大口径光斑分析仪

在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]分析中，石英毛细管色谱柱的柱效、惰性、热稳定性及分析速度，都比填充柱要优秀得多，但是在相当一部分分析中，仍然使用填充柱。其主要原因之一，是毛细管柱的柱容量比填充柱小1-3个数量级，不适合于痕量分析时的大进样量。目前的不分流进样和大体积进样等技术一定程度上克服了这个问题，但是在很多时候并不能完全取代。为了克服毛细管色谱柱柱容量小的问题，色谱工作者在增加柱容量上进行了大量的研究，其中之一便是大口径毛细管柱的产生。1983年美国惠普公司首先提出了0.53mm内径的石英毛细管柱，称之为大口径柱或填充柱的替代柱。随后，国内外不少毛细管柱生产商都相继推出了类似的商品柱。一 大口径毛细管柱的特点与填充柱对比，大口径毛细管柱（0.53mm内径毛细管柱）具有多项特点：（1）可直接进行柱上进样大口径毛细管柱0.53mm的内径可以采用标准微升注射针做柱上进样。（2）具有优异的惰性大口径毛细管柱的材质是石英，其厚液膜既无担体引起的吸附或催化活性，也不存在管壁残留的硅醇基，有利于药物、类固醇和农药等极性化合物的分析。（3）具有相对较高的总柱效大口径毛细管柱虽然是毛细管柱中的低效柱，其每米的塔板数与填充柱相近。但是，相对于填充柱而言，大口径毛细管柱可以认为是空心柱，即使应用50m的长柱，在最佳线速度时柱前压也只有（0.02-0.03）MPa；同时，常用填充柱的长度2m左右，总塔板数约4000，10m大口径柱的总柱效约20000——因此相对于填充柱，大口径毛细管柱可以拥有较高的总柱效——这个数字一般可以满足简单的样品分析要求。（4）具有近似填充柱的负荷量有文献报道，膜厚5.0μm的大口径毛细柱的柱容量相当于5%低配比填充柱的80%。由此可看出，内径0.53mm大口径毛细柱的样品负荷量很接近低配比填充柱的负荷量——因此，大口径毛细管柱可以不分流进样。以下为膜厚1.0μm和5.0μm大口径柱的柱容量和填充柱的对比示意：[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/c6/f2/1c6f2dd9fe94174a17c201fade2a1750.png[/img][size=14px]——以上内容来自于 《530μ大口径毛细管柱在[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]分析中的潜力》，吕祖芳，赵国宏。[/size]介于大口径毛细管柱与填充柱相近的柱容量，比填充柱更好的惰性和更高的柱效，目前大口径的毛细柱的应用愈加广泛。二 大口径毛细管柱与填充柱进样口对于[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]器而言，大口径毛细管柱具有长度、内径和膜厚等参数，可以直接安装在毛细柱进样口上进行操作；另一方面，大口径毛细管柱内径较大，与填充柱类似，正常工作时需要的柱前压较低，也可以将填充柱进样口稍作改装后安装大口径毛细柱。因此，一部分厂家直接将填充柱进样口进行改装，以便其可以直接安装大口径毛细柱；另一部分厂家则专门开发出了适用于大口径毛细柱的进样口或者配件——究其根本，大口径毛细柱进样口的结构与填充柱进样口的结构类似，区别只在于适配器类型、衬管和接口的结构。2.1 填充柱进样口改装大口径毛细柱进样口对于多数的填充柱进样口，如果需要安装大口径毛细柱，只需要更改适配器的下端接口结构即可——理论上而言，任何内径的毛细柱都可以安装在填充柱进样口上，见下图：[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/cc/d3/eccd3a254ba4098cae259d2a8725139d.png[/img]

多大口径的色谱柱才叫大口径

2.2 大口径毛细柱的安装和使用2.2.1 衬管的选用一般而言，用以安装大口径毛细柱的进样口内部都会有衬管，可以避免活性物质分解和捕集非挥发性组分。此外，进样过程相当于样品完全进入大口径毛细柱，由于样品在衬管中的滞留时间，取决于衬管的形状，气体速度，样品汽化的时间。因此，大口径毛细柱采用的衬管一般采用直管，或者内部体积较正常衬管的小，或者底部设计成锥型，把样品聚集到色谱柱头，减少与样品口金属的接触。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/b8/ee/eb8ee3d73074785d34eb8e7353581fc9.png[/img][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/9e/a1/c9ea1073a1cc8ea4897f1068f0dc5249.png[/img]在实际的应用中，样品分析的许多问题与衬管有关，因为在柱子的外部和衬管内部有一定的缝隙。样品蒸汽在金属入口聚集或聚集在柱子顶端，可能会引起峰形拖尾、灵敏度降低等，因此，部分厂家采用另外一种衬管来完成大口径毛细柱的进样。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/ab/2a/4ab2a271a18bcf9f622818d584c96ba7.png[/img]瓦里安的THE1061 FLASH VAPORIZATION INJECTOR就采用了这种衬管[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/a0/00/7a00054c2f9423cb59554a536eb675fe.png[/img]即衬管下端具有一锥形的收束部分，可以将0.53mm内径的毛细管柱卡在收口处进行密封， 样品在衬管内部蒸发后进入色谱柱。2.2.2 大口径毛细柱的安装对于大口径毛细柱而言，其安装位置一般意味着进样方式的不同。下图可以较为完全的说明大口径毛细柱安装位置的不同，相对应的进样模式。下图左侧的模式类似于填充柱进样；下图中间则类似于瓦里安的THE 1061 FLASH VAPORIZATION INJECTOR的进样模式（见上图），样品汽化之后完全进入色谱柱，非挥发性物质被玻璃棉捕集——这也是多数大口径毛细柱进样口采用的方式；下图右侧则是大口径毛细柱的柱头进样。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/6b/5c/b6b5c2705421e47404a988b9c2d8d2ed.png[/img]2.2.3 大口径毛细柱的柱头进样对于基质复杂的样品可以安装衬管，可以捕集非挥发性组分；对于热不稳定的样品则可以采用柱内直接进样，大口径毛细柱可以直接进行柱头进样（上图右）。大口径毛细柱的内径一般为0.53mm，对于常用的1微升进样针而言，针头外径一般为0.63mm；当然也有0.47mm外径。另外，还有专门的柱上进样针，其针头外径可以直接进行柱头进样。[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/98/2c/b982c2a4725cafcf3ce40bdcebbc00be.png[/img]以瓦里安THE1041 ON-COLUMN INJECTOR为例，其柱上进样的基本结构为：[img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/ad/7c/cad7c1db3c8a8d97d6b55351ecf822d8.png[/img]另外，如果安装的色谱柱为0.32mm或者0.25mm内径，可以在两者的前端安装0.53mm预柱/保留时间间隙管以实现这项功能。