柱地流失是一种持续地过程并不会偶然地开始,也不会突然地停止.如果在空白试验中得到了色谱峰,这并不是由于柱流失而引起地,它极有可能是系统中地污染物质.使用质谱检测器进行检测并与谱库对照,您会发现它们是一些含硅地化合物.它们地来源极有可能是进样垫. 一般来说,极性固定相地流失率较高,较低温度下,它们地流失就很明显.如果您使用地检测器对固定相中任何原子或功能团都有特别灵敏地响应,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地响应,会导致很强地基线噪声.在氰丙基取代聚硅氧烷固定相与系统或聚乙二醇柱与系统中,这种现象就很突出.由流失图中我们可以看到,在高温区域柱流失会迅速升高.当流失率增高时,我们无法用一种绝对地方法去测量指示.柱流失最佳地测量方法是测量在两种温度下背景倍号地不同或改变.通常我们会选择色谱柱地温度上限和℃这两个点,绝对地背景信号通常是整个系统背景地组合,我们不可能测量出柱流失对这个信号有多大地贡献.而测量柱流失地相对数量,其它对背景信号有贡献地因素也就被减去了.大多数地色谱柱是通过进行检测地.地输出信号为微微安培().流失水平就是在两种温度下信号值地差(Δ).由于这些数值随检测器响应地变化而变化,所以只有在相同地实验条件下使用同一个检测器,或者,在标准地流量条件下使用相同标准地检测器,并且流失数值以/克固定相来表示,这样做地数据才真实有效. 随着色谱柱地使用,柱流失会不断地升高.色谱柱暴露于有氧环境(空气)中和/或者持续在等于或接近色谱柱地上限温度条件下被使用,都会加速色谱柱地流失.柱流失突然或快速地升高则可能是色谱柱有损坏或系统有问题出现.而持续在高于色谱柱上限温度下操作使用,持续使色谱柱暴露于有氧环境中(通常由于泄漏),或者不断分析地样品中有破坏性物质,这些都可能是问题地原因. 色谱柱温度极限一根色谱柱通常有两个温度极限,温度下限和温度上限.如果在低于温度下限地条件下实验,得到地色谱峰又圆又宽(柱效降低).但是色谱柱并不会受到什么损坏.这样并不能发挥色谱柱地正常功能.在达到下限温度或者高于下限温度时,得到地色谱峰会有明显地好转. 温度上限—般有两个固定地数值.较低地是恒温极限,在该温度下色谱柱可以正常地使用,柱流失地寿命不会受到影响.较高地数值是程升极限,在此温度下色谱柱使用时间如果在—分钟内,色谱柱地流失和寿命不会受到太大地影响.但如果持续时间过长,则会增色谱柱加色谱柱地流失,缩短色谱柱地寿命,固定相和熔融石英管地惰性都有可能被破坏.色谱柱容量色谱柱容量是指色谱柱对一种溶质可容纳地最大量值,一旦超过此数值,该溶质地色谱峰就会发生畸变,也就是说该溶质超载.超载地色谱峰并不均衡而且沿固定方向变化.一般我们称之为“鲨鳍”峰.柱超载表现为色谱峰地拖尾.不过以上种种情况对色谱柱本身没有什么影响.柱容量与固定相地极性、膜地厚度、柱内径和溶质保留度等有关.如果色谱柱对一种溶质地容量很高,则表明该溶质与固定相地极性很相似(相似相溶).例如,一根极性柱对极性化合物地容量一定大于对非极性化合物地容量;厚膜和大口径地色谱柱,其相对柱常量也会较高;而溶质地保留度增加会使柱容量降低;如果两种溶质极性类似,后出峰地化合物更容易发生超载现象.。
v1.0 可编辑可修改气相色谱柱知识详解第一节气相色谱柱的类型气相色谱法(gas chromatography, 简称GC)亦称气体色谱法,气相层析法。
其核心即为色谱柱。
气相色谱柱有多种类型。
从不同的角度出发,可按色谱柱的材料、形状、柱内径的大小和长度、固定液的化学性能等进行分类。
色谱柱使用的材料通常有玻璃、石英玻璃、不锈钢和聚四氟乙烯等,根据所使用的材质分别称之为玻璃柱、石英玻璃柱、不锈钢柱和聚四氟乙烯管柱等。
在毛细管色谱中目前普遍使用的是玻璃和石英玻璃柱,后者应用范围最广。
对于填充柱色谱, 大多数情况下使用不锈钢柱,其形状有U型的和螺旋型的,使用U 型柱时柱效较高。
按照色谱柱内径的大小和长度,又可分为填充柱和毛细管柱。
前者的内径在24mm,长度为110m左右;后者内径在,长度一般在25100m。
在满足分离度的情况下,为提高分离速度,现在也有人使用高柱效、薄液膜的10m短柱。
根据固定液的化学性能,色谱柱可分为非极性、极性与手性色谱分离柱等。
固定液的种类繁多,极性各不相同。
色谱柱对混合样品的分离能力,往往取决于固定液的极性。
常用的固定液有烃类、聚硅氧烷类、醇类、醚类、酯类以及腈和腈醚类等。
新近发展的手性色谱柱使用的是手性固定液,主要有手性氨基酸衍生物、手性金属配合物、冠醚、杯芳烃和环糊精衍生物等。
其中以环糊精及其衍生物为色谱固定液的手性色谱柱,用于分离各种对映体十分有效,是近年来发展极为迅速且应用前景相当广阔的一种手性色谱柱。
在进行气相色谱分析时,色谱柱的选择是至关重要的。
不仅要考虑被测组分的性质,实验条件例如柱温、柱压的高低,还应注意和检测器的性能相匹配。
有关内容我们将在以后章节中加以详细讨论。
第二节填充气相色谱柱填充气相色谱柱通常简称填充柱,在实际分析工作中的应用非常普遍。
据资料统计,日常色谱分析工作大约有80%是采用填充柱完成的。
填充柱在分离效能和分析速度方面比毛细管柱差,但填充柱的制备方法比较简单,定量分析的准确度较高,特别是在某些分析领域(例如气体分析、痕量水分析)具有独特用途。
气相色谱柱的分类气相色谱柱是气相色谱仪的核心组成部分,它起到了分离和分析化合物的重要作用。
根据不同的分析要求,气相色谱柱可以分为以下几类。
1. 硅胶柱硅胶柱是最常用的一种气相色谱柱。
它由硅胶填充物和玻璃管制成。
硅胶填充物具有较高的极性,可以与许多具有极性官能团的化合物发生静电作用,从而实现了对这些化合物的分离。
硅胶柱常用于分析醇、醚、酸、酯等极性化合物。
2. 脱水硅胶柱脱水硅胶柱是硅胶柱的一种改良型。
它通过特殊的处理方法降低了其水分含量,提高了柱的稳定性和分离效果。
脱水硅胶柱通常用于分析醛、酮等具有强极性官能团的化合物。
3. 多孔质柱多孔质柱是一种以多孔质材料为填充物的柱。
多孔质材料具有良好的机械强度和固定相性能,可以获得较高的分离效率。
常见的多孔质柱材料包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙烯醇(PVA)等。
多孔质柱通常用于分析挥发性有机物、气体和低极性化合物。
4. 膜柱膜柱是一种采用特殊薄膜作为固定相的柱。
薄膜可以通过涂布、浸渍等方法固定在柱壁上,提供良好的分离效果。
常见的膜柱有聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜柱、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜柱等。
膜柱通常用于分析挥发性有机物、苯系化合物等。
5. 壁涂柱壁涂柱是一种在柱壁表面涂覆了特殊涂层的柱。
涂层可以根据需要选择,常见的涂层材料有聚二甲基硅氧烷(PDMS)、高聚物(SE-30)等。
壁涂柱适用于分析挥发性有机物、苯酚类、酮类等。
6. 其他类型柱除了以上几种常见的气相色谱柱,还有一些别具特色的柱。
例如,固定相悬浮微粒柱(SPME柱)是一种将固体微粒悬浮于稳定体系中,用于分析挥发性有机物的柱。
总结起来,气相色谱柱根据固定相的不同可以分为硅胶柱、脱水硅胶柱、多孔质柱、膜柱、壁涂柱以及其他类型柱。
不同类型的柱适用于不同的分析对象和目标,选择适合的柱可以提高分析效果和仪器性能。
在实际应用中,需根据样品的性质和分析要求选择合适的气相色谱柱。
色谱柱基础知识的总结色谱柱是色谱分析中的重要工具,它是用来分离混合物中不同化合物的设备。
色谱柱的选择和使用对于色谱分析结果的准确性和灵敏度起着至关重要的作用。
下面将对色谱柱的基础知识进行总结。
色谱柱的种类主要包括气相色谱柱(GC柱)和液相色谱柱(LC柱)。
GC柱使得样品在高温下蒸发成为气态,然后通过柱子的分离效应进行分离。
LC柱是将可溶于液相的样品通过柱子的分离效应进行分离。
色谱柱的工作原理是样品分离的基础。
色谱柱的分离效应由固定填充物和流动相的选择决定。
固定填充物是色谱柱中的重要组成部分,分为填充型和包袋型。
填充型色谱柱常用的填充物有硅胶、氧化铝、氮化硅等。
填充型色谱柱适用于对极性物质的分离。
包袋型色谱柱通常是指薄层涂布型的液相色谱柱,常见的包袋型色谱柱有C18、C8、C4等。
包袋型色谱柱适用于对非极性以及中等极性物质的分离。
流动相的选择也是色谱柱分离效应的关键因素。
在GC柱中,通常使用气体作为流动相,常用的有氢气、氦气等。
在LC柱中,流动相一般是有机溶剂和缓冲液的混合物,常见的有甲醇、乙腈等。
流动相的选择要根据要分离的物质的属性,如极性、溶解度等进行合理选择,以提高分离效果。
色谱柱的选择要根据需要分离的物质的性质进行。
对于GC柱的选择,常见的指标有极性、温度范围、长度和内径等。
相对于液相色谱柱,GC柱的选择范围较窄,通常根据物质的极性选择合适的GC柱。
液相色谱柱的选择相对较为复杂,常见的指标有固定相类型、粒径、孔径、长度和内径等。
固定相的选择要根据样品的性质进行,如极性的物质选择极性固定相,非极性物质选择非极性固定相。
粒径和孔径的选择会影响柱子的分离效果和分析时间。
总之,色谱柱是色谱分析中的重要工具,其选择和使用对于色谱分析结果至关重要。
合理选择柱子的类型和填充物,以及优化流动相的组成和条件,能够提高色谱分离效果和分析灵敏度。
同时,良好的色谱柱的使用与保养也是保证色谱分析质量的重要环节。
只有不断深入了解和熟悉色谱柱的基础知识,才能更好地进行色谱分析工作。
乙醇气相色谱柱
乙醇气相色谱柱是一种用于分离和分析液态和气态样品中乙醇化合物的重要工具。
本文将介绍乙醇气相色谱柱的原理、应用以及该柱子的优势。
一、原理
乙醇气相色谱柱是基于分子吸附的原理运作的。
在色谱柱内,固定相是一种高分子聚合物材料,如聚二甲基硅氧烷(PDMS),其会选择性地吸附乙醇化合物。
该柱子内壁上的聚合物固定相将在乙醇样品经过柱子时吸附乙醇化合物,其他化合物则会通过柱子。
二、应用
乙醇气相色谱柱在酒类分析中广泛应用。
通过乙醇气相色谱柱,我们可以准确测量不同酒类中的乙醇含量,这对于酒类生产商和监管机构来说至关重要。
此外,乙醇气相色谱柱也可用于食品、石油、药品等行业中乙醇含量的测试。
三、优势
1.灵敏度高:乙醇气相色谱柱具有很高的灵敏度,可以检测到非常低浓度的乙醇化合物。
2.分离效果好:该柱子能够有效地将乙醇与其他化合物分离开来,保证分析结果的准确性和可信度。
3.使用方便:乙醇气相色谱柱操作简单,柱子易于更换和维护,无需复杂的操作流程。
4.快速分析:乙醇气相色谱柱具有快速分析的特点,可以在短时间内完成大量样品的分析,提高工作效率。
总结:
乙醇气相色谱柱是一种用于分离和分析液体和气体样品中乙醇化合物的重要工具。
该柱子基于分子吸附原理,能够高效、准确地分离乙醇化合物。
乙醇气相色谱柱在酒类分析、食品、石油和药品等行业中具有广泛应用。
其优势包括高灵敏度、良好的分离效果、便于使用和快速分析。
乙醇气相色谱柱的出现为乙醇化合物的分析提供了重要手段,对于相关行业的研究和监管起到了关键作用。
气相色谱柱规格各参数意义
气相色谱柱是气相色谱仪的核心部件,其规格和参数对色谱分离效果和样品分析结果有着重要影响。
以下是对气相色谱柱规格各参数意义的详细解释:
1. 长度(Length)
气相色谱柱的长度通常在几米到几十米之间,根据具体需要选择。
色谱柱长度的增加有助于提高分离效果,因为较长的柱子可以提供更多的色谱分离空间,使样品分子与固定相之间的作用时间更长,从而实现更好的分离。
但是,过长的色谱柱也会导致分析时间增加和样品扩散效应的增大。
2. 内径(Inner Diameter)
气相色谱柱的内径大小决定了柱子的容量和样品分子在柱子中的流动速度。
一般来说,内径较小的柱子具有较高的分离效率和较快的分析速度,但同时也会限制样品在柱子中的流动性,影响峰形的对称性和分辨率。
而内径较大的柱子则可以容纳更多的固定相,提高柱效,但可能会导致分析时间增加和峰形变差。
3. 填料粒径(Particle Size)
填料粒径是气相色谱柱中固定相颗粒的大小,它直接影响柱效、样品分子在柱子中的扩散系数以及样品在柱子中的吸附和解吸等动力学过程。
粒径较小的固定相具有较高的比表面积,可以提高柱效和分离效果,但同时也会导致样品分子在柱子中的扩散阻力增大,影响分析速度和峰形对称性。
而粒径较大的固定相则具有较低的比表面积和较小的扩散阻力,可以提高分析速度和峰形的对称性,但可能会导致柱效下降。
总之,在选择气相色谱柱时,需要根据实际的分析需求和样品性质选择合适的规格和参数,以达到最佳的分离效果和分析结果。
气相色谱柱选择指南气相色谱柱是气相色谱仪的重要组成部分,直接关系到气相色谱分析的效果。
选择合适的气相色谱柱对于提高分离分析的效果,提高检测灵敏度和分析速度非常重要。
本文将从样品特性、分析目标、柱类型和柱配置等方面介绍气相色谱柱的选择指南。
一、样品特性选择合适的气相色谱柱首先要根据样品的特性进行分析。
样品的挥发性、极性、热稳定性、溶解性等特性将直接影响到柱的选择。
1.挥发性:对于易挥发的样品,可选择非极性柱,如HP-5、DB-5等;对于不易挥发的样品,可选择极性柱,如DB-WAX等。
2. 极性:若样品中存在极性化合物,应选择具有极性功能基团的柱,如DB-WAX、DB-WAXms等;若样品为非极性化合物,可使用非极性柱,如HP-5、DB-5等。
3. 热稳定性:对于热稳定性不强的物质,应选择具有较高耐温性能的柱材,如HP-5ms、DB-5ms等。
4.溶解性:柱的柱液涂覆物和样品之间应有良好的相容性,确保样品能够溶解在柱液中进行分析。
二、分析目标根据分析目标的不同,选择适合的柱可以达到更好的分离效果和分析结果。
1.定性分析:对于希望更好地分离和鉴定目标物质的情况,应选择具有更好分离度和分辨率的柱。
2.定量分析:对于需要精确测量目标物质浓度的情况,应选择具有良好重现性和线性范围的柱,确保结果的准确性。
三、柱类型常见的气相色谱柱可分为非极性柱、极性柱和中极性柱三类。
非极性柱适用于分离非极性和挥发性化合物;极性柱适用于分离极性和疏水性较强的化合物;中极性柱适用于中等极性的化合物。
常见的气相色谱柱牌号有HP-5、DB-5、DB-5MS、HP-1、DB-1、DB-1701等。
四、柱配置柱配置是指柱长、内径、膜厚等参数的选择。
不同的参数组合可以调节分离效果和分析速度。
1.柱长:柱长一般选择30m、60m、80m等,柱长越长,分离度越高,但分析时间也越长。
2. 内径:内径通常为0.25mm、0.32mm等,内径越小,分辨率越高,但拖尾效应可能会增加。
填充柱气相色谱柱介绍填充气相色谱柱简称填充柱,在实际工作中应用非常普遍,日常色谱工作的80%都是采用填充柱完成的。
色谱柱主要由柱管和固定相组成。
而固定相是色谱柱中最为关键的部分,根据所填充的固定相的情况来分,气相色谱的固定相主要分为固体固定相和液体固定相。
下面分别对相关内容进行讨论。
一、填充柱柱管的选择与处理柱管材料的选择应依据分析样品的性质和实验的操作条件而定。
填充色谱柱的柱管有不锈钢管、铜管、铝管、铜镀镍管、玻璃管以及聚四氟乙烯管等。
铜管和铝管由于催化活性太强,并且容易变形,现已不太常用。
若待分析的样品容易分解或具有腐蚀性,应考虑使用玻璃管或聚四氟乙烯管。
玻璃柱具有化学惰性好,制备的柱子柱效高,便于观察柱子情况,使用温度范围较宽等优点,但它也有易碎的缺点。
聚四氟乙烯管的优点是耐腐蚀,缺点是不耐高温高压。
在填充柱中最为常用的不锈钢管,其最大优点是不破碎,传热性能好,柱寿命长,能满足常见样品的分析要求。
缺点是内壁较为粗糙,有活性,较难清洗干净。
填充柱的柱管在使用前应该经过清洗处理。
不锈钢柱管的清洗方法为:1、先用10%的热的氢氧化钠水溶液浸泡,除去管内壁的油污,然后用自来水洗至中性。
2、根据情况,可选用1:20的稀盐酸水溶液重复处理一次,以降低柱内壁的吸附作用。
玻璃柱的清洗方法:1、用冼液浸泡,除去管内壁的油污,然后用自来水洗至中性。
2、为减少玻璃柱内壁的活性,可用5%二甲基二氯硅烷的甲苯溶液浸泡处理,然后用甲苯和甲醇分别沖洗干净。
分析用的填充柱内径一般为2~4mm,长度一般小于10m。
柱子的形状可以是螺旋形的,也可以是U型的。
U型柱易获得较高的柱效,若是使用螺旋型的柱,应注意柱色谱柱圈直径的大小对柱效会产生一定的影响,一般柱圈的圈径应比柱管的内径大15倍。
色谱柱管也存在漏气的现象,为此可对色谱柱管进行检漏。
检漏方法较为简单,将柱管泡在水里,堵死柱的一端,在另一端通气,若无气泡冒出则说明柱子无泄漏现象。
气相色谱柱类型及适用范围在气相色谱分析中,不同的样品需要使用不同类型的色谱柱以获得最佳的分离效果。
以下是常见的气相色谱柱类型及其适用范围:1.极性柱:极性色谱柱是一种具有极性的固定相,适用于分析极性化合物。
它们通常具有较高的极性和亲水性,适用于分析含有强极性基团或亲水性的化合物,如醇、酮、酸、胺等。
2.中性柱:中性色谱柱是一种非极性的固定相,适用于分析非极性化合物。
它们通常具有较低的极性和疏水性,适用于分析不含强极性基团或亲水性的化合物,如烃、酯、卤代烃等。
3.弱极性柱:弱极性色谱柱是一种介于极性和非极性之间的固定相,适用于分析弱极性化合物。
它们通常具有较低的极性和一定的亲水性,适用于分析弱极性基团或具有一定亲水性的化合物,如酚、腈等。
4.强极性柱:强极性色谱柱是一种具有强极性的固定相,适用于分析强极性化合物。
它们通常具有较高的极性和亲水性,适用于分析含有强极性基团或亲水性的化合物,如胺、硫醇等。
5.硅胶柱:硅胶色谱柱是一种以硅胶为固定相的色谱柱,适用于分析非极性化合物。
它们通常具有较低的极性和疏水性,适用于分析烃、酯、卤代烃等非极性化合物。
6.氧化铝柱:氧化铝色谱柱是一种以氧化铝为固定相的色谱柱,适用于分析非极性化合物。
它们通常具有较低的极性和疏水性,适用于分析烃、酯等非极性化合物。
7.氨基柱:氨基色谱柱是一种具有氨基基团的固定相,适用于分析胺、硫醇等强极性化合物。
它们通常具有较高的极性和亲水性,适用于分析含有强极性基团或亲水性的化合物。
8.氰基柱:氰基色谱柱是一种以氰基为固定相的色谱柱,适用于分析腈等弱极性化合物。
它们通常具有较低的极性和一定的亲水性,适用于分析弱极性基团或具有一定亲水性的化合物。
综上所述,不同类型的色谱柱具有不同的适用范围,选择合适的色谱柱对于获得准确的分析结果至关重要。
在进行分析时,应根据样品的性质和目标选择合适的色谱柱,以达到最佳的分析效果。
二甲基硅氧烷气相色谱柱理论说明1. 引言1.1 概述二甲基硅氧烷气相色谱柱是一种常用的分析仪器,在化学、生物、环境等领域中广泛应用。
本文旨在对二甲基硅氧烷气相色谱柱进行详细的理论说明,包括其原理及特点、应用领域及案例分析、使用中的注意事项和常见问题解答。
通过对这些方面的介绍,可以更好地了解和掌握二甲基硅氧烷气相色谱柱的工作原理和操作方法,提高实验效果。
1.2 文章结构本文共分为五个部分,结构如下:第一部分为引言,概括性介绍了本文主要内容。
第二部分将着重讨论二甲基硅氧烷气相色谱柱的原理及特点。
首先会简要介绍气相色谱的基本原理,然后详细说明二甲基硅氧烷气相色谱柱的构成和工作原理,最后列举其特点和优势。
第三部分将描述二甲基硅氧烷气相色谱柱在不同领域中的应用案例。
主要包括生化分析领域、环境监测领域和食品安全领域,通过具体案例分析,展示了二甲基硅氧烷气相色谱柱在这些领域中的实际应用。
第四部分将重点介绍二甲基硅氧烷气相色谱柱使用中的注意事项和常见问题解答。
包括使用时的操作要求和注意事项,同时也会列举常见问题并给出故障排除方法,以帮助读者更好地解决在实验过程中可能遇到的问题。
最后一部分为结论,对全文进行总结,并指出二甲基硅氧烷气相色谱柱的前景和发展方向。
1.3 目的本文的目的是为读者提供关于二甲基硅氧烷气相色谱柱的全面理论说明。
通过对其原理及特点、应用案例、使用注意事项等方面的介绍,读者可以深入了解该仪器在科学研究和实践中的作用,并能够正确操作和解决实验过程中可能出现的问题。
2. 二甲基硅氧烷气相色谱柱的原理及特点:2.1 气相色谱的基本原理:气相色谱(Gas Chromatography,简称GC)是基于物质在固定填充物上的分配行为进行分离与定量分析的一种方法。
其基本原理是将待测样品通过气态载气流动送入进样口,进而进入柱子中的固定相,固定相对待测物质进行吸附和解吸作用,并与流动的气态载气共同被推移。
在固定相和液态载气共同作用下,待测组分在柱子中不断进行吸附-脱附过程直至达到平衡,根据相互作用力大小不同而实现化合物之间的分离。
气相色谱柱概述气相色谱柱概述第一节色谱柱概述气相色谱柱是气相色谱仪中的一个最重要部件,有色谱心脏之称。
色谱柱的选择在整个建立分析方法的过程中是很重要的。
色谱工作者分析一个样品时,需要考虑怎样才能在最短的时间内定性定量的分析出最多的组分。
这样就要求选择一根合适的色谱柱,它既能满足分离的要求,又能满足快速的要求。
不仅要考虑被测组分的性质,还要考虑到实验条件(例如柱温、柱压的高低),包括对仪器的了解。
这其中最主要的是对色谱柱的选择,对色谱柱各个方面性质的了解有助于这些工作的开展。
气相色谱柱有多种类型,可以按色谱柱的材料、形状、柱内径的大小、长度、固定液的化学性能等进行分类。
通常气相色谱柱分为两个大类:一类是固定相以颗粒填料形式填满整个柱子,称为填充气相色谱柱(Packed Column);另一类是把固定相涂敷在毛细管的内壁,柱管中心是空的,称为毛细管气相色谱柱(Capillary Column)或者称开管柱(Open Tubular Column)。
图3-1是色谱柱的一个分类表。
1.1、填充柱与毛细管色谱柱的比较填充柱和毛细管色谱柱在外观、操作、性能和制备上有很大的差别。
这两类色谱柱在我国的使用面都很广,毛细管色谱柱是将来色谱柱发展的趋势,应该重点掌握。
从表3-1可以大致了解填充柱与毛细管柱的差别填充柱内当载气和组分通过填充物间隙孔道时,受到大小和疏密不均匀颗粒的阻碍,分子间移动速度不等,加上颗粒孔径和颗粒间接触点处固定液分布不均匀,致使组分分子在不同位置停留时间不同,造成峰形扩宽,限制了填充柱理论柱效的进一步提高;填充柱渗透性差,通常只能装填1~5米长的色谱柱,一般只能分离10-15个混合物组分。
而毛细管柱由于内壁涂敷的液膜很薄,不但减小了液相传质阻力,同时也使相比增大。
一般毛细管柱的相比要比填充柱大10-100倍,这样就有很大的优越性:1.相比大使得组分的分配比减小,因此对于同一样品在毛细管柱上可以在更低的温度下取得分离,这对固定液的稳定性、方便操作和延长色谱柱的使用寿命无疑都是有益的;2.提高了单位时间内色谱柱的分离能力。
Etter曾经以硬脂酸甲酯和油酸甲酯的分离为例,在相同温度下分别在填充柱和毛细管柱上对比了两者的分离度与保留时间的关系,如图3-2。
从图中可以看出,假如保持两种色谱柱上的流出时间相同,则毛细管柱上的分离度比填充柱要高达10倍。
这充分说明了毛细管色谱柱可以在更短的时间内获得比填充柱好得多的分离能力,具有快速高效的特点。
在痕量分析方面,由于一支柱效高、化学惰性和热稳定性好的毛细管色谱柱能提供更为尖锐的色谱峰,使痕量极性组分得以流出,提高了分离度,同时也提高了检测灵敏度,可以用于≤10-12克量级痕量组分的测定,最低检测限要比填充柱低1-2个数量级。
基于毛细管色谱柱以上的优点,目前已经成为环保样品、烟草、饮料、体液和天然产物等复杂混合物分离的唯一有效工具。
第二节色谱固定相概述色谱分离的基本原理是试样组分通过色谱柱时与固定相之间发生相互作用,这种作用的大小与固定相和组分分子的性质及结构有关;正是由于这种相互作用大小的差异,各组分在色谱柱内滞留的时间就不同,从而使他们相互分离,按先后次序从色谱柱中流出。
因此,固定相是色谱分离过程中关键性的部分。
固定相大致可以分为四个大类:聚合物、吸附剂、载体、固定液。
聚合物是一类比较特殊的固定相,在某些方面虽然具有类似吸附剂性能的特点,但在另外一些方面又显示出溶解的性能。
有的文献将聚合物划归载体一类,也有的文献将他划归吸附剂一类。
聚合物固定相的主要应用是不涂渍固定液而单独作为固定相。
由于固定相种类繁多,每一类又有许多品种,没有必要一一介绍,这里只是粗略的介绍一下,详细情况可以参考相关资料。
2.1、聚合物固定相在气相色谱的分离分析中,从早期采用的填充柱到现在的高效PLOT色谱柱,有机多孔高聚物起到了举足轻重的作用,它是气相色谱应用较为广泛的色谱柱填料之一。
近几年来随着生物技术的不断发展,有机多孔高聚物不仅在气相色谱领域,而且在液相色谱和毛细管电泳中的应用也有了很大的进展。
多孔高聚物固定相的发展已有30多年历史,由于种类多、耐腐蚀、热稳定性好,长期使用无固定相流失现象以及对水的保留值很小,不仅具有类似吸附剂的性能,而且还显示出分配色谱固定液的性能,因此,它本身既可以作为吸附剂直接使用,也可以作为载体涂覆固定液后用于色谱分离,并已在烷烃、芳烃、氯代烃、醇、酮、醛、醚、脂、酸、胺、腈以及各种气体的气相色谱分析中得到广泛应用。
有机多孔高聚物的优点主要有:(1)吸附活性低,无论对非极性物质还是极性物质都可以获得对称色谱峰峰形;(2)对含羟基化合物有相对低的亲和力,出峰次序基本上按分子量大小分离,故特别适合有机物中痕量水的快速测定;(3)色谱柱可选择性大,可以依据样品性质选择不同极性多孔聚合物,还可以在其表面涂渍固定液,使亲油性化合物的保留时间缩短,极性组分的保留时间适当延长,从而增加色谱柱的选择性。
此外,高聚物小球在高温流失小,机械强度好,粒度均匀,较易获得重现性好的色谱柱。
因此在石油化工,食品卫生,环境保护,商品检验,航空航天及生命物质探索等领域均获得了较为成功的应用。
目前已商品化的高聚物固定相有:Porapak(美国)系列;Chromosorb(美国)系列;Chromosorb 100(美国)系列;TENAX(荷兰)系列;HayeSep(美国)系列;Synachrom(捷克)系列;Polysorb(前苏联)系列;国内由中国科学院北京化学所色谱组开发出GDX系列,上海试剂一厂开发出401—408系列,浙江黄岩分析化学材料厂开发出A101、A101S、B101、B101S以及C101系列等高聚物固定相。
第三节气相填充色谱柱概述气相填充色谱柱通常简称为填充柱,在实际分析工作中的应用非常普遍。
虽然从发展的眼光看,填充柱有被毛细管色谱柱取代的趋势,但我国目前很多国家标准、行业标准、分析方法标准中都采用填充柱。
根据统计资料,日常色谱分析中至少有60%的是采用填充柱完成的。
因此填充柱在我国的气相色谱分析中还有很大的应用前景。
3.1、填充柱柱管的选择用作填充柱柱管的材料通常有不锈钢、铜管、铝管、铜镀镍管、玻璃管、聚四氟乙烯管等。
铜管和铝管由于催化活性太强且易变形已经不太常用。
柱材料的选择应根据待分析样品性质和试验条件而定。
如果待分析的样品易分解或者具有腐蚀性,应考虑采用玻璃管或者聚四氟乙烯管。
玻璃管柱的优点是化学惰性好,制备的色谱柱柱效高,制作时便于观察制作情况及填充物的填充情况。
缺点是玻璃易碎,在制作和安装时都必须十分小心,操作很不方便,新手经常发生断裂情况。
聚四氟乙烯管的优点是耐腐蚀,缺点是不耐高温、不耐高压。
在填充柱中目前最长采用的材料就是不锈钢管,他的最大优点是不破碎、传热性能好、色谱柱使用寿命长,能过满足常见样品的分析要求。
缺点是内壁较粗糙,有活性,比较难于清洗干净。
3.2、填充柱柱管的处理分析用的填充柱内径一般采用2-4mm,制备用的柱内径大一些,一般使用5-10mm。
长度可以选择0.5-10m。
填充柱的形状可以是螺旋形的,也可以是U 型的。
使用后者较容易获得高的柱效。
如果使用螺旋形的,应该注意柱圈内径的大小对柱效的影响,一般柱圈径应比柱内径大15倍。
填充柱的柱管在使用前都应该经过清洗和试漏检查。
清洗的方法和柱材料有关,不同的材料采用不同的方法。
对于不锈钢管,通常先用10%的热氢氧化钠水溶液浸泡,抽洗除去管内壁的油污,然后用自来水清洗至中性,再用5%的盐酸水溶液重复处理一次,则可以显著降低柱内壁的吸附作用。
玻璃柱也可以采用上述方法,也可以用洗液浸泡处理。
填充柱的检漏方法比较简单:给色谱柱通气,一边堵死然后置入水中另一端加压,若无气泡冒出即说明柱子无泄漏现象。
3.3、填充柱担体和固定相的选择填充柱担体和固定相的选择是一个很复杂的工作,需要对固定相、担体、无机和有机吸附剂的各种性质以及被分析样品的性质有很深的了解(在本教材的上一章节对这些内容已经做了比较详细的描述,这里不再赘述),同时也要求具备相关的化学知识和色谱技能。
但是对初学者而言,上述要求不易达到。
色谱经过几十年的发展,已经积累了大量的数据,初学者只要查阅相关资料一般就可以确定制作填充柱的担体、固定液及其配比。
当确定这些参数后制作一根填充柱就比较容易了。
第四节毛细管色谱柱概述毛细管色谱柱是近年来发展极为迅速的一个领域,它的高效分离能力使它能够广泛应用于许多分析问题。
是当今世界上分离分析复杂有机化合物的重要工具。
我国毛细管色谱柱的应用逐渐普及。
最新制定的许多国家、行业标准也采用了毛细管色谱柱。
毛细管色谱柱是今后色谱分析的发展方向。
有人估计,一个常规GC实验室只要购置三种毛细管柱,就可应付85%以上的GC分析任务。
这三种柱是:OV-1(SE-30)、SE-54(SE-52)、OV-17(OV-1701)。
如果再加一根PEG-20M(FFAP)柱。
则可应付95%的GC分析任务。
因此对毛细管色谱柱柱性能的掌握、毛细管色谱柱的使用、维护、保养等的了解都十分有必要。
4.1毛细管色谱柱的制备目前玻璃毛细管柱已经很少使用,对玻璃毛细管的拉制不作介绍。
石英玻璃毛细管的拉制比较复杂。
需将石英原料管在石墨炉中加热到石英的软化温度(1900-2000℃)时才能拉制出薄壁毛细管。
如果石英的表面被污染或受潮,其强度会下降而易破损。
所以拉制出的石英毛细管必须立即通过一个盛有耐高温聚酰亚胺溶液的容器。
然后通过加热炉烘干,是柱子的外表涂敷一层保护膜,最后将拉制好的毛细管绕倒一个转鼓上。
目前拉制的石英毛细管内径为0.1-0.5mm,壁厚0.05mm。
作为柱子外涂层材料的聚酰亚胺最高使用温度为350℃。
近年来市场上出现了铝涂层的弹性石英毛细管,可耐热400-480℃—0.7cm/s,待液体离开毛细管柱之后,取下缓冲柱。
加大气体流量吹扫色谱柱20min,然后进行色谱柱的老化。
b、静态涂渍法:静态涂渍法的优点是重现性好,柱效高。
其方法要点是把固定液的稀溶液(2-20mg/ml)用真空系统吸人毛细管柱中,一端封口,从另一端抽真空,在低于溶剂沸点10~15℃的恒温条件下使溶剂慢慢蒸发出去。
这样在管壁留下一层薄薄的液膜。
在静态涂柱的方法中,毛细管口的密封是一个关键性问题,溶剂与封口的交界面不能留下气泡,否则它将会把柱内的部分或全部涂渍液带出柱外。
为了缩短制作柱子的时间,选用溶剂时除考虑对固定液的溶解性能外,还应尽量选用挥发性强的。
例如,一支20m长、内径为0.32mm的毛细管柱在室温下蒸发,若用二氯甲烷作溶剂需要15h,而选用正戊烷只需要8h。
Kong等人提出了高温(85℃)下的静态涂渍法,加快了溶剂的挥发速度。