氣相色譜分離操作條件的八個(gè)選擇
一、載氣種類及流速的選擇
對(duì)于確定的色譜柱和試樣,有一個(gè)最佳的載氣流速,此時(shí)柱效最高,根據(jù)公式:H = A+B/U+C
用在不同流速下測(cè)得的塔板高度H對(duì)流速u(mài)作圖,得H-u曲線圖。在曲線的最低點(diǎn),塔板高度H最?。℉最小)。此時(shí)柱效最高。
對(duì)于填充柱,N2的最佳實(shí)用線速為10~12cm?s-1;H2為15~20cm?s-1。通常載氣的流速習(xí)慣上用柱前的體積流速(mL?s-1)來(lái)表示,用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量;也可通過(guò)皂膜流量計(jì)在柱后進(jìn)行測(cè)定。若色譜柱內(nèi)徑為3mm,N2的流速一般為40~60L?min-1,H2的流速為60-90mL?min-1。
二、色譜柱柱溫的選擇
柱溫是一個(gè)重要的操作參數(shù),直接影響分離效能和分析速度。首先要考慮到每種固定液都有一定的使用溫度。柱溫不能高于固定液的最高使用溫度,否則固定液揮發(fā)流失。
柱溫對(duì)組分分離的影響較大,(1)提高柱溫使各組分的揮發(fā)靠攏,不利于分離, 所以,從分離的角度考慮,宜采用較低的柱溫。(2)柱溫太低,被測(cè)組分在兩相中的擴(kuò)散速率大為減少,分配不能迅速達(dá)到平衡,峰形變寬,柱效也會(huì)下降,并會(huì)延長(zhǎng)分析時(shí)間。
柱溫的選擇原則是:應(yīng)使難分離的兩組分達(dá)到預(yù)期的分離效果,峰形正常的前提下,盡可能采用較高的柱溫。一般柱溫應(yīng)比試樣中各組分的平均沸點(diǎn)低20~30℃,具體的選擇可通過(guò)試驗(yàn)決定。
對(duì)于寬沸點(diǎn)樣品可采用程序升溫的方法來(lái)分析。三、氣化溫度 進(jìn)樣后要有足夠的氣化溫度,使液體試樣迅速氣化被載氣帶入柱中。在保證試樣不分解的情況下,適當(dāng)提高氣化溫度對(duì)分離及定量有利,尤其當(dāng)進(jìn)樣量大時(shí)更是如此。
一般選擇:氣化溫度 > 檢測(cè)器溫度 ≥ 柱溫。
四、色譜柱固定液的性質(zhì)和用量
固定液的性質(zhì)對(duì)分離是起決定作用的。有關(guān)這問(wèn)題已詳細(xì)討論過(guò)。在這里討論一下固定液的用量問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),擔(dān)體的表面積越大,固定液用量可以越高,允許的進(jìn)樣量也就越多。為了改善液相傳質(zhì),應(yīng)使液膜薄一些。目前填充色譜柱中盛行低固定液含量的色譜柱。固定液液膜薄,柱效能提高,并可縮短分析時(shí)間。但固定液用量太低,液膜太薄,允許的進(jìn)樣量也就越少。因此固定液的用量要根據(jù)具體情況決定。
固定液的配比(指固定液與擔(dān)體的質(zhì)量比)一般用5 :100到25 :100,也有低于5 :100的。不同的擔(dān)體為要達(dá)到較高的柱效能,其固定液的配比往往是不同的。
一般來(lái)說(shuō),擔(dān)體的表面積越大,固定液的含量可以越高。制備色譜往往用高配比的固定液。
五、色譜柱擔(dān)體的性質(zhì)和粒度
擔(dān)體的表面結(jié)構(gòu)和孔徑分布決定了固定液在擔(dān)體上的分布以及液相傳質(zhì)和縱向擴(kuò)散的情況。要求擔(dān)體表面積大,表面和孔徑分布均勻。這樣,固定液涂在擔(dān)體表面上成為均勻的薄膜,液相傳質(zhì)就快,就可提高柱效。對(duì)擔(dān)體粒度要求均勻、細(xì)小,這樣有利于提高柱效。但粒度過(guò)細(xì),阻力過(guò)大,使柱壓降增大,對(duì)操作不利。對(duì)3~6mm內(nèi)徑的色譜柱,使用60~80目的擔(dān)體較為合適。
六、進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量
進(jìn)樣速度必須很快,一般用注射器或進(jìn)樣閥進(jìn)樣時(shí),進(jìn)樣時(shí)間都在一秒鐘以內(nèi)。若進(jìn)樣時(shí)間過(guò)長(zhǎng),試樣原始寬度變大,半峰寬必將變寬,甚至使峰變形。
進(jìn)樣量一般是比較少的。液體試樣一般進(jìn)樣0.1~5μL。氣體試樣0.1~10mL。進(jìn)樣量太多,會(huì)使幾個(gè)峰疊在一起,分離不好。但進(jìn)樣量太少,又會(huì)使含量少的組分因檢測(cè)器靈敏度不夠而不出峰。最大允許的進(jìn)樣量,應(yīng)控制在峰面積或峰高與進(jìn)樣量呈線性關(guān)系的范圍以內(nèi)。
七、色譜柱柱長(zhǎng)和柱內(nèi)徑
分離度R正比于柱長(zhǎng)L的平方根,增加柱長(zhǎng)對(duì)分離有利。但柱長(zhǎng)增加,各組分的保留時(shí)間增加,分析時(shí)間延長(zhǎng);柱長(zhǎng)增加,柱阻力增加,操作不便。
只要能滿足一定分離度(R≥1.5)的條件下,盡可能使用較短的柱子。一般常用的填充柱長(zhǎng)為1~3米。
色譜柱內(nèi)徑增加,可以增加分離的樣品量,但縱向擴(kuò)散的路徑增加,柱效降低,不利于分離。一般常用的填充柱內(nèi)徑為3~4mm