氣相色譜儀分離不理想,如何選擇氣相色譜柱?

2022-06-10 09:34:20來源:山東譜析

色譜柱是氣相色譜儀的心臟,誠然,色譜柱的選擇非常重要,卻也不是在物質分析中唯一重要的因素。針對不同的物質種類,進樣器、檢測器的種類選擇也十分重要。

氣相色譜柱分類有兩大塊,填充柱和毛細管柱。填充柱的填充顆粒物、內徑和柱長有區別,一般是用于特殊用途。毛細管柱的參數有固定相類別、柱長、內徑、膜厚。由固定相種類可分為:非極性柱、弱極性柱、中極性柱、強極性柱、極性柱。毛細管柱的極性一般可從柱子的名稱上直接看出來,具體可見各家分析柱廠家的命名規則。

1.色譜柱固定相的選擇

當面對一個未知物時,先試用現有氣相色譜儀GC柱,如果該柱分離不理想,根據你對樣品的了解,基本原則是分析物與固定相有相似化學性質時才會相互作用。這說明對樣品越了解,越容易找到合適的固定相。

非極性分子——通常僅由C和H組成并且無偶極矩,直聯(正烷)是常見的非極性化合物的例子。

極性分子——主要由C和H組成同時也有其他原子,如:N、O、P、S或鹵素。樣品包括有醇類、胺類、硫醇類、酮類、有機鹵化物等。

可極化物質——主要由C和H組成同時包含不飽和鍵。通常有:炔和芳香族化合物。

如果你的樣品是具有相似的化學性質的非極性組分的混合物,比如大多數石油餾分中的烴,你可以試用OV-1毛細管色譜柱,它按沸點順序分離。如果你懷疑有芳族化合物,試著用有苯基的SE-52或SE-54柱。

極性或可極化組分樣品能夠在中極性和/或可極化固定相色譜柱上進行分析,如有苯基或類似基團固定相,比如OV-17或OV-225柱。如果需要更高極性,可以選用聚乙二醇(PEG)固定相,即通常所說的WAX固定相。

2.色譜柱膜厚選擇

薄膜比厚膜洗脫組分快、峰分離好、溫度低。

一般而言,色譜柱的膜厚為0.25到0.5μm。對于流出達300℃的大多數樣品(包括蠟、甘油三脂、甾族化合物等)能夠很好的分析。對于更高的洗脫溫度,可以用0.1μm的液膜。而厚液膜對于低沸點化合物有利,對于流出溫度在100℃~200℃之間的物質,用1~1.5μm的液膜效果較好。超厚膜(3~5μm)用于分析氣體、溶劑和可吹掃出來的物質,以增加樣品組分與固定相的相互作用。另一個選擇厚膜的原因是當用大口徑柱時保持分離度和保留時間。由于這個原因,大口徑柱都只有厚膜。厚膜的流失較大,溫度極限必須隨膜厚度增加而下降。

3.色譜柱長度選擇

一般情況,氣相色譜儀的15m柱用于快速篩選簡單混合物或分子量極高的化合物。30m柱是蕞普遍的柱長。超長柱(50、60或100m、150m)用于非常復雜的樣品。

柱長度在柱性能上不是一個重要參數,例如:加倍柱長,恒溫分析時間則加倍但峰分辨率僅增大約40%。如果分析只是比較好但不是特別好時,有比增加柱長度更好的辦法來改進分析結果,如考慮更薄的膜,優化載氣流量或用程序升溫等。

分析活性*的組分是一種特殊情況。如果樣品與柱材質接觸,那么峰會嚴重拖尾。較厚的膜、相對短的柱可以由于較少的柱材和較厚的固定液體掩蓋其表面以屏蔽活性表面,從而減少相互作用的機會。

4.色譜柱內徑選擇

增加直徑意味著需要更多的固定相,即使厚度不增加,也有較大的樣品容量。同時也意味著降低了分離能力且流失較大。小口徑柱為復雜樣品提供了所需的分離,但通常因為柱容量低需要分流進樣。如果分離度的降低能夠接受的話,大口徑柱可以避免這一點。當樣品容量是主要的考慮因素時,如:氣體、強揮發性樣品、吹掃和捕集或頂空進樣,大內徑甚至PLOT柱可能比較合適。

同時色譜柱內徑的選擇中要考慮儀器的限制和要求。填充柱的進樣口可以使用大口徑毛細管柱(0.53mm內徑),而小口徑柱就不一定能夠被連接在儀器上使用。毛細管柱的進樣口一般可以用于所有內徑范圍的毛細管柱。(0.1mm、0.25mm、0.32mm、0.53mm)直接聯用的GC/MSD和MSD需要小口徑柱,因為真空泵不能處理大口徑柱的大流量。


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