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
毛细管色谱柱的制备比较复杂，一般个人在实验室制作不容易获得高性能的色谱柱。而目前市场上有出售的各种性能的色谱柱，进口的价格偏高，国产的性能稍差一些，但是价格却低的很多。因此本节内容对毛细管色谱柱的制备只做一个粗略介绍。
4.1.1、毛细管色谱柱的材料
毛细管色谱柱的材料对制备一支高质量的色谱柱是十分重要的。毛细管色谱柱的材料应具有化学惰性，热稳定性好，内表面光滑，易润湿以及操作方便等性能。自从毛细管气相色谱柱发明以来，对许多材料，如塑料、铜、镍、不锈钢等进行研究。但是目前普遍使用的则是玻璃和石英玻璃材料，应用最多的是石英玻璃材料。由它制作的毛细管柱人们通常称之为弹性石英毛细管柱。
4.1.2、毛细管柱的拉制
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℃的高温。这类色谱柱可以用一些高级烷烃（大于100个碳原子）以及甘油三酯类的分离。
4.1.3、毛细管柱的内壁表面处理
在涂渍固定液之前必须对毛细管柱内表面进行处理，以改变化学和物理性能适合于制作毛细管色谱柱。柱内表面处理的目的如下：a、改善不同极性固定液在毛细管柱内壁表面的润湿性，获得均匀稳定的液膜，制备高效色谱柱；b、除去柱内壁表面的金属离子，消除催化活性中心，减小固定相流失；c、钝化内壁表面的吸附中心，提高柱惰性；d、适当增加表面的硅醇基，以便能够更好的去活、涂渍固定液。毛细管柱的内壁改性一般有以下几种方法：a、柱内壁表面的粗造化；b、柱内壁的羟基化；c、柱内壁表面的惰性化。
4.1.4、毛细管柱的涂渍
ａ、动态涂渍法：动态法系以惰性气体压力推动固定液溶液通过毛细管柱，在柱内壁上留下一层液膜。固定液的浓度一般为10％-20％，。根据固定液黏度和极性不同，选择二氯甲烷或丙酮作溶剂。操作时需在毛细管柱尾连接一根与柱子内径相同、长度约10m的废毛细管，以免溶液走到柱尾时速度发生变化。柱子的另一端插入固定液溶液中，用高压氮气把固定液溶液压人柱内。当液体到达柱体积的1/5时，将插入固定液中的毛细管柱拉起离开液面。用N2气推动溶液的液栓向前移动，速度为2-6cm／s，不得超过10cm／s。涂完后柱子继续通N2气3-4h，以完全除去溶剂。
动态法涂渍固定液速度快，但常常得不到均匀的液膜，重复性较差，柱效也比较低。为了提高动态法的效果，人们不断提出改进的方法。Levy等人提出一种限制流速的办法，将装置置于要涂渍柱的后边，在涂渍过程中使溶液流动速度稳定。也可采用汞塞法提高动态法的效果：往色谱柱管中吸入柱长10％的固定液溶液，停止抽空，使毛细管入口离开液面，让液栓后的弯月面移动几厘米。然后把柱人口处擦干净，取一小滴干净的汞放人管中，使汞塞长度为8--10cm，举起毛细管人口端以重力使汞塞进入柱中。把毛细管柱平放在没有对流风的桌面上，并用一块玻璃片盖在毛细管平面上，在毛细管末端装一段缓冲柱。施加一定压力使汞塞向前移动，速度约为0.5—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。国内徐秉玖等人改进了这一方法，建立了所谓自由逸出静态涂渍法。该方法是在高于溶剂沸点75℃
或80℃的恒温条件下进行。不需抽真空使溶剂自由挥发，蒸发溶剂时在毛细管柱上接上一段缓冲柱增加阻力。这种方法简便，涂渍速度快，柱效高，可用于各种柱径和固定液的涂渍。
ｃ、毛细管柱的交联：涂渍在毛细管柱内的固定液，通过分子间的共价连接(原位交联)或与毛细管柱壁连接(键合)，使液膜稳定性得到提高。制备这种毛细管柱的技术称之为毛细管柱的交联。交联柱有下列优点：①减小柱流失，提高柱子的使用温度，交联使原来线性的固定液分子变成网状结构。制备好之后，用溶剂把未交联的低分子物质洗去，从而提高了固定液的热稳定性。②抗溶剂冲洗，有利于柱内污染物的清除。③防止固定液在柱中脱落，允许注入大体积稀溶液而不致于造成损坏液膜。④防止固定液的热重排。固定液交联形成的固定液网状结构阻止热重排。制备交联柱有两种方法，其一是通过固定液的缩合或固定液在柱壁上的硅醇基反应形成Si--O--Si键而实现交联固化。另一方法是聚硅氧烷上的甲基(或乙烯基)经引发剂引发产生Si—C--C--Si(即碳与碳间形成键)的反应。
第五节填充色谱柱的制作
填充色谱柱的制作
/mm目目/ml.min-1/ml.min-1
o玻璃柱: 可用洗耳球将K2CrO4.H2SO4洗液吸入, 浸泡一段时间后用自来水冲洗至中性后烘干备用.
o铜柱: 用10%的盐酸溶液浸泡. 为了增加去污效果应用水泵抽洗, 直至抽洗液中没有金属, 铜锈或其他悬浮杂质为止, 然后用自来水冲洗至中性后烘干备用. o不绣钢柱: 用5%-10%的热NaOH的水溶液抽洗4-5 次, 以除去管内壁的油腻和污物, 然后用自来水冲洗至中性后烘干备用.
4.载体的选择
常用的载体有红色硅藻土载体, 主要用于分析非极性和弱极性化合物, 白色硅藻土载体, 主要应用于极性和碱性物质的分析, 非硅藻土载体如玻璃微球可分析甾族化合物, 氟载体耐腐蚀用于分析强极性化合物.
5.载体和固定液的用量
先依据柱长和柱内径计算所需载体的体积(V), V=πr2L (r, L均以cm为单位). 然后用量杯量取计算值V的1.2倍的载体在天平上称量质量(m=V/ρ),再按配比称取固定液的质量, 常用固定液的质量百分含量为5-30%.
6.溶剂的选择
所选溶剂应不和固定液发生化学反应, 但能和固定液形成无限互溶体系, 且容易挥发, 选择的依据是溶剂和固定液之间的相似相溶原理, 溶剂的用量为载体体积的0.8-1.0倍.
7.固定液的涂渍
o浸渍法: 将固定液溶于适量溶剂中, 待完全溶解后, 迅速倾入载体, 轻轻搅拌均匀, 用红外灯加热使溶剂缓慢挥发. 使用低温固定液时, 尽量使溶剂缓慢自然蒸发.
o回流法: 难溶解的固定液可与溶剂回流加热至溶解, 然后倒入载体加热回流
1.5-2 h, 倒出使溶剂挥发掉, 其中的载体在配置前应先烘干.
o减压抽滤涂渍: 在吸滤瓶中放入10ml液相溶液, 加20 g载体. 用水泵抽吸滤瓶几分中, 然后停止抽吸, 放置15分钟. 将吸滤瓶中的物质倒入烧结玻璃漏斗
中, 抽真空15分钟后将载体分散在滤纸上干燥, 最后在80-l00℃的烘箱中干燥, 熔点低的溶液应在室温下干燥.
8.固定相的装填与成型
固定相的装填应紧密, 均匀, 不能存在沟槽和断裂, 同时柱端的死体积要小, 装填过程中还应防止载体破碎. 在链接色谱柱时, 一定要注意方向！把原来接真空泵的, 装填比较紧密的一端接检测器, 另一端接汽化室. 这样可以提高柱出口压力, 使载气的线速均匀, 柱效高, 若方向接反, 柱效将下降约10-20%. 常用的固定相的装填方法有
o振动法: 将柱管直立, 一端塞上玻璃棉, 由上端漏斗加入固定相, 边装边敲, 装满后用玻璃棉(最好经过硅烷化)堵死, 再加工成所需形状.
o抽空法: 装填螺旋柱时可用有干燥装置的真空泵抽, 抽空时稍加振动, 柱一端堵好玻璃棉防止载体进入泵内.
9.色谱柱的老化
涂渍好的柱子, 使用前都需经过老化处理, 以除去制备柱子时可能产生的挥发性成分和不稳定物质. 老化温度一般应选在固定相最高使用温度之下, 实际操作使用温度之上, 老化时将制得的柱装在色谱仪上, 并将柱末端和检测器断开, 缓慢升温. 或者可选择在高于使用温度20-50℃的条件下通氮气老化至少6-8 h. 注意
老化过程色谱柱出口不能接监测器以防污染.
第六节毛细管色谱柱的发展与分类
毛细管色谱柱的发展与分类
毛细管的材质最常用的是玻璃和石英, 工业上使用熔融拉制的方法生产, 其中石英毛细管一拉出来时总要在外表面涂上一层聚酰亚胺保护膜以增加毛细管的强度和弹性. 石英毛细管柱表面往往呈酸性, 使用之前应在室温下通氮气清洗柱子, 对于20m的柱子可用氮气清洗20min(pH试纸不变红)以除去部分酸性气体, 更严格的试验可在260℃下通氮气2 h以进一步除去酸性气体.
毛细管色谱法的历史包括三个明显的发展阶段
o70年代毛细管键合交联柱的制备(immobolization), 通过固定液薄膜的三维共价交联生成具有低固定相流失特征的良好稳定性毛细管色谱柱.
o80年代, 大孔径毛细管柱的制备(megabore column), 通过增加毛细管的孔径和固定液薄膜的用量来提高分析样品的容量和组分检测的灵敏度.
o90年代, 集束毛细管柱的制备(multicapillary column), 使用一束小孔径毛细管色谱柱做为一个整体用于色谱分析, 以达到大容量进样条件下具有较高分辨率的目的.
按照固定相的分布特征毛细管色谱柱分为
[1].常规开管型毛细管色谱柱
o涂壁毛细管柱(Wall Coated Open Tubular column, WCOT), 直接在毛细管的内壁涂载固定液.
o多孔层毛细管柱(Porous Layer Open Tubular column, PLOT), 在毛细管的内壁制成一层多孔.
[2].固体载体做为色谱固定相
涂载体毛细管柱(Support Coated Open Tubular column, SCOT) 在毛细管的内壁制成一层多孔固体载体, 再将固定液涂载在载体上.
o小孔径毛细管柱(microbore column), 内径小于100μm的弹性石英毛细管柱o大孔径毛细管柱(megaobore column), 内径530μm,常做成厚液膜柱(如5-8 μm)
[3].填充型毛细管色谱柱
先在玻璃管中装载体或吸附剂, 然后拉制成毛细管色谱柱, 或者先拉制成毛细
管, 再把固定相直接填充到毛细管柱. 后一种方法制备的色谱柱也叫微填充柱.第七节玻璃毛细管内表面有机固定相的润湿和分散
玻璃毛细管内表面有机固定相的润湿和分散
1.润湿性和接触角
润湿性是指液体在固体表面上的分散程度, 润湿性好坏可以直观的用液体在固体
表面分散以后的接触角来判断. 当液体分散在固体表面上时, 液体-固体之间的界面与液体-气体之间的曲面切面形成的通过液体内部的夹角叫接触角θ.接触角越小, 液体在固体上的润湿性越好, 接触角为零时液体在固体上完全分散, 润湿性最好.
2.表面张力和玻璃的临界表面张力
液体在固体表面的分散性能取决于固体表面, 液体表面和固体-液体界面三种界面张力作用于交界处力的平衡结果. 一般情况下由于液体的表面张力(σ＝
3.0-5.0×10-4N/cm)多大于玻璃的临界表面张力(σCST＜3.0×10-4 N/cm), 大多数固定液在玻璃表面的润湿性能较差, 很难涂渍成均匀分散的液体薄膜. 通常从两个方面考虑改变玻璃管内壁有机固定相的润湿性, 改性处理玻璃管内壁, 提高玻璃管内壁的表面张力; 改变固定液的性能, 如添加表面活性剂等, 减小固定液
的表面张力.
第八节毛细管的化学腐蚀法和物理填充法改性
毛细管的化学腐蚀法和物理填充法改性
普通玻璃的化学腐蚀法表面处理
化学腐蚀法适用于普通玻璃制备的毛细管, 常用的处理方法有以下两种
[1].用HCl处理钠钙玻璃毛细管柱使内臂生成氯化钠结晶
将HCl气体连续地通过置于350 ℃的钠钙玻璃柱管2 h, 生成均匀的氯化钠颗粒, 或将HCl气体充满柱管, 封死其两端后, 在360℃加热3 h, 生成较大的氯化钠颗粒.
这种方法形成的晶体与玻璃的表面组成有关, 难于重复; 涂渍液会溶解少量氯化钠晶体; 同时由于钠钙玻璃内壁存在碱性活性位, 这种活性位在高温条件下往往容易催化分解固定液.
[2].用HF处理硼硅玻璃毛细管柱使生成SiO2晶须
直接将HF气体或加热后产生HF气体的物质填充到硼硅玻璃毛细管内, 在一定
温度下腐蚀, 使毛细管内壁产生SiO2晶须状物质. 这种方法产生的晶须不易脱落, 可能导致柱效不高.
填充毛细管和多孔层空心毛细管的制备
[1].填充毛细管柱(packed capillary column)
在玻璃管中填装固体, 然后拉制成毛细管柱, 固体则嵌在柱内壁, 固体可以是吸附剂做固定相直接使用, 或固体载体拉制后再涂渍固定液使用.
[2].多孔层空心毛细管柱 (porous layer open tubular column)
在拉制的毛细柱管内壁分散一层多孔性物质, 如石墨化碳黑, 分子筛等, 然后涂
渍固定液或做为吸附剂固定相直接使用.
第九节石英毛细管柱的粗糙化
石英毛细管柱的粗糙化
1.沉积石墨化碳黑
使用静态或动态法把石墨化碳黑的胶体溶液沉积到毛细管内壁上, 也可以把石墨化碳黑胶体溶液沉积到弹性石英毛细管柱内壁上.
2.沉积氯化钠
氯化钠的胶体溶液以动态法涂渍在毛细管内壁上. 首先往 NaCl 饱和水溶液中加入 1,1,1-三氯乙烷制成胶体溶液, 把此溶液通过毛细管柱, 等溶剂蒸发后根据需要再涂第二次, 第三次, 第四次. 最后在 350℃下加热 1 h , 使之重结晶. 其中胶体溶液通过柱子的量最少为25μL/cm2柱表面,接触时间不少于40min, 流动速度控制在1-5 cm/s.
用三氯甲烷代替1,1,1-三氯乙烷制成氯化钠的胶体溶液, 制备出沉积氯化钠的玻璃或石英毛细管柱. 这样粗糙化过的毛细管柱上可以涂渍多种极性固定相, 如: OV-17 PEG-20M FFAP OV-225 和DEGS等.
3.沉积二氧化硅
首先将少量固定相用超声波与Silanox 101 和高密度溶剂制成悬浮液, 其中的Silanox 101为一种三甲基硅烷化的二氧化硅, 高密度溶剂为四氯化碳或三氯甲
烷等. 在通入悬浮液之前首先用溶剂将毛细管柱湿润一下, 通入悬浮液的量为
25%的柱长, 以 5 cm/s 的速度使悬浮液向前移动. 等悬浮液的液柱离开毛细管后用氮气吹扫3 h 使之干燥. 这样在利用固定相将二氧化硅粒子黏附在毛细管壁上, 这一步也可以加入一定量的表面活性剂如氯化苄基二苯基膦以增加二氧化硅粒子的分散性. 接着将固定相溶于黏度小的溶剂如异辛烷中, 把固定相溶液通入经氧化硅粒子处理过的毛细管柱中使固定相达到所需的担载用量. 这种方法不易用于极性固定液的涂渍, 其中使用的二氧化硅尺寸大到7μm,目前使用更小粒度的二氧化硅涂渍.
使用粒度小于1 μm的高纯SiO2粉末也可以实现粗糙化石英毛细管的目的. 先将SiO2粉末在300℃烘3小时, 然后和溶剂三氯甲烷和二氧杂环己烷等溶剂相混合,超声波振荡后将二氧化硅粒子分散成均匀的悬浮液. 涂渍二氧化硅粒子之前先用三氯甲烷润湿毛细管,把毛细管一端插入配置好的二氧化硅悬浮液抽入一定量的二氧化硅悬浮液, 用汞塞法使液柱通过柱子, 再使用较低的氮气流速吹扫溶剂后得到二氧化硅粒子涂层. 这种方法可以方便的用于石英毛细管柱的粗糙化, 二氧化硅粗糙化后的石英柱可以涂渍极性较强的固定液, 如OV-225,OV-275等, 得到
极性色谱柱.
第十节石英毛细管柱的去活
石英毛细管柱的去活
由于材料中杂质的存在, 未经处理的毛细管表面总是不可避免的分布着各种各样的活性位点. 这些活性位可能使固定液分解, 也可能对所要分离的酸性或碱性组分产生较强的吸附, 或者使分离组分催化分解, 所以在色谱柱的制作过程中总是要对毛细管表面进行去活处理, 而经过去活处理后的色谱柱往往对色谱固定液具有良好的分散性. 根据处理方法的差异, 去活过程可能产生如下三种的效果:
o除去或减少活性物质
o改变活性基团的性质
o把活性基团隐藏起来, 使之不发生作用
毛细管的水热处理
把石英毛细管表面在高温条件下用稀盐酸进行处理, 这种过程在毛细管的内表面产生大量的硅羟基, 同时能使金属氧化物杂质溶解, 增加毛细管的亲水性, 同时减少毛细管表面活性位的数量. 实验在毛细管中装入一段2%的盐酸溶液, 以大约5 cm/s的速度让盐酸溶液动态涂渍到毛细管内壁, 再用丁烷-氧火焰把毛细管柱两端封口, 封口后的毛细管柱在220℃下加热6 h.
毛细管的去活处理
o聚乙二醇处理
这种方法用一定含量的PEG-20M溶液涂渍毛细管柱, 把两端封口后在280℃下加热 16 h, 然后用二氯甲烷和甲醇洗涤毛细管柱即可. 当使用的PEG-20M含量较低时可用于涂渍非极性色谱固定液, 当PEG-20M含量较高时可以用于极性固定液的涂渍, 所得色谱柱在250℃分离条件下使用效果很好, 当温度大于250℃性能变差.
o硅烷化处理
[1].高温硅烷化去活方法
把六甲基二硅胺烷(HMDS), 三甲基氯硅烷(TMCS)等试剂以动态4-5 cm/s的线速度涂渍在毛细管内表面, 柱两端封口后快速加热到300℃保持20小时. [2].聚硅氧烷高温裂解去活
用动态法把OV-101涂渍在毛细管柱中, 柱两端封口后加热2-20 h . 在加热过程中聚硅氧烷受热部分分解, 一些分解产物和毛细管柱表面上的硅醇基反应, 然后用溶剂把未分解的聚硅氧烷洗去. 这一方法要在高达450℃的温度下进行, 不能用于弹性石英毛细管柱的去活, 这一温度条件下弹性石英毛细管外的聚酰亚胺涂层分解.
[3].含氢硅油裂解去活
由于聚硅氧烷高温裂解去活需要高温下处理, 为此有人提出用含氢硅油作硅烷化试剂, 使用含氢硅油代替聚硅氧烷可以在250℃对石英毛细管进行去活处理.
其它的方法完全类似, 其中当硅烷化试剂中含有和固定液相似的官能团时去活效果和固定液的分散性能均较好.
第十一节毛细管固定液的涂渍
毛细管固定液的涂渍
涂渍过程是固定液在毛细管柱内表面的均匀散过程, 包括动态涂渍和静态涂渍两种方法. 改性后的毛细管可用于固定液的涂渍.
1.动态涂渍法
动态涂渍法是将要涂渍的固定液配制成一定浓度的溶液, 溶液在气体的推动下流过要涂渍的毛细管柱, 控制涂渍液的线速度待溶液流出毛细管柱后继续通气体使溶剂挥发完全, 这样在毛细管内表面就留下一层很薄的固定液液膜.
例如以二氯甲烷或丙酮作溶剂, 配成5-30 g/100ml的溶液, 放入适当的容器
内, 用高压氮气在严格控制流速条件下将固定液压入毛细管内;当25%柱体积被充满时, 将插入固定液端的毛细管提起, 让氮气气流以1-2 cm.s-1稳定流速推动液柱流过柱子, 为防止液柱离开柱子时柱压突然变化, 柱后连接一段内径相同长度为1/4涂渍柱长的缓冲柱. 涂后的柱子继续通氮气3-4小时以完全去除溶剂.动态涂渍适用于粘度低, 流动性好的固定液涂渍, 所得毛细管柱的液膜厚度和均匀性取决于涂渍液的浓度, 粘度, 温度, 流动速度以及溶剂的挥发速度.
这种方法简便快速但重复性差, 所得色谱柱的柱效比静态法低, 并且液膜厚度较难准确预测.
2.汞塞动态涂渍法
汞塞动态涂渍法将一小段汞插在涂渍液与推动气体之间. 由于表面张力的存在, 汞塞滚压后多余的涂渍液从柱内壁表面移出柱外, 由于汞塞的作用这种方法还可以涂渍浓度和粘度较大的固定液.
汞塞法是动态涂渍固定液较好的方法, 但不适于涂含引发剂的固定液, 因引发剂可将汞氧化堵塞毛细管. 所以当采用引发剂时, 一般先用汞塞法涂上液膜, 再用动态法涂引发剂交联.
3.超动态涂渍法
用高流速气体使液柱快速通过色谱柱, 当液柱完全离开缓冲柱后, 在同样压力下用氮气吹0.5-1.5小时即可.
超动态法快速, 简便, 适应于大口径厚液膜毛细管色谱柱的制备, 而且柱效与静态法涂渍的效果相当, 但超动态法涂柱速度比静态法快的多.
4.静态涂渍法
静态法将准确计量的低浓度固定液溶液充满毛细管柱, 将一端除气后封死, 另一端接真空系统恒温减压下条件下抽去溶剂, 这样在毛细管内壁就留下了一层固定液液膜.
如用戊烷, 二氯甲烷等易挥发溶剂配成的低浓度固定液充满色谱柱, 一端封死先放置数小时, 再将另一端接真空泵, 在低于溶剂沸点10-15℃条件下恒温缓慢蒸发溶剂. 最后在色谱柱中就留下了一层良好分散的固定液薄膜.
静态涂渍法制备的毛细管色谱柱柱效很高, 但制备过程时间长, 一般只能制备
30m以内的色谱柱.
静态涂渍法操作过程中溶剂与封口的交界处不能留下气泡, 否则它会部分或全部将柱内的涂渍液带出柱外, 使涂渍操作失效. 其中常用的封口物质有水玻璃, 有机胶以及各种蜡酯等等.
5.自由逸出静态涂渍法
自由逸出静态涂渍法不需要抽真空, 制备过程将充满固定液溶液的色谱柱一端封死, 另一端开口与大气环境相连, 在远高于溶剂沸点的恒温条件下使溶剂快速蒸发.
自然溢出静态涂渍法简便快速, 柱效高, 液膜厚度可准确控制, 特别适应于长而管径小的色谱柱的制备.
第十二节毛细管固定液的交联与键合
毛细管固定液的交联与键合
正常情况下固定液分子之间以及固定液和氧化硅玻璃表面之间的聚集和分散仅仅依靠分子之间相互作用力的形式来维持, 这样较高的温度或溶剂的作用都可能使固定液分子从毛细管壁上流失. 这种流失现象可以从固定液分子之间的共价键交联和固定液在玻璃表面的共价键键合两个方面来改善.
1.固定液在玻璃表面的共价键键合
固定液与毛细管壁硅醇基直接反应形成共价键, 这种共价键的形成使固定液分子牢固的结合在毛细管玻璃表面, 增强了毛细管色谱柱的稳定性.
如将端羟基聚硅氧烷和有机金属催化剂混合涂渍在毛细管柱的内壁, 通载气的条件下程序升温至280℃反应6小时, 即可在固定液分子和色谱柱的端羟基之间形成Si-O-Si键. 同时通过改变端羟基化合物的结构和极性, 如进一步结合一定含量的苯基或氰基生成不同极性的玻璃毛细管表面.这种键合了不同极性官能团色谱柱进一步涂渍相应极性的固定液可以生成不同极性的性能稳定的色谱柱.
2.固定液分子之间的交联反应
当固定液分子中含有可发生聚合反应的官能团时, 通过引发这些官能团之间的聚合反应在固定液分子之间形成共价键, 形成固定液分子之间的三维共价网状结构, 从而达到增加固定液稳定性的目的. 如含有乙烯基官能团的聚硅氧烷
SE-54,OV-1701等通过过氧化物引发后发生烯键之间的聚合反应形成Si-C-C-Si 共价交联结构.常见的交联反应有:
o过氧化合物或偶氮化合物引发的交联反应. 其中的过氧化物引发剂包括过氧化苯甲酰(BP), 过氧化二异丙苯(DCUP), 过氧化叔丁基(TBP)等.偶氮化合物引发剂有偶氮叔丁烷(ATB), 偶氮叔辛烷(ATO), 偶氮二异丁腈(ATBN), 氮叔十二烷(ATD)等.
o臭氧引发的自由基交联反应可用于非极性和中等极性固定液的交联反应. 固定液中含甲苯基和乙烯基时有利于交联反应的发生. 这种反应更适合于固定液膜较薄的毛细管柱的制备, 其中的交联条件易于控制, 重复性好, 设备简单, 同时固定液膜中不存在引发剂单体分解后残留的副产物.
o辐射引发的交联反应将涂渍好固定液的柱子用γ射线照射, 辐射剂量为
0.5MR.h-1, 照射时间0.2-100小时. 和臭氧引发的交联反应类似, 这种方法不
会引入任何杂质, 结果可靠, 可用于非极性和中等极性固定液的交联.
3.溶胶凝胶法
近年来也出现了溶胶-凝胶法制备毛细管柱的做法. 经过预水解制备的溶胶-凝胶前体与石英管内壁牢固结合形成二氧化硅三维网状结构, 同时固定相与三维网状
结构结合形成稳定涂层. 这一技术把传统工艺中的脱活, 涂渍, 固定相键合等操
作合为一体, 显著简化了操作过程, 在手性杯芳烃和环糊精衍生物色谱柱等的制
备中均取得了良好的效果.
第十三节毛细管色谱柱的老化
毛细管色谱柱的老化
涂渍好的柱子, 使用前都需经过老化处理, 以除去制备柱子时可能产生的挥发性成分和残留在固定相中的不稳定物质. 老化温度一般应小于固定相的最高使用温度, 大于实际分析中使用的工作温度. 将制备的毛细管色谱柱装在色谱仪上, 色谱柱的末端和检测器断开, 在载气流通条件下缓慢升温到老化温度维持6-7小时. 其中的老化温度也可以参考选择高于工作温度20-50℃. 这里一定注意当老
化温度过高时会发生固定液的流失或分解, 损坏色谱柱.
第十四节毛细管色谱柱的评价
毛细管色谱柱的评价
毛细管色谱是色谱分析技术中最成功的分析技术之一, 随着毛细管色谱技术的广泛采用, 高柱效, 低流失的性能成了今后毛细管色谱柱的发展方向.
一般评价毛细管色谱柱的方法是在一定条件下分离一组混合物样品, 包含各种典型官能团, 检测色谱柱的分离性能. 样品中的典型组分包括烷烃, 芳烃, 醇, 二元醇, 醛, 酮, 酚, 胺酯和游离酸, 文献中更多使用的是Grob试剂. 一个好的毛细管柱不仅应该柱效高和选择性好, 还应兼具热稳定性好和催化活性小等特点. 柱子的选择性主要通过要分离的对象进行考核, 不同的柱子会有不同的要求. 柱效的评价是测定单位长度色谱柱的理论板数和涂渍效率, 即每米色谱柱的理论板数和涂渍效率, 一个好的非极性色谱柱的涂渍效率应该在90%以上. 色谱柱的热稳定性可通过程序升温过程中色谱基线漂移的大小来衡量; 也可通过色谱柱经升温处理后再降到一定温度来测量柱保留值, 柱效和峰对称性, 对照升温前后色谱柱的分离性能判断色谱柱是否能承受对应的处理温度的考验. 色谱柱惰性的评价大多选择Grob试剂进行考核, 也有采用极性组分, 如苯酚, 苯胺, 脂肪酸酯等对正构烷烃的峰面积比是否恒定进行考核.
1.理论塔板数
用单位长度色谱柱理论塔板的数目来表示
n/m = 16(tR/Wb)2/L = 5.54(tR/Wh/2)2/L
其中: -色谱峰保留时间, -色谱峰峰底宽, Wh/2-色谱峰峰高一半处的宽度, L-柱长2.分离度(R)
是两个相邻色谱峰的分离程度, 以两组分保留值之差与其平均峰宽值之比表示. R=2[(tR2-tR1)/(W1+W2)]
其中: tR2和tR1是两个样品的保留时间, W1和W2为两个相邻色谱峰的宽度, 当R=1.5时, 分离可达99.7%, 所以常用R=1.5作为相邻两峰完全分离的标志.
3.分离数(TZ)
在碳原子数为n和n+1的两个相邻标准同系物的峰之间, 完全分离条件下可插入组分的数目.
TZ=[(tn+1-tn)/(wn+1+wn)]-1
其中: tn+1和tn为相邻同系物的保留时间, wn+1和wn为相邻同系物的色谱峰宽度.
4.涂渍效率(CE)
CE=(H理论/H实测)100%
毛细管色谱柱的涂渍效率一般为80%-100%
5.不对称因子(As)
As=(a+b)/[(a+b)-(a-b))]
其中: a, b是从峰顶处画直线把基线分为两半, 前一半为a, 后一半为b.
6.拖尾因子(TF)
TF=(a'/b')100%
其中: a', b'为在10%峰高处测量峰宽的前后两部分, 前一半为a',后一半为b'. 常用辛醇测量拖尾因子.
7.热稳定性
采用流失速率试验在程序升温条件下测量基线漂移, 即把基线漂移随柱温变化画成曲线. 各种柱子要在相同的实验条件下测试才能相互比较.
8.酸碱性
一般用2,6二甲基苯胺和2,6二甲苯酚峰面积的比来表示柱的酸碱性, 若需要更
苛刻检验则用二环乙胺和2-乙基己酸的峰面积比较.
9.交联效率(CLE)
CLE=k2/k1
其中, k1 是柱刚交联后的容量因子; k2 是交联柱经溶剂冲洗后的容量因子.
10.反应性
可配一个被怀疑组分和保留时间相近的碳氢化合物的等量混合物, 逐次减少进样量, 观察峰高变化, 如果被怀疑组分峰高下降, 则有柱上反应. 具有反应性的色谱柱会影响定量的准确性.
11.最佳使用温度
在其他条件相同的情况下, 测试不同温度下色谱柱的柱效-理论塔板数, 理论塔板
数最大数目时的温度为最佳使用温度.
第十五节 Grob试剂的组成和测试条件
Grob试剂的组成和测试条件
色谱柱的分类及特点
3-1 柱的结构 1、堵棒（或导管） 2、接头 3、接头 4、密封圈 5、螺帽 6、柱密封圈 7、柱管 8、柱填料9 10、过滤片 3-2 柱的分类： 根据所有的担体材料分为三种： a.硅胶型：机械强度高，易制成小颗粒，理论塔板数高。 b.聚全物型：在广泛的PH值范围内稳定 c.羟基磷灰石型：对蛋白质等生物高分子样品有特殊的选择性。 根据分离方式分类： a.硅胶型
1）正相：SIL－－磷脂、NH －－糖、维生素E，CN－－甾类激素。 2）反相：ODS（C18）、（C8 CN TMS Pheny1）低分子量化全物。 3）离子交换： WAX（弱碱阴离子交换）－－核苷酸、蛋白质 WCX（弱酸阳离子交换）－－蛋白质 SAX（强碱阴离子交换）－－核苷酸 SCX（强酸阳离子交换）－－儿茶酚胶 4）凝胶过滤： Diol－－蛋白质GF－－
蛋白质 b.聚合物型： 1）反相：ODP－－50－－肽，蛋白质，低分化合物。 2）离子交换：ISC－－氨基酸，胍类化合物，ISA－－糖，IC－－无机离子，PA－－蛋白质，ES－－蛋白质。 3）配位交换：SCR（磺化聚苯乙烯）－－糖。 4）离子排阻：SCR-101H 102H －－有机酸 5）凝胶过滤：ION－－多糖GS－－水溶性分子 6）凝胶渗透色谱（GPC）：GPD
－－合成分子、橡胶。 7）羟基磷灰石型：HPC－－蛋白质、核苷酸 按尺寸分类： 1.制备：30mm 50mm 内径，半制备：20mm内径。 2.分析：标准型柱：4_8mm内径。 快速色谱柱：3mm内径、5cm长、4.6mm内径。 小孔径柱：2.5mm内径，微孔径柱1mm内径。 3-3柱的技术指标 *耐压：不小于40Mpa。 *渗透性：反相－－流动相甲醇1ml/min，压力3Mpa。
气相色谱柱知识详解
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0.20.5mm，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。从发展上看，虽然毛细管柱有逐步取代填充柱的趋势（例如已有一些日常分析使用PLOT柱代替过去常用的气固色谱填充柱），但至少在目前一段时期内，填充柱在日常分析中仍是一种十分有价值的分析分离手段。 填充柱主要有气固色谱柱和气液色谱填充柱两种类型。在色谱柱中关键的部分是固定相。在本节我们将首先介绍柱管的选择及其处理方法，然后再分别重点讨论气固色谱柱和气液色谱填充柱有关固定相的内容。
气相色谱检测器的分类和工作原理及应用范围
气相色谱检测器的分类和工作原理及应用范围 待测组分经色谱柱分离后，通过检测器将各组分的浓度或质量转变成相应的电信号，经放大器放大后，由记录仪或微处理机得到色谱图，根据色谱图对待测组分进行定性和定量分析。 气相色谱监测器根据其测定范围可分为： 通用型检测器：对绝大多数物质够有响应； 选择型检测器：只对某些物质有响应；对其它物质无响应或很小。 根据检测器的输出信号与组分含量间的关系不同，可分为： 浓度型检测器：测量载气中组分浓度的瞬间变化，检测器的响应值与组分在载气中的浓度成正比，与单位时间内组分进入检测器的质量无关。 质量型检测器：测量载气中某组分进入检测器的质量流速变化，即检测器的响应值与单位时间内进人检测器某组分的质量成正比 目前已有几十种检测器，其中最常用的是热导池检测器、电子捕获检测器（浓度型）；火焰离子化检测器、火焰光度检测器（质量型）和氮磷检测器等。 一．检测器的性能指标——灵敏度（高）、稳定性（好）、响应（快）、线性范围（宽） （一）灵敏度——应答值 单位物质量通过检测器时产生的信号大小称为检测器对该物质的灵敏度。 响应信号(R)—进样量(Q)作图，可得到通过原点的直线，该直线的斜率就是检测器的灵敏度，以S表示： (3) 由此可知：灵敏度是响应信号对进入检测器的被测物质质量的变化率。 气相色谱检测器的灵敏度的单位，随检测器的类型和试样的状态不同而异： 对于浓度型检测器： 当试样为液体时，S的单位为mV·ml/mg，即1mL载气中携带1mg的某组分通过检测器时产生的mV数； 当试样为气体时，S的单位为mV·ml／ml，即1ml载气中携带1ml的某组分通过检测器时产生的mV数；
气相色谱柱分类和比较
A gilentGC色谱柱应用范围及与其他公司GC色谱柱对照表
HP-1－二甲基聚硅氧烷柱 说明：这是最常用的非极性键合固定相，HP-1（二甲基聚硅氧烷），具有极好的热稳定性并且在高温下流失很小，具有低的检测限 相似的固定相：DB-1,Rtx-1,SPB-1,CP Sil 5CB,MDN-1,DB-1h.t.,AT-1 007-1 恒温/程序升温温度范围：-60至325/350℃,-60至300/320℃0.53内径，-60至260/280℃>2.0mm液膜 应用：胺类、烃类、农药、多氯联苯、酚类、含硫化合物 HP-1 25m, 0.20mm, 0.33um HP-1 30m, 0.32mm, 0.25um HP-1 15m, 0.25mm, 0.25um HP-1 30m, 0.32mm, 1.0um HP-1 30m, 0.25mm, 0.25um HP-1 60m, 0.32mm, 0.25um HP-1 60m, 0.25mm, 0.25um HP-1 15m, 0.53mm, 1.5um HP-1 30m, 0.53mm, 2.65um HP-35-二苯基-65%-二甲基硅氧烷共聚物 说明：HP-35柱是用苯基取代甲基的聚硅氧烷固定相柱。EPA（美国环保暑）方法8081和UPS（美国药典）G-42中已经指定用此固定相。HP-3 5的中极性使其成为分析杀虫剂、除草剂、药物和胺的良好选择。 相似的固定相：DB-35,Rtx-35,SPB-35,AT-35,Sup-herb 等温/程序升温温度范围：-40至300/320℃40至280/300℃ 应用：芳氯物(Aroclors)、胺类、杀虫剂、药品 HP-35 15m, 0.25mm, 0.25um HP-35 30m, 0.32mm, 0.15um HP-35 30m, 0.25mm, 0.25um HP-35 30m, 0.32mm, 0.25um HP-35, 60 meter, 0.25mm, 0.25um HP-35 30m, 0.32mm, 0.5um HP-FFAP(键合和改性的交联聚乙二醇) 说明：HP-FFAP柱主要特点是能够分析有机酸、游离脂肪酸或用于一些需要定量分析微量酸样品。这一固定相经过改性并具有很强惰性，适合于分析溶于水的酸，碳数高达Ｃ24的脂肪酸可以用此柱进行分析，而无需费时费钱的衍生化处理。HP-FFAP柱是交联又键合的色谱柱，可以避免在进水样是色谱柱被毁坏，操作在60℃到260℃之间，不需要事先进行预处理即可得到好的结果，此柱可以用溶剂冲洗，延长寿命。 相似的固定相：DB-FFAP Stabilwax,OP WAX58cb,Nukol SP 1000D 等温/程序升温温度范围：60至240/250℃对0.35mm内径柱，６0℃到230/240℃ 应用：磷类、醇类、醛类、酮类、腈类。 HP-FFAP 25m, 0.20mm, 0.3um HP-FFAP, 30m, 0.32mm, 0.25um HP-FFAP, 30m, 0.25mm, 0.25um HP-FFAP 30m, 0.53mm, 1.0um
气相色谱色谱柱的选择及分类(20210225213401)
气相色谱色谱柱的选择及 分类 Prepared on 24 November 2020
气相色谱色谱柱的选择及分类 固定相的选择 当而对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。 非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。 极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、0、P、S或卤素。样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。 可极化物质一主要由C和H组成同时包含不饱和键。通常有：焕和芳香族化合物。 如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馀分中的慌，你可以试用OV-1毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-52或SE-54柱。 极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的WAX固定相。 膜厚选择 薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。 一般而言，色谱柱的膜厚为到umo对于流出达300c的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、笛族化合物等）能够很好的分析。对于更高的洗脱温度，可以用um的液膜。而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃?200c之间的物质，用1?Um的液膜效果较好。超厚膜（3?5um）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。由于这个原因，大口径柱都只有厚膜.厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。 长度选择 一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。30m柱是最普遍的柱长。超长柱（50、60或100m、150m）用于非常复杂的样品。
气相色谱柱的选择
气相色谱柱的选择 当面对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、O、P、S或卤素。样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。可极化物质——主要由C和H组成同时包含不饱和键。通常有：炔和芳香族化合物。我公司提供的色谱柱品种齐全，能够完全满足你分析的需要。如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馏分中的烃，你可以试用SE-30毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-54或OV-35柱。极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的W AX 固定相。 毛细管色谱柱规格的选择 1、膜厚 薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。一般而言，色谱柱的膜厚为0.25到0.5μm。对于流出达300℃的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、甾族化合物等）能够很好的分析。对于更高的洗脱温度，可以用0.1μm的液膜。而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃～200℃之间的物质，用1～1.5μm的液膜效果较好。超厚膜（3～5μm）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。由于这个原因，大口径柱都只有厚膜。厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。 2、长度 一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。30m柱是最普遍的柱长。超长柱（50、60或100m、150m）用于非常复杂的样品。 柱长度在柱性能上不是一个重要参数，例如：加倍柱长，恒温分析时间则加倍但峰分辨率仅增大约40%。如果分析只是比较好但不是特别好时，有比增加柱长度更好的办法来改进分析结果，如考虑更薄的膜，优化载气流量或用程序升温等。 分析活性极强的组分是一种特殊情况。如果样品与柱材质接触，那么峰会严重拖尾。较厚的膜、相对短的柱可以由于较少的柱材和较厚的固定液体掩盖其表面以屏蔽活性表面从而减少相互作用的机会。 3、内径 增加直径意味着需要更多的固定相，即使厚度不增加，也有较大的样品容量。同时也意味着降低了分离能力且流失较大。小口径柱为复杂样品提供了所需的分离，但通常因为柱容量低需要分流进样。如果分离度的降低能够接受的话，大口径柱可以避免这一点。当样品容量是主要的考虑因素时，如：气体、强挥发性样品、吹扫和捕集或顶空进样，大内径甚至PLOT 柱可能比较合适。同时色谱柱内径的选择中要考虑仪器的限制和要求。填充柱的进样口可以使用大口径毛细管柱（0.53mm内径），而小口径柱就不一定能够被连接在仪器上使用。毛细管柱的进样口一般可以用于所有内径范围的毛细管柱。（0.1mm、0.25mm、0.32mm、0.53mm）直接联用的GC/MSD和MSD需要小口径柱，因为真空泵不能处理大口径柱的大流量。查明你的整个系统看看你适合那些柱内径的色谱柱。
色谱法的分类及其原理
色谱法的分类及其原理 （一）按两相状态 气相色谱法:1、气固色谱法 2、气液色谱法 液相色谱法:1、液固色谱法 2、液液色谱法 （二）按固定相的几何形式 1、柱色谱法(column chromatography) ：柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将固定相附着在毛细管内壁上做成色谱柱，试样从柱头到柱尾沿一个方向移动而进行分离的色谱法 2、纸色谱法（paper chromatography）：纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体，把试样点在滤纸上，然后用溶剂展开，各组分在滤纸的不同位置以斑点形式显现，根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。 3、薄层色谱法(thin-layer chromatography, TLC) ：薄层色谱法是将适当粒度的吸附剂作为固定相涂布在平板上形成薄层，然后用与纸色谱法类似的方法操作以达到分离目的。 （三）按分离原理 按色谱法分离所依据的物理或物理化学性质的不同，又可将其分为：
1、吸附色谱法：利用吸附剂表面对不同组分物理吸附性能的差别而使之分离的色谱法称为吸附色谱法。适于分离不同种类的化合物（例如，分离醇类与芳香烃）。 2、分配色谱法：利用固定液对不同组分分配性能的差别而使之分离的色谱法称为分配色谱法。 3、离子交换色谱法：利用离子交换原理和液相色谱技术的结合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法，利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。离子交换色谱主要是用来分离离子或可离解的化合物。它不仅广泛地应用于无机离子的分离，而且广泛地应用于有机和生物物质，如氨基酸、核酸、蛋白质等的分离。 4、尺寸排阻色谱法：是按分子大小顺序进行分离的一种色谱方法，体积大的分子不能渗透到凝胶孔穴中去而被排阻，较早的淋洗出来；中等体积的分子部分渗透；小分子可完全渗透入内，最后洗出色谱柱。这样，样品分子基本按其分子大小先后排阻，从柱中流出。被广泛应用于大分子分级，即用来分析大分子物质相对分子质量的分布。 5、亲和色谱法：相互间具有高度特异亲和性的二种物质之一作为固定相，利用与固定相不同程度的亲和性，使成分与杂质分离的色谱法。例如利用酶与基质（或抑制剂）、抗原与抗体，激素与受体、外源凝集素与多糖类及核酸的碱基对等之间的专一的相互作用，使相互作用物质之一方与不溶性担体形成共价结合化合物，
气相色谱柱和毛细管柱结构特点
气相色谱柱和毛细管柱结构特点，它们有什么不同点，主要是结构上，还有实验应用上，一定详细，谢谢啊 最佳答案 气相色谱柱分填充柱和毛细管柱。填充柱的填料可以是多孔性粒状系缚剂或在惰性载体颗粒表面均匀的涂敷一层很薄的固定液膜。填充柱常用内径2-5mm，长0.5-10m的金属管或玻璃管。填充柱制备简单，可供选用的载体、固定液、吸附集种类很多，因而具有广泛的选择性，有利于解决各种各样组分的分离分析问题，应用比较普遍。此外，填充柱的样品负荷量大，可用于制备色谱其缺点是柱渗透性较小，传质阻力较大，柱子不能过长，因而分离效率较低。柱效的选择问题，视试样组分而定，许多分析并不需要很高的分离效率，因此填充柱仍有其广泛的应用前景。如工业废水中硝基苯的分析、苯系物的分析等用填充柱气象色谱法足以满足分析要求。现在的填充柱一般只分析气体用。毛细管柱则又可分为空心毛细管柱和填充毛细管柱两种。空心毛细管柱是将固定液直接涂在内径只有0.1～0.5mm的玻璃或金属毛细管的内壁上，填充毛细管柱是近几年才发展起来的，它是将某些多孔性固体颗粒装入厚壁玻管中，然后加热拉制成毛细管，一般内径为0.25～0.5mm。 气相色谱柱选择指南 1)柱长度的选择 分辨率与柱长的平方根成正比。在其他条件不变的情况下,为取得加倍的分辨率需有4倍的柱长。较短的柱子适于较简单的样品,尤其是由那些在结构、极性和挥发性上相差较大的组分组成的样品。 一般来说： 15m的短柱用于快速分离较简单的样品，也适于扫描分析； 30m的色谱柱是最常用的柱长，大多数分析在此长度的柱子上完成； 50m、60m或更长的色谱柱用于分离比较复杂的样品。 应该注意，柱长增加分析时间也增加。 2)柱内径的选择 柱径直接影响柱子的效率、保留特性和样品容量。小口径柱比大口径柱有更高柱效，但柱容量更小。 0.25mm：具有较高的柱效，柱容量较低。分离复杂样品较好。 0.32mm：柱效稍低于0.25mm的色谱柱，但柱容量约高60%。 0.53mm：具有类似于填充柱的柱容量，可用于分流进样，也可用于不分流进样，当柱容量是主要考虑因素时（如痕量分析），选择大口径毛细管柱较为合适。 3)液膜厚度的选择 液膜厚度影响柱子的保留特性和柱容量。厚度增加，保留也增加。 0.1～0.2μm ：薄液膜厚度的毛细管柱比厚液膜的毛细管柱洗脱组分快，所需柱温度低，且高温下柱流失较小，适用高沸点的化合物的分析。 0.25～0.5μm ：常用的液膜厚度。 厚液膜：对分析低沸点的化合物较为有利。
气相色谱柱分类
一、非极性 100%Dimethyl polysiloxane，100%聚二甲基硅氧烷 ·非极性键合交联固定相 ·耐溶剂冲洗 ·柱效高, 热稳定性好 应用：烃类，农药，杀虫剂、多氯联苯类（PCBS）、酚类、硫化物、调料和香料。 色谱柱产品：HP-1、DB-1、Rtx-1、CP-Sil 5CB, BP-1、OV-1、OV-101、SE-30 二、弱极性 5%二苯基(95%)二甲基聚硅氧烷 5%二苯基1%乙烯基(94%)二甲基聚硅氧烷 ·非极性键合交联固定相 ·耐溶剂冲洗 ·柱效高, 热稳定性好 ·通用柱, 未知样品的首选 ·聚酰亚胺涂层 应用：生物碱，药物，FAMES，卤代化合物 色谱柱产品：HP-5, DB-5, Rtx-5, CP Sil 8CB, BP-5, OV-5, SE-52, SE-54 三、中极性 35%苯基二甲基硅氧烷柱 ·中极性键合交联固定相 ·耐溶剂冲洗 ·EPA 8081, UPS G-42指定固定相 应用：芳氯物（Aroclors），胺类、杀虫剂、醇类、农药、药物、其他极性或中等极性化合物 色谱柱产品：HP-35, DB-35, Rtx-35, BPX-35 6%氰丙基二甲基硅氧烷柱 ·中极性键合交联固定相 ·耐溶剂冲洗 ·独特选择性 应用：杀虫剂、醇类、氧化物、氯芳物 色谱柱产品：DB-1301, Rtx-1301, Rtx-624 14%氰丙基二甲基硅氧烷柱 ·中极性键合交联固定相 ·耐溶剂冲洗 应用：药物、杀虫剂、氯芳物（aroclors）、除草剂、TMS糖 色谱柱产品：DB-1701、Rtx-1701、CP-Sil 19 CB、BP-10、OV-1701 50%苯基二甲基硅氧烷柱 ·中极性键合交联固定相 ·耐溶剂冲洗
气相色谱之色谱柱篇
气相色谱柱 学习完本单元你应该掌握： 解释和说明气相色谱中分析物和固定相之间的相互作用力。 针对不同的分析物和应用类型选择合适的色谱固定相。 针对不同应用类型选择合适的色谱柱规格。 理解如何调整色谱柱的物理参数，从而能在合理的时间内获得高质量的分离效果 掌握在实际操作中色谱柱的存放、安装和老化原则。 比较对照气相填充柱和气相毛细管的异同。 描述气相色谱作用力与保留时间的关系及分子间基本的相互作用力。 探讨各种不同种类的色谱固定相，以及选择固定相时的关键因素； 研究气相毛细管色谱柱的重要物理参数，以及与气相色谱保留时间、分离度和柱效率之间的关系 简述色谱柱流失以及降低柱流失的方法 正确安装色谱柱和老化操作 气相毛细管色谱柱 毛细管色谱柱出现在1958年9月Golay发表的专利中，但是从那 以后并没有被广泛使用，直到19世纪70年代后期才开始越来越流行。而现在绝大多数气相色谱仪使用毛细管色谱柱。空心毛细管柱是一个长且细的二氧化硅管在其内壁涂有固定相薄膜，膜的厚度非常薄，固定相一般包括聚合物液体、树脂、微粒或沸石。因此，将这种色谱柱称为涂
壁空心柱(WCOT)，在所有气相色谱柱中分辨率及柱效率最高。这主要是由于毛细管色谱柱技术可以实现细长且均匀的固定相薄膜。 石英玻璃是生产涂壁空心毛细管色谱柱最好的材料，因为其可塑性强、化学惰性而且柱效率很高。当聚合物固定相完全“湿润”玻璃管，便在其内表面形成均匀的固定相薄膜。虽然使用的石英玻璃具有较高的抗拉强度，但是，石英管的管壁很薄，在实验室环境中也很容易被快速腐蚀或损坏。因此，在色谱柱的外表面涂有聚酰亚胺的保护层，可以使最高使用温度(硅胶柱)达到360℃左右。 在使用过程中若所需柱炉温度较高，可选用不锈钢包裹的石英柱。石英管的内表面用化学方法处理减小样品与管道之间的相互作用。所选用的试剂和涂层方法取决于管壁的固定相类型。大多数色谱柱需要进行硅烷化，即石英管表面的硅醇基(Si-OH)与一个硅烷试剂进行反应 (相关内容见钝化作用章节)。 气相色谱填充柱与毛细柱的比较 气相色谱填充柱通常用玻璃或不锈钢制成。填充柱由固定相涂层的二氧化硅颗粒(通常在30/40目到100/120目之间)填充而成，颗粒越小
气相色谱色谱柱的选择及分类
气相色谱色谱柱的选择及分类 1.1 固定相的选择 当面对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。 非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。 极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、O、P、S或卤素。样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。 可极化物质——主要由C和H组成同时包含不饱和键。通常有：炔和芳香族化合物。 如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馏分中的烃，你可以试用OV-1毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-52或SE-54柱。 极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的WAX固定相。 1.2膜厚选择 薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。 一般而言，色谱柱的膜厚为0.25到0.5μm。对于流出达300℃的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、甾族化合物等）能够很好的分析。对于更高的洗脱温度，可以用0.1μm的液膜。而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃～200℃之间的物质，用1～1.5μm的液膜效果较好。超厚膜（3～5μm）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。由于这个原因，大口径柱都只有厚膜。厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。 1.3长度选择 一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。30m柱是最普遍的柱长。超长柱（50、60或100m、150m）用于非常复杂的样品。
气相色谱之气路载气篇解读
气体种类及优劣分析 现代的气相色谱操作需要多种不同的气体。进样口、色谱柱和检测器的类型决定了所需气体的性质和纯度。载气数量和类型的选取主要取决于系统所使用的检测器。 在前面已经讨论过, 载气的选择对气相色谱柱效的影响是很重要。我们已经了解到, 不同类型的载气对填充柱和毛细管柱都适用，这是因为色谱柱内径大小不同（例如典型的0.32mm毛细管柱和4mm的填充柱）载气通过时的线速度会发生改变。 载气通过色谱柱的体积流速受色谱柱炉温度和程序升温控制，如果压力补偿不够，载气流速会明显下降。选择一种在较大流速和温度范围内使用且能维持较高柱效率的载气是很重要的。从这点上来说，氢气是毛细管色谱法最合适的载气,其次分别是氦气和氮气。因为在较大的气体线速度范围内，氢气的范第姆特曲线最平坦，塔板高度（H）最低，柱效（N）最高。线速度较低时，氮气的柱效率最高，但是范第姆特曲线上最小线速度的取值范围很窄。 气源 气体供应和调控对气相色谱至关重要，因为高纯度和持续不断的载气补充才能维持气相色谱的分析功能。 从气瓶或气体发生器出来的气体依次通过减压阀、管道系统（包括挠性管或猪尾管）、稳压阀和调节阀。（在第2、3节查看更多内容） 操作使用高压气瓶时必须十分小心，为了防止气瓶跌倒，应该用锁链或安全绳捆绑并靠墙存放。为避免气体流速的干扰建议在气瓶与备用气瓶之间安装调节阀，尤其对载气来说安装调节阀是非常重要的，例如当色谱柱正在升温时载气供应不足将严重损坏气相色谱柱。使用二级减压阀将从气瓶出来的气体压力调节到所需的工作压力。在更换气瓶和安装减压阀时应尽量远离。新安装完成的气瓶减压阀尤其是在刚开始使用的24小时内应完全打开，目的是防止减压阀内部的压力降造成压力不稳。 一般来说气瓶总压力下降到200-300 psi(或初始压力的10%)时需要更换气瓶，因为随着气瓶压力下降,杂质如水分、碳氢化合物和小颗粒会集中在气体中大大降低了气体纯度。
气相色谱法检测时色谱柱的选择
气相色谱法检测时色谱柱的选择 气相色谱柱是样品中残留溶剂测定的理论与物质基础,所以对色谱柱的选择也是最关键的步骤。气相色谱柱可分为填充柱和毛细管柱两大类,其中填充柱又分玻璃柱和不锈钢柱;毛细管柱按柱__口直径一般又有0153mm和0132mm两种规格,前者又叫大口径毛细管柱,柱容量大,在残留溶剂测定中应用较多。由于毛细管柱造价高,中国药典2000年版结合中国国情,用填充柱测定,美国药典24版（USPXXIV）和英国药典2000年版（BP2000）要求用毛细管柱。从填料来分,填充柱一般选用高分子多孔小球系列（GDX101,GDX102,GDX103,GDX301,GDX401）直接测定。GDX的表面积大（1～500m2/g）,有一定的机械强度,可在250℃以下应用。无论极性还是非极性物质,在这种固定相上的拖尾现象都降到最低限度;它和羟基的化合物亲和力极小,可使水、醇类物质大大提前流出柱子;氧化氮、HCN、NH3、SO2、COS等活泼气体可以很快流出,不干扰测定,这些优点对残留溶剂测定来说是比较理想的。 这类填料的应用约占填充柱测定残留溶剂的文献的90%。GDX既是性能优良的吸附剂,能直接作为气相色谱的固定相,直接用于气固分析,也能作为担体涂布 PEG系（PEG20M,PEG2M,PEG10000,PGE5000）,DEGS（丁二酸二乙二醇酯）,DG （缩二甘油）,丙二醇乙二酸聚酯,OV- 225,SE52（苯基甲基硅酮）等固定液,用于残留溶剂测定,当然担体的选择也有多种,如6201、硅藻土、PoraparkQ等。在柱子的选择上,一般选用GDX系列就能解决问题,但对于某些样品,就需要用某些固定液来进行分离才能满足要求,如二甲基甲酰胺26。选择原则是相似相溶,对于醇、胺等能形成氢键的物质,除上面介绍的GDX外,也可选择极性固定液。另外也可将不同极性的固定液混合涂布在担体上进行分离27。 毛细管柱的种类也很多,如 OV-101,SE-54,CP-Sil-5CB28,AC-20,SE-30,HP-5,HP-20M,100%二甲基硅氧 烷,AT- 624,TFAP等,一般长10～30m不等。填充柱价格便宜,易得,一直占据溶剂残留量检测的主导地位,只是柱效较低,只有500～1000左右,分离复杂样品的能力差。杨绍英、陈志华在测定心痛定中两种残留溶剂时就分别用两种色谱条件,比较麻烦29。但填充柱仍然是我们的首要选择。张咏梅、洪铮在紫杉醇原料药中有机溶剂残留量的气相色谱分析中,应用GDX401填充柱同时检测甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷,方法准确可靠30。王卫、高立勤在测定盐酸莫索尼定有机溶剂残留量时以正丙醇为内标,用GDX-401填充柱测定乙醚和异丙醇的残留量,方法灵敏、准确、可信31。 邓湘昱也用GDX-401填充柱测定盐酸土霉素中残留甲醇,结果证明方法简单可靠32。黄剑英、顾以振用GDX-401填充柱、用恒温条件建立同时测定中国药典规定的7种溶剂的测定方法,方法分离度较好,准确可靠33。这些均说明填充柱在测定残留溶剂中的重要作用。近年来,毛细管柱应用越来越多,有取而代之的趋势。特别是近两年,文献报道关于残留溶剂测定的文章中,用毛细管柱测定的约占总数的90%,填充柱只占10%,由此可见其趋势。毛细管柱的理论塔板数约为10万左右,与填充柱相比柱效和灵敏度均要高的多,对复杂和微量残留溶剂的分析能力有极大的提高,所以选择毛细管柱一般都能解决分离问题。其中柱口直径为0153mm的大口径毛细管柱因其柱容量大尤其应用广泛。姚倩、李章万、张
常用液相色谱柱选择
常用色谱柱简介 气相色谱毛细柱 （键合，聚二甲基硅氧烷） HP-1，DB-1，P-1，CP-SIL5CB， Ultra-1,007-1,RTx-1,AT-1 类似固定相：SE-30，SP-2100，OV-1，OV-101,使用 温度：-60℃-320℃ 应用范围：烷烃，芳烃，多环芳烃，醇，酚，酮，酯，醛，胺，卤代烃，吡啶，糖衍生物，氨基酸衍 生物，维生素衍生物，镇痛药，农药，溶剂，胆固SPB-50型中等极性柱 醇，香料，咖啡，食品添加剂等。 (键合, 50%二苯基,50%二甲基聚硅氧烷) 对照品牌：HP-50，HP-17，DB-17，RTx-50，AT-50 SPB-5型弱极性柱 类似固定相：OV-17, SP-2250,使用温度：30℃-310℃（键合，5%苯基，95%甲基聚硅氧烷） 应用范围：烷烃，低沸点芳烃，多环芳烃，醇，甘 对照品牌：HP-5，DB-5，BP-5，CP-SIL 8CB， 油三酸酯，喹啉，卤素化合物，香料，农药，酯，Ultra-2, ,RTx-5,AT-5 镇痛药，除草剂等。 类似固定相：SE-54，SE-52，OV-73 使用温度： -60℃-320℃ PTE-5，PTE-5QTM型弱极性柱 应用范围：烷基苯，多环芳烃，醇，酚，酮，脂肪(MS专用柱,键合,5%苯基,95%甲基聚硅氧烷) 酸酯，苯二甲酸酯，硝基芳烃，芳胺，烷基胺，联 对照品牌：HP-5 MS，DB-5 MS, DB-5.625，XTI-5， 苯胺，卤代烃，多氯联苯，，糖类衍生物，维生素衍BPX625，半挥发污染物分析柱（US EPA方法525， 生物，有机酸，镇痛药，农药，抗组胺药，溶剂，625.5，625） 生物碱，防腐剂，香料等。 类似固定相：SE-54,SE-52 使用温度：-60℃-320℃ 应用范围：多氯联苯，胺，有机磷，有机氯农药，SUPELCOWAX 10型极性柱 含氯除草剂，酚，苯胺，香料等。 (键合,聚乙二醇二万) 对照品牌：HP-Wax，DB-Wax，BP-20，CP-Wax 52CB，SPB-1701型中等极性柱 HP-INNO Wax,AT-Wax (键合, 14%氰丙基,86%二甲基聚硅氧烷) 类似固定相：PEG-20M, CARBOWAX-20M,使用温
气相色谱进样方式的选择
气相色谱分析中,要求液体样品的进样量较少，而且进样需要准确、快速,并有较高的重现性。但在日常的气相色谱分析中，特别是对于毛细管气相色谱来说，液体样品的进样常常会有一些问题产生。只有使用高效、可靠的进样系统才能解决这些问题。通常使用的液态样品进样技术有四种：分流进样、不分流进样、柱头进样、程序升温进样。下面将主要介绍这几种进样方式在分析液态样品中的应用。 分流进样 分流进样，先将液体样品注入进样器的加热室中，加热室迅速升温使样品瞬间蒸发；在大流速的载气的吹扫下，样品与载气迅速混合，混合气通过分流口时大部分的混合气体被排出而少量的混合气体进入色谱，进行分析。分流有两个目的:一是减少载气中样品的含量使其符合毛细管色谱进样量的要求；二是可以使样品以较窄的带宽进入色谱柱。但这种进样方式只有1-5%的样品可以进入色谱柱，不适合样品中痕量组分的分析。当使用火焰离子化检测器（FID）时，分析的检测限约为50ppm（w/w）。在进样过程中，进样针将样品注入加热室时，部分挥发性组分会损失掉，所以这种进样方式的分析重现性不高。分流模式进样适合分析挥发性物质，在定量分析时待测化合物的沸点要求低于n-C20的沸点。分流模式进样不适合分析热不稳定性物质。因为在加热室中常常会发生待测物质的分解反应，尤其是使用玻璃纤维填料的衬管时。虽然分流进样方式有许多弊端，但是由于它操作简便、适应性强,仍然是分析工作中最常使用的进样方式之一。 不分流进样 不分流式进样和分流式进样需要的设备相似。样品在导入加热的衬管后迅速蒸发，这时关闭分流管将样品导入色谱柱中。在20-60秒后开启分流阀将加热的衬管中的微量蒸汽排出。待测组分在较低的柱温下由于溶剂效应在色谱柱顶端再次富集，使样品以较窄的带宽进行分离。理想的再富集是溶质组分在色谱柱入口形成一层液膜。这种效果可以通过使用弱极性溶液作为溶剂来实现。对于极性较强的溶剂如甲醇，只能小体积进样（<2μl）。如果进样体积较大，样品的峰形就会失真。类似的情况在分流进样模式中也会发生。因为样品需要在加热室中放置更长的时间，所以不分流进样模式的热分解效应比分流进样模式更明显。与分流进样模式相比不分流进样更适于用对痕量组分的分析。
气相色谱柱知识详解
气相色谱柱知识详解
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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2~4mm，长度为1~10m左右；后者内径在0.2~0.5mm，长度一般在25~100m。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。从发展上看，虽然毛细管柱有逐步取代填充柱的趋势（例如已有一些日常分析使用PLOT柱代替过去常用的气固色谱填充柱），但至少在目前一段时期内，填充柱在日常分析中仍是一种十分有价值的分析分离手段。 填充柱主要有气固色谱柱和气液色谱填充柱两种类型。在色谱柱中关键的部分是固定相。在本节我们将首先介绍柱管的选择及其处理方法，然后再分别重点讨论气固色谱柱和气液色谱填充柱有关固定相的内容。
气相色谱色谱柱的选择及分类
气相色谱色谱柱的选择及分类 1.1固定相的选择 当面对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。 非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。 极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、O、P、S或卤素。样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。 可极化物质——主要由C和H组成同时包含不饱和键。通常有：炔和芳香族化合物。 如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馏分中的烃，你可以试用OV-1毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-52或SE-54柱。 极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的WA X固定相。 1.2膜厚选择 薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。 一般而言，色谱柱的膜厚为0.25到0.5μm。对于流出达300℃的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、甾族化合物等）能够很好的分析。对于更高的洗脱温度，可以用0.1μm的液膜。而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃～200℃之间的物质，用1～1.5μm的液膜效果较好。超厚膜（3～5μm）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。由于这个原因，大口径柱都只有厚膜。厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。 1.3长度选择 一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。30m柱是最普遍的柱长。超长柱（5 0、60或100m、150m）用于非常复杂的样品。 柱长度在柱性能上不是一个重要参数，例如：加倍柱长，恒温分析时间则加倍但峰分辨率仅增大约40%。如果分析只是比较好但不是特别好时，有比增加柱长度更好的办法来改进分析结果，如考虑更薄的膜，优化载气流量或用程序升温等。 分析活性极强的组分是一种特殊情况。如果样品与柱材质接触，那么峰会严重拖尾。较厚的膜、相对短的柱可以由于较少的柱材和较厚的固定液体掩盖其表面以屏蔽活性表面,从而减少相互作用的机会。 1.4内径选择
气相色谱的使用经验和色谱柱的选择
如何能选择到理想的色谱柱, 如何知道应该选用什么色谱柱 一些分析工作只能选定一种特定的色谱柱而不能自由的选择色谱柱.有的分析方法虽然可以选用相同的色谱柱也可以工作, 但是对这些样品却并非是最佳的选择. 所使用柱子选择是否正确所选择的柱子是否是经过性能调查取得最佳结果所使用的柱子是否是色谱仪方法调试时刚巧装上以后便直接使用, 色谱柱的选择对分析方法是否成功是一个很苛刻的问题. Restek 有900 多种不同的毛细管柱.如果不知道如何准确的选择色谱柱, 其结果将会影响分析结果. 我们介绍的的色谱柱材料,参数,诸如固定相极性,内径,膜厚和柱长等将有助于分析时选择合适的色谱柱.另外也可以帮助你审定一下你已经 采用的色谱柱是否是最佳选择.可以从中选择最恰当的色谱柱以帮助提高分辨率,分析速度以及定量的结果. 色谱柱材料:石英柱管及MXT柱管 石英和MXT不锈钢两种柱管材料都具有钝化和柔性的优越性.在很多的应用场合都使用这两种材料.由于MXT柱管材料的优越性,现在很多毛细管GC 都越来越多的使用这种材料.MXT柱管材料抗磨损,耐刮擦,当GC 在任何温度下工作时,产生自然断裂的机会很少.它可以卷成很小的螺旋直径以适应类似手提便携式色谱使用.在操作条件恶劣情况下,不锈钢MXT柱是最佳选择.另外,MXT柱管在高温色谱中耐温可达430℃(取决于固定相的耐温情况).当对折断的问题考虑较少,而且希望能观察鉴别柱内不挥发物质的污染时最好选择石英玻璃柱.石英玻璃柱适合于使用紧压式接头方式安装保护柱,也可以做成一体柱. 固定相选择 选择一个新色谱柱的时候, 首要是要考虑的是固定相. 在分析物质和固定相功能团之间有不同的相互作用关系.这种相互作用对分析的影响比任何其他因素都重要.因此应该尽量的多了解色谱柱和要分析的样品.固定液的选择应遵循"相似相溶"的基本原理.在分析非极性的样品时, 非极性固定液是首选.这时, 固定液与被分离组分间主要靠色散力起作用,固定液的次甲基越多, 色散力越强. 各组分基本上按沸点顺序彼此分离. 沸点低的先流出. 如果被分离的组分是极性和非极性的混合物, 则同沸点的极性物质先流出. 对于极性物质的分离, 首选为极性固定液. 这类固定液分子中含有极性基团, 组分与固定液之间的作用力主要是静电力, 诱导力和色散力则占次要地位. 各组分的流出顺序按极性排列, 极性小的先流出, 极性大的后流出.如果样品是极性和非