色谱柱:色谱仪的核心部件。 柱材质:不锈钢管或玻璃管,内径2-6mm。长度可根据需要确定。 柱填料:粒度为60-80或80-100目的色谱固定相。 气-固色谱:固体吸附剂; 气-液色谱:载体+固定液。 柱制备对柱效有较大影响,填料装填太紧,柱前压力大,流速慢或将柱堵死,反之空隙体积大,柱效低。 色谱柱选择的要素: 柱材质、固定相、内径、膜厚、长度 柱材质 不锈钢和熔融石英 共同点:良好的惰性和自由度 不锈钢的优势:良好的耐磨性和抗刮伤特性,可以缠绕为更小的尺寸,卓越的温度适应性。 熔融石英的优势:易于和保护柱连接,易于确认毛细柱内的高沸点污染物。 固定相 固定相选择的基本原则: 相似相溶原理,选用非极性的固定相分析非极性化合物 如果化合物可以用不同极性的固定相分析,选用极性最小的固定相。 非极性固定相的使用寿命长于极性固定相。 应用范围较广的五种固定相,Rtx-1、Rtx-5、Rtx-50、Rtx-1701和Rtx-wax可以满足90%以上的分析需求。
色谱柱的选择 根据极性来选择适合的固定相,从来选择适当的色谱柱。 气相色谱毛细管柱常用固定相
内径选择的基本原则: 0.10mm口径柱适用于快速气相色谱分析。 0.25mm口径柱具有较高的柱效,用于标准的 GC/MS应用和分流/不分流分析。 0.32mm口径柱中等柱效,多用于不分流进样。 0.53mm口径柱,可以替代填充柱,适合于痕量分析。 增加色谱柱的内径,可以增加分离的样品量,但由于纵向扩散路径的增加,会使柱效降低。 内径对分离度的影响: 较小的内径可以获得更好的分离度,或者在更短的时间内获得同样的分离度
膜厚选择的基本原则: 增加膜厚可以提高分离度和加强保留,厚些的液膜可以有效降低过载拖尾峰和其他化合物的共流出。 如果样品的浓度范围很宽,就需要更厚的液膜,反之,如果目标组分的分离足够,并且没有共流出的问题,就可以使用比较薄的液膜,对于挥发性有机物来说,厚液膜更为合适。 液膜厚度的改变将直接影响化合物的流出温度。膜越厚,保留越强,流出温度相应也越高。 标准膜厚(0.25~0.5µm):最广泛的应用,对于流出达到300℃的大多数样品分析效果良好。 薄液膜(0.1~0.2µm):适合石化分析,甘油三酯等高沸点的物质。 厚液膜(1~5µm):适合于流出温度在100~200℃之间的低沸点化合物 膜厚对分离度的影响:
长度选择的基本原则: 色谱柱越长,柱效越高。 选择可以满足分离度要求的最短的柱子。 如果即使是最长规格的色谱柱依然无法满足分离度的要求,请考虑更换固定相或膜厚。 分离度和柱长的平方根成正比,两倍的柱长只能增加40%的分离度。 标准柱(25~30m):标准柱长,满足大部分应用。 短柱(5~15m):通常用于10个组份以下简单样品的快速分析。 长柱(50m以上):复杂样品分析。 柱长对分析时间的影响: 恒温分析 :保留时间由柱长决定,柱长加倍分析时间也加倍。 程升分析: 保留时间主要取决于柱温,分离度的提升和恒温分析类似,但分析时间只是略有增加。 由于分离度正比于柱长的平方根,所以增加柱长对分离是有利的。但增加柱长会使各组分的保留时间增加,延长分析时间。因此,在满足一定分离度的条件下,应尽可能使用较短的柱子。 色谱柱的老化: 为什么必须进行色谱柱老化? 新色谱柱含有溶剂和高沸点物质,所以基线不稳,出现鬼峰和噪声;旧柱长时间未用,也存在同样问题。一般采用升温老化,即从室温程序升温到最高温度,并在高温段保持数小时。 新柱老化时,最好不要连接检测器。 每天都要进行老化吗? 视仪器基线情况,确定是否需要老化以及老化时间。
柱温的选择: 柱温是一个重要的色谱操作参数,它直接影响分离效能和分析速度。 柱温不能高于固定液的最高使用温度,否则会造成固定液大量挥发流失。某些固定液有最低操作温度。一般地说,操作温度至少必须高于固定液的熔点,以使其有效地发挥作用。 降低柱温可使色谱柱的选择性增大,但升高柱温可以缩短分析时间,并且可以改善气相和液相的传质速率,有利于提高效能。所以,这两方面的情况均需考虑。 柱温分为恒温和程序升温两种 恒温:对于沸程不太宽的简单样品,可采用恒温模式。一般的气体分析和简单液体样品分析都采用恒温模式。 程序升温:对于沸程较宽的复杂样品,如果在一恒温下分很难达到好的分离效果。
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