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弱保留溶剂致使色谱峰形状发生拖尾探讨

  • 安平
    2021/08/27
    红小豆
  • 私聊

气相色谱(GC)

  • 弱保留溶剂致使色谱峰形状发生拖尾理论探讨

    概述



    气相色谱分析样品中保留较弱的溶剂,色谱分析获得的色谱峰往往会发生拖尾现象(在气液气相色谱的情况之下)。虽然一般情况下溶剂峰对于色谱系统也是超载的,并不会观察到色谱峰前伸现象,如图1所示。

    图1 溶剂峰拖尾



    此外轻溶剂的进样量如果较大,也可能会影响溶剂峰临近目标色谱峰的保留。

    原理解释——Langmuir分配等温曲线



    气相色谱分析中色谱峰出现拖尾现象的根本原因是目标组分在固定相和流动相之间发生了非线性的分配(或者吸附)现象,即Langmuir等温分配曲线,如图2 所示。

    图2 Langmuir 分配等温曲线



    将色谱柱内流动相、固定相和溶剂分子的状态进行微观的考察,将其状态以图3表示。当样品气化之后进入色谱柱后,将色谱柱内溶剂存在于流动相的空间分成较小的多个区域,如A1、A2、A3。

    溶剂分子在固定相和流动相之间发生分配,由于分子运动产生扩散的原因,溶剂的分子较多的分布于A2区域之中。

    A2区域中含有较多的溶剂分子,会改变流动相的化学性质,使得溶剂分子更加容易分配于流动相中,随着流动相的运动,溶剂分子会较多的分配到A1区域中,从宏观的角度来看,即色谱峰发生了拖尾。

    图3 色谱柱内微观图示



    小结



    对保留时间较弱的轻溶剂色谱出峰的拖尾情况,予以初步理论探讨。
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  • zyl3367898

    第1楼2021/08/28

    应助达人

    是不是发液相色版块会好些。

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  • xx_dxd_xx

    第3楼2021/08/28

    这种解释似乎有点牵强。
    液相里面溶剂具有洗脱作用,所以溶剂浓度增大会导致原流动相的洗脱能力改变。但是气相里面流动相只有携带作用,并无分子间作用力,也就是说流动相里面溶剂蒸汽并不改变分配平衡。
    而且,即使假设溶剂蒸汽比例增大后“会使得溶剂分子更加容易分配于流动相中”,导致的结果也是前伸而非拖尾,因为这种改变是趋向于让溶剂出来更快。

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  • xx_dxd_xx

    第4楼2021/08/28

    另外,溶剂峰应超载而前伸的现象其实是比较容易观察到的。平时看不出来是因为峰冲顶了,谱图只截取了峰最下面很少的一部分,没法看到全貌。只要是有对数放大功能的FID,能够给出足够高的输出,观察到溶剂峰的顶端完整形状后就能明显看到前伸峰形。如果是传统放大器,把灵敏度调低两个数量级,使溶剂峰不冲顶,也是容易看到前伸峰型的。

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  • 安平

    第5楼2021/08/28

    应助达人

    如果样品中的一部分保留变弱,整体的表现是拖尾,不是前伸。

    xx_dxd_xx(xx_dxd_xx) 发表:这种解释似乎有点牵强。液相里面溶剂具有洗脱作用,所以溶剂浓度增大会导致原流动相的洗脱能力改变。但是气相里面流动相只有携带作用,并无分子间作用力,也就是说流动相里面溶剂蒸汽并不改变分配平衡。而且,即使假设溶剂蒸汽比例增大后“会使得溶剂分子更加容易分配于流动相中”,导致的结果也是前伸而非拖尾,因为这种改变是趋向于让溶剂出来更快。

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  • 安平

    第6楼2021/08/28

    应助达人

    强保留的溶剂会表现为前伸。


    弱保留溶剂会拖尾明显。


    有些保留适中的溶剂,会表现为部分前伸加部分拖尾

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  • zyl3367898

    第7楼2021/08/28

    应助达人

    强保留的溶剂是什么?弱保留的溶剂又是什么?有没有典型的例子。

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  • symmacros

    第8楼2021/08/29

    应助达人

    溶剂影响有时候还是比较大,许多因素还需要探讨。

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  • xx_dxd_xx

    第9楼2021/08/29

    变弱是提前洗脱,肯定是前伸。你的想法其实就是液相里面的强洗脱溶剂产生的溶剂效应。这个原理在气相里面站不住脚,因为液体流动相考虑分子间作用力,但气体流动相不考虑分子间作用力。

    前伸和拖尾对所有溶剂都是同时存在的现象。前伸是过载的表现,拖尾是因为进样时样品蒸汽偏离平推流,无法实现理想的柱塞进样。两种现象都是不可避免的。但是不同溶剂表现的重点不同。

    弱保留溶剂分配系数很小,所以过载不是那么明显,而且弱保留溶剂的峰型很窄并且顶部往往超量程,所以一般只观察到接近底部的形状,两边看起来都是直起直落,顶部才有比较明显的前伸现象但往往因为超量程而被抹平。拖尾现象是在底部表现的,所以容易观察到。

    对于强保留的溶剂,分配系数大得多,过载本来就表现更加明显。而且强保留溶剂同时也伴随有冷凝聚焦现象,峰型在柱内发生重新分配,由进样导致的拖尾在一定程度上被抹平和掩盖了,所以拖尾变得不明显。

    安平(byron1111) 发表:如果样品中的一部分保留变弱,整体的表现是拖尾,不是前伸。

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  • 安平

    第10楼2021/08/30

    应助达人

    Rtx-5 柱, 1ul ,分流 正己烷溶剂谱图。

    纵坐标尽量缩小。 谱图总体拖尾。

    色谱教课书一般会讲,峰前伸可能是过载的表现。

    但没有说过载一定会造成峰前伸。

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