气相色谱中保留指数与温度变化的关系
- 格式:pdf
- 大小:143.16 KB
- 文档页数:2
色谱保留指数计算公式
色谱保留指数(Retention Index,RI)是色谱分析中一种常用的指标,用于描述化合物在色谱柱中的保留能力。
色谱保留指数的计算公式根
据不同的色谱技术和柱材可以有所不同,下面将介绍几种常见的色谱保留
指数计算公式。
Kovats指数是一种常用的色谱保留指数计算方法,适用于气相色谱(GC)和毛细管气相色谱(GC-MS)分析。
Kovats指数的计算公式如下:RI=100×(N+(t-t_n)/(t_n+1-t_n))
其中,RI为色谱保留指数,N为化合物碳数,t为化合物在实验条件
下的保留时间,t_n和t_n+1为相邻两个已知标准样品的保留时间。
McReynolds指数是针对气相色谱分析石腊柱(Alumina,如HP-5)的
保留指数计算方法,计算公式如下:
RI=100×(t-t_0)/(t_100-t_0)
其中,RI为色谱保留指数,t为化合物在实验条件下的保留时间,
t_0为正庚烷的保留时间,t_100为正癸烷的保留时间。
Lee指数是针对气相色谱分析聚苯乙烯柱(Polystyrene,如DB-WAX)的保留指数计算方法,计算公式如下:
RI = 100 + log(t_r)
其中,RI为色谱保留指数,t_r为化合物在实验条件下的保留时间。
1.典型的色谱图在用热导检测器时,往色谱仪中注入带有少量空气的单一样品时,得到图1-3-4的典型气相色谱图。
在图1-3-4中当没有样品进入色谱仪检测器时0t是噪声随时间变化的曲线,一般是一条直线,叫作“基线” 。
h是峰高,其他符号将在后边解释。
2. 区域宽度区域宽度是色谱流出曲线中很重要的参数,它的大小反映色谱柱或所选色谱条件的好坏。
区域宽度有以下三种表示方法:(1)半高峰宽(peak width at half height)(Wh/2)是在峰高一半处的色谱峰的宽度,即图 1-3--2中的CD ,单位可用时间或距离表示。
(2)峰宽(peak width)(W )是在流出曲线拐点处作切线,在图1-3-2中于基线上相交于E,F 处,此两点间的距离叫峰宽,有些色谱书上叫做“基线宽度” 。
(3)标准偏差(σ )在图 1-3-2中AB距离的一半叫标准偏差。
在这三种表示方法中以前两者使用较多,三者的关系是:3. 保留值(retention value)保留值是总称,具体参数的名称有以下一些:(1)死时间(dead time)(tM) 一些不被固定相吸收或吸附的气体通过色谱柱的时间,如用热导池作检测器时,从注射空气样品到空气峰顶出现时的时间,以s或min为单位表示。
(2)死体积(dead volume)(Vm)指色谱柱中不被固定相占据的空间及进样系统管道和检测系统的总体积,等于死时间乘以载气的流速。
(3)死区域(dead zone)( Vg)指色谱柱中不被固定相占据的空间。
(4)保留时间(retention time)( tR)从注射样品到色谱峰顶出现时的时间,以s或min为单位表示。
(5)调整保留时间(adjusted retention time)保留时间减去死时间即为调整保留时间(tR-tM)。
(6)保留体积(retention volume)( Vr)从注射样品到色谱峰顶出现时,通过色谱系统载气的体积,一般可用保留时间乘载气流速求得,以mL为单位表示。
保留指数测定1保留指数的概念与计算公式1.1 概念保留指数retention index或Kovats Index(RI或KI)概念是由Kovats在1958年提出。
是把组分的保留值用两个分别前后靠近它的正构烷烃来标定(这比仅用一个参比物质的相对保留值定向更为精确)。
正构烷烃的保留指数规定为等于该烷烃分子中碳原子数的100倍。
例如正己烷的RI为600,正庚烷为700,正十五烷为1500. 正构烷烃的RI与所用的色谱柱,柱温及其它操作条件无关。
1.2 计算公式保留指数(RI)的计算公式如下:1.2.1恒温分析分析保留指数计算计算公式:R I=100Z+100[logt’R(x)- logt’R(z)]/ [logt’R(z+1)- logt’R(z)]式中:t’R为校正保留时间; Z和Z+1分别为目标化合物(X)流出前后的正构烷烃所含碳原子的数目;这里:t’R(z) < t’R(x)< t’R(z+1),一般正构烷烃所含碳原子的数目Z大于4.1.2.2 程序升温(变温)分析保留指数计算对于沸点范围较宽的复杂组分混合物的分析,一般采用程序升温的方法。
1963年Van Den Dool 等经过推算(详细的推导过程略)引入线性程序升温保留指数的概念。
计算公式:IT=100Z+100[TR(x)-TR(z)]/ [TR(z+1)-TR(z)] (线性程序升温)。
式中:TR(x),TR(z),TR(z+1)分别代表组分及碳数为Z,Z+1正构烷的保留温度。
且TR(z)< TR(x)<TR(z+1)。
一般讲,保留温度的测量比保留时间的测定要麻烦一点。
由于保留温度和保留时间通常具有高度的相关性,所以用保留时间代替上式中的保留温度来进行计算保留指数。
2 保留指数测定过程2.1 色谱分析测定保留时间(1)首先在与样品分析相同的色谱条件下,进正构烷烃的混合物标样。
例如C6-C30,浓度0.1%。
分离温度对保留时间的影响裴子建产品主管赛默飞世尔色谱质谱部柱温箱的作用●柱温影响分离效果、保留时间和柱效=> 在整个分析过程中柱温应保持一致=> 色谱柱在某种程度上是一个色谱系统的“头脑部分”●某些应用需要不同的色谱柱=> 需要有色谱柱切换功能Column2温度对保留时间和峰型的影响●峰3/4 和6/7的出峰顺序随温度增加而发生变化●峰型随温度而变51015202530°C123+456+7051015202540 °Ct [min]237145651015202521°C1624357Peaks:1) Uracil, 2) Propranolol, 3) Dipropylphthalate4) Butylparaben, 5) Naphthalene, 6) Amitriptyline, 7) AcenaphtheneColumn: Pronto SIL C18 ACE EPS,125 x 4 mm (Bischoff)Eluent:MeOH / Phosphate buffer 20mMpH=7 ; 65/35 v/v35风动热量交换器柱温箱:尺寸、功能及控温方式柱温从15℃增加到40℃各离子保留时间变化趋势图色谱条件:色谱柱:IonPac AS 23分析柱,250*4mmIonPac AG 23保护柱,50*4mm流动相:4.5mM Na 2CO 3/0.8 mM NaHCO 3等度淋洗流速:1.0mL/min检测器:电导检测器抑制器:ASRS 300 4mm进样体积:25µL柱温从15℃增加到40℃各离子保留时间变化趋势图色谱条件:色谱柱:IonPac AS 11-HC分析柱,250*4mmIonPac AG 11-HC保护柱,50*4mm流动相:10-80mM KOH梯度淋洗流速:1.0mL/min检测器:电导检测器抑制器:ASRS 300 4mm进样体积:25µL11Proprietary & Confidential 谢谢!。
温度决定成败——浅谈气相色谱柱温对分离效果的影响色谱柱温度,不仅影响色谱过程的热力学因素,也影响传质过程的动力学因素。
柱温变化,不仅影响柱前端压力、载气流速等,更重要的是对物质的分离、分析结果带来影响。
一、气相色谱升温方式程序升温可分为线性程序升温和非线性程序升温,前者更普遍。
线性程序升温,即随时间线性变化的升温方式,可分为一阶线性程序升温和N阶线性程序升温。
对于每阶程序升温,都包含初温、程升速率、终温以及不同温度下的保持时间四个基本参数。
气相色谱恒温分析中,对化学性质相似的同类型的化合物,保留时间和沸点呈对数关系,随着保留时间增加,峰宽迅速增加,导致先流出峰相互叠加,后流出峰又因峰展宽,使检测灵敏度下降。
因此一般通过柱温程序升温来解决这个问题。
二、程序升温阶程确定那么,程序升温时,柱温N阶程序如何确定,是否N越大越好?程序升温时,在最佳分离条件下,保留时间与沸点近似成线性关系,即随着柱温的升高,峰底宽基本不变或增加很小。
程序升温中各组分均在最佳柱温下出峰,但并不是N越多越好。
气相色谱分析中,对于组分沸点范围窄、化学性质类似的样品,如同系物,可选用一阶升温;样品组分沸点范围宽、性质差异大的,应选择N阶程序升温。
N应根据化合物的多少、需要达到的分离效果、仪器的条件等各方面来选择。
三、基本分离参数优化每阶程序升温中,设置初温、程升速率和终温这三个基本参数优化分离条件,要从分离效果和分析速度两方面考虑。
对于初温,一般比样品中沸点最低的组分沸点要低,可参考低沸点组分恒温分析时的温度。
初温的选择,主要是依据低沸点组分,但要高于固定液的凝固温度。
升温速率的选择,在了解样品组分复杂程度的基础上,既要保证较小的保留时间,又要保证较大的分离度,一般在0-10℃/min之间。
终温的选择,主要根据固定相、样品组分的热稳定性和高沸点组分的沸点确定。
同样的样品组分,流出时的柱温,在毛细管柱上的温度比填充柱低,毛细管柱上的温度一般比样品的沸点约低50℃。
作文主题会影响色谱分离和分析时间轴温度升高会使
什么变差
色谱分析中升高柱温对分离的影响如下:气相色谱中,柱温是影
响化合物保留时间的重要因素。
使用中,应注意柱温的选择,因为柱温关系到:
①色谱柱固定液的寿命。
若柱温高于固定液的最高使用温度,则会造成固定液随载气流失,不但影响柱的寿命,而且固定液随载气进入检测器,将污染检测器,影响分析结果。
②分离效能和分析时间。
若柱温过高了,会使各组分的分配系数K值变小,分离度减小;但柱温过低,传质速率显著降低,柱效能下降,而且会延长分析时间。
③化合物保留时间。
柱温越高,出峰越快,保留时间变小。
柱温变化会造成保留时间的重现性不好,从而影响样品组分的定性结果。
一般柱温变化1℃,组分的保留时间变化5%;如果柱温度变化5%,
则组分的保留时间变化20%;
④色谱峰峰形。
柱温升高,正常情况下会导致半峰宽变窄,峰高变高,峰面积不变。
但是组分峰高变高,以峰高进行定量时时分析结果可能产生变化;反之柱温降低,则相反。
对于液相色谱来说,柱温升高可加快分离过程,但因样品保留时间不稳将增加检测工作的麻烦,分辨率也可能下降;相反,当柱温低时,分辨率提高,但分离过程时间会加长,因为在温度低的情况下,流动相黏度增加会延长检测时间,增加泵的磨损,同时,溶解度相对下降会出现缓冲盐结晶而堵塞泵、
进样阀、管道、色谱柱的现象,杂质吸附在填料上而难于洗脱,从而影响色谱柱的使用寿命。
评述与进展气相色谱保留指数定性方法研究进展赵晨曦1,2 梁逸曾31 胡黔楠1 张泰铭11(中南大学化学化工学院,中药现代化研究中心,长沙410083)2(长沙大学应用化学与环境科学系,长沙410003)摘 要 综述了程序升温气相色谱保留指数I T 与Kovats 恒温保留指数I 之间的关系、I T 的标准化和重现性问题以及定量结构保留指数关系(QSRR )研究进展;对于应用特殊检测器和极性柱定性、对多环芳烃和多氯联苯类物质利用保留指数定性的情况,选择非正构烷烃类同系物作为参考标准时准确性大为提高,比较了由此得到的保留指数与Kovats 保留指数的关系;展望了利用保留指数定性的前景。
关键词 Kovats 保留指数,程序升温保留指数,定量结构保留指数关系(QSRR ),替代参考系列,综述 2004202217收稿;2004206225接受本文系国家自然科学基金资助项目(No .20235020,20175036)1 引 言气相色谱法能有效地将复杂样品分离,并可对组分进行定性定量分析。
其定性方法主要有保留值定性、保留指数定性以及通过与其它仪器联用定性。
保留值定性需要标准物质,保留指数定性则可在无标样时利用文献中的保留指数定性,方法误差可小于1%。
气相色谱2质谱(GC 2MS )联用技术,利用气相色谱的高分离能力和质谱的高鉴别能力,已为各种混合物中有机化合物的分析做出了巨大贡献。
但是,在环境样品、生物样品,特别是复杂的中药样本的定性分析中,许多化合物仅用质谱难以准确定性。
首先,在这些样品的GC 2MS 分析中,由于同分异构体的质谱十分相似,质谱很难确定其结构。
然而,这些同分异构体一般都具有不同的保留时间和化学特性,如能将气相色谱保留值和质谱分析方法相结合,将可显著提高结构确定的准确性。
另外,在中药分析中,经常会碰到一些在质谱谱库之外、标准品亦无法找到的化合物,使质谱定性无法进行,此时依靠色谱保留值(结合质谱库中的相似结构质谱),却有可能完成组分定性[1~4]。
气相色谱中用保留值定性的方法1. 利用已知物直接对照进行定性分析利用已知物直接对照法定性是一种最简单的定性方法,在具有已知标准物质的情况下常使用这一方法。
将未知物和已知标准物在同一根色谱柱上,用相同的色谱操作条件进行分析,作出色谱图后进行对照比较。
如图,中将未知试样(a)与已知标准物质(b)在同样色谱条件下得到的色谱图直接进行比较,可以推测未知样品中峰2可能是甲醇,峰3 可能是乙醇,峰4可能是正丙醇,峰7 可能是正丁醇,峰9 可能是正戊醇。
当然,以上的推测只是初步的,如要得到准确的结论,有时还需要进一步的确认。
在利用已知纯物质直接对照进行定性时是利用保留时间(t R)直接比较,这时要求载气的流速,载气的温度和柱温度一定要恒定。
载气流速的微小波动,载气温度和柱温度的微小变化,都会使保留值(t R)改变,从而对定性结果产生影响。
使用保留体积(V R)定性,虽可避免载气流速变化的影响,但实际使用是很困难的,因为保留体积的直接测定是很困难的,一般都是利用流速和保留时间来计算保留体积。
为了避免载气流速和温度的微小变化而引起的保留时间的变化对定性分析结果带来的影响,可采用以下两个方法:(1)用相对保留值定性由于相对保留值是被测组分与加入的参比组分(其保留值应与被测组分相近)的调整保留值之比,因此,当载气的流速和温度发生微小变化时,被测组分与参比组分的保留值同时发生变化,而它们的比值——相对保留值那么不变。
也就是说,相对保留值只受柱温和固定相性质的影响,而柱长,固定相的填充情况(即固定相的紧密情况)和载气的流速均不影响相对保留值(r is)。
因此在柱温和固定相一定时,相对保留值(r is)为定值,可作为定性的较可靠参数。
(2)用已知物增加峰高法定性在得到未知样品的色谱图后,在未知样品中加入一定量的已知纯物质,然后在同样的色谱条件下,作已加纯物质的未知样品的色谱图。
对比两X色谱图,哪个峰加高了,那么该峰就是加入的已知纯物质的色谱峰。