①、可直接取代填充柱,即无须分流进样,
②、分析速度快,比填充柱分析速度快,
③、吸附性小,
④、在较低的载气流速下柱效大大优于填充柱,
⑤、这种色谱柱多为交联型固定相,所以它的化学稳定性和热稳定性优于填充柱。
二、大内径毛细管柱的主要柱参数
大内径毛细管柱涉及柱内径和液膜厚度,它们都与色谱柱的柱效、柱容量、分配容量和分析时间有关系。
1、柱内径
从毛细管色谱的理论可知,柱内径增加柱效会大幅度地下降,如表所示。
大内径毛细管柱是牺牲柱效来增加柱容量、提高流量,以便适应代替填充柱的要求。
柱径和理论塔板数间的关系
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柱内径/mm |
每米理论板数/ (TP/m) |
达10万理论塔板数所需柱长/m |
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0.53 0.32 0.25 0.10 |
2100 3400 4500 11000 |
48 29 22 9 |
2、液膜厚度
液膜厚度对柱效的影响比较复杂,包括对固定相的传质阻力和容量因子的影响,当液相传质阻力(CL)很小时,柱效高,分析时间短,这是薄液膜的两项优点。但是薄液膜也有三个缺点:
①、薄液膜柱容量因子小,不利于高挥发性物质的分离;
②、不利于痕量物质的分离;
③、不足以掩蔽柱壁的活化点。
所以小于0.2μm膜厚的毛细管柱很少有人使用,过去用不锈钢毛细管柱时,膜厚常为0.5~0.6μm;用玻璃毛细管柱时,膜厚常为0.2~0.5μm。但是也常用膜厚为1μm 的分离低沸点化合物。总之厚液膜柱可以增加柱容量、减低活性,适于低沸点化合物的分析。此外当固定相进行交联之后,可进一步提高液膜厚度到5~6 μm,甚至可高达8μm。以便适应于代替填充柱的要求。
毛细管气相色谱柱:细内径毛细管色谱柱
一、细内径毛细管气相色谱柱的特点
气相色谱分析方法的主要目的是在尽可能短的时间里对一个混合物得到完全的分离,对于痕量分析而言还要求灵敏度高、对样品的容量大,要达到这一目的一般使用长度为25~30m,内径为0.25~0.32mm的毛细管柱来进行常规分析,这样的毛细管柱可以提供高的柱效(1000000理论塔板数)和足够的样品容量和负载量。如果减小柱内径就会进一步提高柱效,所以可在维持分离度不变的情况下缩短柱长。例如一支10m×0.1mm i.d. 的毛细管柱可提供柱效等同于一支25m×0.25mm i.d. 柱的柱效。因为柱长缩短到2/5,分析时间也大大缩短。而且由于细内径毛细管柱的Van Deemter曲线比较平坦,最佳流速较高,所以在分离度不减低的情况下可以进一步提高分析速度。而提高分析速度的代价是柱容量减小,因而样品的注入量要小,实际应用中使用大的分流比。在许多化学、石油化学、食品、调味品和香料的分析中不需要很高的灵敏度,所以在这些领域中使用细内径毛细管柱可以大大缩短分析时间,在保持分离度不变的条件下增加每日的分析数量。
二、细内径毛细管气相色谱柱的应用
例如用Agilent 6890系列气相色谱仪进行香精油的毛细管快速气相色谱分析
所用色谱条件见下表
用细内径毛细管气相色谱柱分析香精油的条件
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气相色谱仪 |
Agilent 6890系列气相色谱系统 |
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进样 |
分流/不分流 |
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检测器 |
FID |
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自动进样器 |
Agilent 7673 |
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衬管 |
分流/不分流衬管,4mm i.d.填充玻璃毛塞,(部件号19251-60540) |
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数据采集 |
化学工作站 |
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色谱柱 |
15m×0.10 mm×0.1μm H-5 |
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实验条件 |
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进样温度 |
250℃ |
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进样体积 |
1 μL |
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分流比 |
1/530 |
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载气 |
氢 |
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柱前压 |
29psi |
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流速 |
1.8mL/min(88cm/s) |
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分流流量 |
192mL/min |
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气体节约器 |
ON 1min(开通1min) |
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柱箱温度 |
40℃, 12℃/min升温到190℃ |
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检测器温度 |
250℃ |
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检测器气体 |
氢, 35mL/min; 空气400mL/min; 氦30mL/min |
用常规毛细管气相色谱分析合成香料, 在30min内得到很好的分离,然而用一支细内径毛细管柱进行同样的实验可以得到同样的分离度,而分析时间只有12.5min。
使用相同的条件分析天然薰衣草油样品:芳樟醇、樟脑、芳樟醇乙酸酯和香叶醇乙酸酯,对这四个化合物进行十次测定计算它们的保留时间和峰面积重现性,结果表明:保留时间的标准偏差小于0.002min(RSD< 0.03%), 峰面积的标准偏差小于1%。
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