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氣相色譜儀的色譜柱選擇指南

更新時(shí)間:2024-10-09      點(diǎn)擊次數(shù):135


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     GC色譜柱氣相分析的核心之一就是如何選擇合適的GC色譜柱,恐怕是很多小伙伴很頭痛的問(wèn)題,今天就帶大家一起來(lái)了解下關(guān)于GC色譜柱的知識(shí),希望可以對(duì)你的實(shí)驗(yàn)工作起到幫助。


GC色譜柱構(gòu)成


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1、柱管

     氣相色譜柱的柱管可以由玻璃、石英、不銹鋼或聚四氟乙烯等材料制成,其中石英和不銹鋼比較常見(jiàn)。毛細(xì)管柱通常使用石英材質(zhì)作為柱管,因?yàn)樗苣透邷兀畛渲鶆t使用不銹鋼材質(zhì)柱管,以承受壓力。

2、填充物

     毛細(xì)管柱:根據(jù)填充型固定液涂漬方法不同,可分為:

1) 涂壁開(kāi)管柱(WCOT):將內(nèi)壁經(jīng)預(yù)處理,再把固定液涂在毛細(xì)管內(nèi)壁上。

2) 載體涂漬開(kāi)管柱(SCOT):為增大開(kāi)柱管內(nèi)固定液涂漬量,在管壁上涂一層很細(xì)的多孔性顆粒,然后在多孔性層上涂漬固定液,液膜厚,適于痕量分析。

3)多孔層空心柱(PLOT):在管壁上涂一層多孔性吸附劑固體微粒,不再涂固定液。實(shí)際是一種氣固色譜開(kāi)柱管。現(xiàn)在也有一種大口徑開(kāi)管柱,可容許更大樣品量,盡管柱效低些,但大大高于填充柱。

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3、固定相

     固定相可以是非極性、極性或手性材料,涂在毛細(xì)管內(nèi)壁或多孔性顆粒上,它決定了分析物中各組分的保留行為。

4、柱端封口

      兩端通常有精細(xì)的篩板或過(guò)濾器,防止固定相顆粒移動(dòng),同時(shí)允許氣體流動(dòng)。


如何選擇GC色譜柱


     如何選擇氣相色譜柱呢?

     一般我們根據(jù)目標(biāo)物的極性差異或者沸點(diǎn)差異選擇氣相柱產(chǎn)品。 

  • 如果目標(biāo)物極性差異不明顯,沸點(diǎn)差異明顯,可選擇非極性-1或弱極性-5柱;

  • 如果目標(biāo)物沸點(diǎn)差異不明顯,極性差異明顯,可以選擇極性Wax柱;

  • 如果目標(biāo)物極性沸點(diǎn)都有差異,各種類型的柱子都可以嘗試。

     毛細(xì)色譜柱的毛細(xì)管基本都是熔融石英材質(zhì),其他參數(shù)主要有:柱長(zhǎng)、內(nèi)徑、膜厚和固定相。
     (1)色譜柱長(zhǎng)度的選擇:一般來(lái)說(shuō),色譜柱長(zhǎng)度從10-150米不等,可能還有更長(zhǎng)的。

    10-15米的短柱主要分析較簡(jiǎn)單的樣品,或者一些有特定需求的樣品,比如PBDE樣品容易分解,一般可以選用15米的色譜柱,也可用10米的色譜柱。

     30米色譜柱是常用的規(guī)格,大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)推薦的都是這個(gè)長(zhǎng)度。

     60-150米色譜柱,主要分析一些比較復(fù)雜的樣品,比如VOC多用60米柱子,之前做變性燃料乙醇,用到了150米的色譜柱,一個(gè)多小時(shí)出一針,一個(gè)樣品要做2針(平行),用時(shí)很久。

      總之,柱子越長(zhǎng),分析時(shí)間越長(zhǎng)。

   (2)色譜柱內(nèi)徑:主要有0.25mm、0.32mm及0.53mm三個(gè)規(guī)格。柱子內(nèi)徑直接影響柱效和柱容量。
     0.25mm:柱效較高,柱容量較低,能滿足常規(guī)檢測(cè)需求,是常用的規(guī)格。
     0.32mm:柱效居中,柱容量也居中,不是很常用。
     0.53mm:有點(diǎn)接近填充柱的效果。
    (3)膜厚:膜厚的規(guī)格范圍比較廣,有的低于0.1μm,有的高于2μm,但是常用的規(guī)格還是介于0.25-0.5μm之間。膜厚直接影響各組分的保留時(shí)間和餾出溫度,膜厚大時(shí),組分在固定相上的保留時(shí)間長(zhǎng),組分的保留時(shí)間就長(zhǎng)。一般沸點(diǎn)高、樣品較簡(jiǎn)單的選擇0.25μm及以下的膜厚;沸點(diǎn)低、組分多、樣品復(fù)雜的情況選擇1μm及以上的膜厚。
     (4)固定液的選擇:固定液決定色譜柱的極性,一般分為非極性、弱極性、中等級(jí)性和強(qiáng)極性。根據(jù)相似相溶的原則,極性越相近,固定液對(duì)物質(zhì)的吸附性越強(qiáng),保留時(shí)間就越長(zhǎng)。

     非極性:各個(gè)品牌“-1"的型號(hào)基本都是非極性柱,一般為100%二甲基聚硅氧烷固定液。

     弱極性:如“-5"型號(hào),典型的是“5%-苯基-二甲基聚硅氧烷",有的還會(huì)帶有“乙烯基"。

     中等級(jí)性:“-50"、“-1701"、“-225"等都屬于中等極性。

      強(qiáng)極性:如“-FFAP"、“-WAX"等。

     “-624"色譜柱是測(cè)試揮發(fā)性有機(jī)物的主流色譜柱,極性介于弱極性與中等極性之間,還有一款“-VRX"色譜柱,性能與“-624"類似?!?5"型號(hào)色譜柱被稱為萬(wàn)能色譜柱,如果一時(shí)不知道用什么柱子時(shí),不妨先用“-5"試一下。


如何判斷目標(biāo)物的極性差異?


     氣相色譜同樣遵循“相似相溶"原理,水的極性最大,根據(jù)物質(zhì)水溶性可以判斷相對(duì)極性大小,比如不溶于水可認(rèn)為是非極性,難溶于水可認(rèn)為是弱極性,微溶于水/可溶于水可認(rèn)為是中等極性,易溶于水或與水任意比互溶可認(rèn)為是強(qiáng)極性。


常見(jiàn)的在FID上響應(yīng)弱或無(wú)響應(yīng)的物質(zhì)有哪些,如何提升響應(yīng)?


     在FID上響應(yīng)弱的有甲酸、乙酸等短鏈脂肪酸、長(zhǎng)鏈脂肪酸以及甲醛等。

     (1)短鏈脂肪酸,如甲酸、乙酸,碳?xì)湓诜肿恿恐姓急刃?,F(xiàn)ID上響應(yīng)較弱,同時(shí)直接進(jìn)樣會(huì)損傷氣相柱壽命,可考慮甲酯化后再使用酸類專用柱SH-PolarD進(jìn)行分析,或不衍生直接HPLC分析(Shim-pack Scepter C18);
     (2)長(zhǎng)鏈脂肪酸,如硬脂酸(十八烷酸),直接分析響應(yīng)弱且出峰晚(分子量大,沸點(diǎn)高),根據(jù)AOAC的方法可以考慮衍生成脂肪酸甲酯(FAMEs)再使用脂肪酸專用柱進(jìn)行檢測(cè),脂肪酸專用柱可考慮SH-2560(100%雙氰丙基聚硅氧烷)、SH-2330(90%雙氰丙基/10%氰丙基苯基聚硅氧烷)和SH-FAMEWAX(聚乙二醇)。 

    (3)甲醛,可用2,4-DNPH衍生化處理,氣相可使用SH-5進(jìn)行檢測(cè),液相可使用Shim-pack Velox C18進(jìn)行檢測(cè)。


對(duì)于制藥行業(yè)殘留溶劑和堿性物質(zhì)檢測(cè),可優(yōu)先考慮哪些色譜柱?


     氣相色譜柱主要有毛細(xì)柱和填充柱兩種,隨著毛細(xì)色譜柱技術(shù)的進(jìn)步,填充柱已無(wú)優(yōu)勢(shì),在新發(fā)布或修訂的(氣相、氣質(zhì))檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中,推薦使用毛細(xì)柱的標(biāo)準(zhǔn)占90%以上。



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