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都知道MS柱比普通柱好，那么到底好在哪？

xx_dxd_xx

2017/09/18

气相色谱（GC）

1. 引子
写这个问题，起因是前几天发的另外一个帖子。那里面提到了用DB-35分离很好的几种物质，在DB-35ms柱上反而分的不好。那这个现象是不是说MS柱反而不如普通柱好呢？如果真是这样，那我们多花银子买MS柱岂不没意义了？
初学色谱的时候，我以为MS柱是GC-MS专用的，普通的GC不能用。我们的实验室比较穷，一直都没有气质，估计MS柱与我不相干了。后来受人指点才知道，MS柱在普通GC上也能用，而且性能更好，于是才把MS柱拿到一般的GC分析中来使用。
那么MS柱到底好在哪里？这个问题我疑惑了很久，用的多了之后才慢慢总结了一些经验，又查了不少资料，现在算是大体上明白一些了，于是就总结出来与大家分享一下。
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2. 开门见山，先说结论
好处1：MS柱的流失比普通柱小，特别是程序升温到高温时，MS柱的基线漂移要更小。
好处2：MS柱的噪音更小。这也是柱流失小带来的好处，在固定相大量流失的情况下，想要噪音小几乎是不可能的。
好处3：MS柱的出厂检验根据严格，质量可靠性更有保障。
好处4：MS柱针对痕量分析，一般具有更好的惰性，目标物不吸附、不分解。
此外，MS柱某些方面也不一定比普通柱好，例如：1、柱效不一定比普通柱高；2、分离度不一定比普通柱高。
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3. 柱流失和噪音的比较
以6%氰丙基苯基-94%甲基聚硅氧烷固定相为例。
DB-624柱与VF-624ms柱比较，规格都是30m*0.53mm*3μm。同一台仪器上实验，色谱条件与都一致，两根柱都在240℃下老化3小时，然后比较基线的高度和噪音大小。
使用的ECD检测器。ECD的灵敏度在某些情况下比MS还高，对于柱流失十分敏感。特别是氰丙基柱含有强极性基团，流失造成的基线升高和噪音增大比FID上显著很多。
首先是DB-624柱，240℃老化后基线大约是39mV，而且明显看到较大的噪音，达到0.5mV，这在实际操作中基本上是没法用的。随柱温的降低，基线高度和噪音都显著下降，到200度时基线降到月10mV，噪音恢复到正常水平。

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这是VF-624ms柱。240℃老化后基线不到15mV，噪音比低温下要大，约为0.1mV，这两项上的表现都比DB-624好很多。随柱温的降低，基线高度和噪音都显著下降，到200度时基线降到约5mV，噪音降到0.01mV以下。

以上对比可以看出，高柱温下，MS柱的表现明显优于普通柱，可以显著的提高信噪比。而普通柱由于流失较严重，有可能污染MS系统。
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4. 选择性的比较
用两根柱在同样的条件下分离卤代烃，可以看出选择性上存在微小差异。
首先是DB-624柱，混合标样中的8种卤代烃完全分离。

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然后是VF-624ms柱。由于标称的固定相化学组成和柱规格基本相同，因此保留时间和选择性差别不大。但是有一个地方有显著的不同：1,1,2-三氯乙烷与四氯乙烯在DB-624柱上能够完全分离，但是在VF-624ms柱却是完全重合的。
注：由于样品是不同时间配的，两图中的峰高有差异，但不影响结论。

出现在DB-624柱上能够完全分离，但是在VF-624ms柱却分不开的情况，这并不是因为柱子质量不行。图上可以看出，两根柱的柱效都很高，峰型尖锐，都没有拖尾。之所以分不开，就是因为选择性的差异。
具体来说，就是VF-624ms柱的极性比DB-624柱要略微强一些。1,1,2-三氯乙烷的偶极矩较大，在极性强的柱上保留时间会显著增加，而四氯乙烯的保留时间受极性影响不大。所以，在极性强一点的柱上1,1,2-三氯乙烷往后靠，就与四氯乙烯分不开了。可以预见，如果极性再强一点，1,1,2-三氯乙烷就会跑到四氯乙烯的后面去。其实这种情况是确实存在的。下图是另一种相似却不完全相同的固定相DB-1301，图片引自安捷伦的应用文档：

可以明显的看到，1,1,2-三氯乙烷就会跑到四氯乙烯的后面去了。上面的对比也说明，DB-624、VF-624ms、DB-1301这三种固定相都标称是6%氰丙基苯基-94%甲基聚硅氧烷，但实际上有微小的差异，极性由大到小的顺序是DB-1301 ＞ VF-624ms ＞ DB-624。
但是从分离效果来看，并不能说哪种更好，只能说哪种对特定的目标物更合适。
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5. 出厂质检报告的比较
出厂的质检报告包含了很多有用的信息，但是经常被忽略。两种柱的报告如下：

质检报告包括的主要内容都是一致的：柱规格、标样种类、测试条件、色谱图、测试结果这五大部分。
但是注意，结果部分，两种柱的报告包含的信息有差异。
这是DB-624的测试结果，包括塔板数、保留指数、相对峰高三个数据。

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这是VF-624ms的测试结果，包含的数据多了不少。有实测的精确相比和膜厚，有极性物质的拖尾因子，有280℃时的基线高度。这都说明MS柱出厂时经过了更加严格的质检步骤。

特别是膜厚这一项，恐怕大多数人使用色谱柱时都没有注意过，以为标称3μm就是正好3.00。实际上不同批次之间会有微小差异，即使标称完全相同规格的柱，两根做出来的谱图也有微小差异。但是知道了精确的膜厚，就可以通过线速度的微调来补偿这种差异，使不同的柱能获得完全相同的保留时间，这也是目前有些厂家宣传的保留时间锁定技术的原理。
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6. MS柱的惰性
这方面我没用实际做过，就偷个懒了，直接贴安捷伦应用文档上的图。

分
该帖子已被版主-zyl3367898加10积分，加2经验;加分理由:原创有奖

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雾非雾

第1楼2017/09/18

应助达人

不错，以前只是知道理论，到是没有自己详细比过。

0

雨木霖

第2楼2017/09/19

楼主好细致。之前我从未研究过这些

0

wazcq

第3楼2017/09/19

应助达人

DB624 分离邻二甲苯苯乙烯效果不好，那么 -624MS柱试过吗？

0

forth

第4楼2017/09/19

应助达人

楼主心细，学习

0

forth

第5楼2017/09/19

应助达人

我的60米624-UI分不开
wazcq(wazcq) 发表:DB624 分离邻二甲苯苯乙烯效果不好，那么 -624MS柱试过吗？

0

baixi2010

第6楼2017/09/19

楼主在适当的情况下是否可以讨论下手性气相色谱柱的分离效能？

0

xx_dxd_xx

第7楼2017/09/19

624分不开邻二甲苯和苯乙烯是无解的
MS柱与一般柱的差异是比较微小的，我这里挑出来说的选择性问题只是一个比较明显的例子，但是多数都不会差很多。
邻二甲苯和苯乙烯的分离我以前讨论过，随着柱极性增加，苯乙烯的峰是向后移的，SE-30柱苯乙烯在邻二甲苯前面，HP-5就向后移动一点靠邻二甲苯近一点，624柱就正好移动到邻二甲苯以起了，换1701就移到邻二甲苯后面去了。
所以用624柱做邻二甲苯和苯乙烯是必须用质谱SIM模式的。
wazcq(wazcq) 发表:DB624 分离邻二甲苯苯乙烯效果不好，那么 -624MS柱试过吗？

0

xx_dxd_xx

第8楼2017/09/19

手性柱好贵啊，我等穷人用不起。。。
baixi2010(baixi2010) 发表:楼主在适当的情况下是否可以讨论下手性气相色谱柱的分离效能？

0

zyl3367898

第9楼2017/09/24

应助达人

还有一种是MSUI,做过这方面试验吗？楼主的原创很详细，学习了。

0

xx_dxd_xx

第10楼2017/09/25

UI是超高惰性，应该是可以防止活性物质分解，可能对农残很有用。具体没用过，不确定。
zyl3367898(zyl3367898) 发表:还有一种是MSUI,做过这方面试验吗？楼主的原创很详细，学习了。

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