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【原创】浅析色谱柱

气相色谱(GC)

  • 前言:色谱柱的安装一般看仪器说明书就行了,各气体流速的设置要根据具体需要设置,如何老化也可查资料获得,重要是在使用过程中的维护。我们单位就发生过有人将空气瓶当氮气瓶换上,使用者又不能及时发现,以为柱子受污染,就升温老化,从而报废了一条50米FFAP和一条60米INNOWAX毛细柱,所以要重视维护。色谱柱用过一段时间后可将检测器和进样器两端调换过来安装使用。
    1、正确选择毛细管柱

    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。

    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。


    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。

    0.1~0.2m :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。

    0.25~0.5m :常用的液膜厚度。

    厚液膜:对分析低沸点的化合物较为有利。
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  • zsq326

    第1楼2009/08/11

    应助达人

    2、毛细管的安装

    毛细管柱的安装常为人们所忽视,往往会出现作填充色谱柱多年的技术人员,刚使用毛细管柱时,做出的色谱图还不如填充柱的色谱图,这使人们很难理解。但究其原多数是由于毛细管柱的安装和操作上的毛病,而不是柱子本身和仪器系统的问题。因此,一根好的毛细管柱和设计得很好的色谱系统,还必须使柱子在系统中安装得合理,才能做出好的结果。


    2.1毛细管柱与进样器的连接

    对于分流进样,毛细管柱的入口端一定要伸过分流进样器的分流出口,亦就是使毛细管柱的入口处于载气的高流速区域。如果毛细管柱的入口在分流进样器的分流出口以下,处于载气的低流速区域,得到的色谱图还不如填充柱,所以必须将毛细管的入口伸过分流进样器的分流出口,这样才会得到尖锐的峰形。

    对于分流/不分流进样,毛细管的入口应接到进样器的底部,这样可以使汽化管中的样品完全进入柱子,也不会出现气流清洗不到的“死区”。


    2.2毛细管柱与检测器的连接

    在毛细管连接到检测器之前,先接通载气,看一下柱子的出口是否有载气通过,(将柱子出口浸入清水中看是否有气泡出现)如果没有载气从柱子出来,说明柱前的系统中有的地方漏气或柱子堵塞,应找出原因加以解决。然后将柱子的未端尽可能的伸到检测器(FID)的喷嘴以下的1~2厘米处(但不能超过喷嘴 ,并使柱子的出口处于气流的最高流速区域(即氢气引入口以上),如果柱子不能直接伸到检测器的喷嘴下1~2厘米处,但必须伸到尾吹气入口的上部使柱子的未端处于气流的高速区域。


    2.3分流比的测定与选择

    分流比可以定义:样品完全汽化时与载气充分混合后,样品通过分流进样器进入柱子的流量FC与通过分流器的流量F分流之比:

    分流比= FC/F分流   (式1)

    有的人把分流比定义为:样品进入汽化室后,进样器中总的流速=FC十F 分流与柱流速FC之比:

    分流比=FC/(FC +F分流)   (式2)


    例如,柱子出口流 速为1ml/分,分流器放空的流速为99ml/分,则分流比为100:1 ,因为柱流速FC比分流流速小得多,所以(式1)、(式2)的结果很相近,FC和F 分流可通过皂沫流量计测量。如果载气通过毛细管柱的流量很小,用皂沫流量计不容易测量,FC也可以通过计算求出:

    FC= 60uπr2


    其中u为载气的平均线速度,单位厘米/秒。u可以通过进样后用某物质的保留时间求得,某物质可以用甲烷、甲醇等均可,要求是色谱柱对该物质的吸附要小,一般以甲烷为宜,具体计算方法为:

    u=柱长(厘米)/保留时间(秒)


    分流比及分流有大小靠分流阀进行调节,选择适当的分流比也很重要。如果分流比很小,样品大多数进入柱子、容易使峰变宽,形成前伸峰。分流比一般选择在 1:100~200之间,这时样品的起始组分的谱带扩展很小,出峰尖锐。对一根0.25mm内径的毛细管柱,用N2作载气,最佳流速0.3~0.4ml/ 分,则分流流量调到50ml/分左右即可。

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