气相色谱-2-气相色谱柱

1、气相色谱柱2 2、毛细管柱、毛细管柱1 1、气相色谱柱的分类、气相色谱柱的分类3 3、毛细管柱的安装、维护、毛细管柱的安装、维护一、气相色谱柱的分类1.按柱管粗细和固定相的填充方式（1）填充柱：柱内要填充上一定的填料，它是“实心”的（2 ）开管柱（毛细管柱）：固定相是附在柱管内壁上，它是“空心”的（3）填充柱和毛细管柱的比较：总结：毛细管柱分离效果好，柱效高，但柱容量低，分析时间较长；填充柱柱容量大，分析时间较短，但分离效果差，柱效低2.按固定相状态分：气固色谱和气液色谱（90%以上使用气液色谱）3.按分离机理分：分配色谱（即气液色谱）和吸附色谱（即气固色谱）参数参数内径内径/mm常用常用长度

2、长度/m每米柱每米柱效效/n柱材料柱材料柱容柱容量量程序升程序升温应用温应用固定相固定相填充柱2-50.5-3约1000玻璃、不锈钢mg级基线漂移载体+固定液毛细管柱0.1-0.5310-60约3000熔融石英100ng基线稳定固定液气液分配色谱柱担体 定义：担体又称为载体，是一种化学惰性、多孔性的固体颗粒。 作用：提供一个大的惰性表面，用以承担固定液，使固定液以薄膜状态分布在其表面上。 担体的要求： 比表面积大，孔径分布均匀； 化学惰性，表面无吸附性或吸附性很弱，与被分离组份不起反应； 具有较高的热稳定性和机械强度，不易破碎； 颗粒大小应均匀、适度，这样有利于提高柱效。但颗粒过细，使柱压降增

3、大，不利于操作。一般常用6080目、80100目。担体的分类： 红色担体 硅藻土型 白色担体 担体 氟担体 非硅藻土型 玻璃微球担体 高分子多孔微球红色担体：红色担体： 孔径较小，表孔密集，比表面积较大，机械强度好。适宜分离非极性或弱极性组分的试样。缺点是表面存有活性吸附中心点。白色担体：白色担体： 煅烧前原料中加入了少量助溶剂（碳酸钠）。 颗粒疏松，孔径较大。比表面积较小，机械强度较差。但吸附性显著减小，适宜分离极性组分的试样。 种类 担体名称 特点及用途 生产厂家红色硅藻土担体201 红色担体301 釉化红色担体6201 红色担体适用于涂渍非极性固定液分析非极性物质由 201 釉化而成，性

4、能介于红色与白色硅藻土担体之间，适用于分析中等极性物质上海试剂厂大连催化剂厂硅藻土类白色硅藻土担体101 白色担体101 酸洗101 硅烷化白色担体102 白色担体适用于涂渍极性固定液分析极性物质催化吸附性小，减小色谱峰拖尾上海试剂厂非硅藻土类高分子微球玻璃微球氟担体由苯乙烯和二乙烯苯共聚而成经酸碱处理，比表面积 0.02 m2 / g ,可在较高温度下使用，适宜分析高沸点物质。由四氟乙烯聚合而成，比表面积 10.5 m2 /g适宜分析强极性物质和腐蚀性物质上海试剂厂担体的处理 1.原因 硅藻土型担体具有细孔结构，并呈现不同的PH，故担体表面既有吸附活性，又有催化活性。如涂上极性固定液，会造成

5、固定液分布不均匀。分析极性试样时，由于与活性中心的相互作用，会造成色谱峰拖尾。而在分析萜烯、二烯、含氮杂环化物、氨基酸衍生物等化学活泼的试样时，都有可能发生化学变化和不可逆吸附。因此在分析这些试样时，担体需加以钝化处理，以改进担体孔隙结构，屏蔽活性中心，提高柱效。 2.处理方法 酸洗： 用浓盐酸加热处理担体分钟，然后用自来水冲洗至中性，再用甲醇漂洗，烘干备用。此法主要除去担体表面的铁等无机物杂质，主要用于分析酸类和酯类。 碱洗： 用的氢氧化钠或的氢氧化钾甲醇溶液浸泡或回流担体，然后用水冲洗至中性，再用甲醇漂洗，烘干备用碱洗的目的是除去表面的三氧化二铝等酸性作用点，但往往在表面上残留微量的游离碱

6、，它能分解或吸附一些非碱性物质，使用时要注意。该法主要用于分析胺类等碱性化合物。 硅烷化： 用硅烷化试剂和担体表面的硅醇、硅醚基团起反应，除去表面的氢键结合能力，可以改进担体的性能。常用的硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷和六甲基二硅胺。该法主要用于具有形成氢键能力的较强的化合物表面釉化。担体的选择 选择担体的大致原则为： 当固定液质量分数大于5%时，可选用硅藻土型（白色或红色）担体。 当固定液质量分数小于5%时，应选用处理过的担体。 对于高沸点的组分，可选用玻璃微球担体。 对于强腐蚀性的组分，可选用氟担体。 二、毛细管柱1.毛细管柱的组成：（1）外层：聚酰亚胺（2）中间层：柱管 常用玻璃、不锈钢、石

7、英材质（3）固定相：涂壁开管柱固定相：聚硅氧烷和聚乙二醇多孔层开管柱固定相：分子筛、多孔聚合物、氧化铝等柱管材质柱管材质特点特点石英弹性好、惰性好 不锈钢耐高温、不易折断、惰性差、不易截取 玻璃易碎、惰性差2.色谱柱的基本参数： HP-5, 30m x 0.25mm x 1.00um 60 240/260 （1）HP-5：固定相种类 （2）30m：柱长 柱长增加，分离能力会增强，但所需分析时间会增加，柱流失会增加 10/15m-通常十个组分以下简单样品的快速分析 25/30m-标准柱长满足绝大部分应用 50m, 60m, 100m-复杂样品的分析 （3）0.25mm：柱内径 内径增加，柱容量增

8、加，但柱的分离能力会降低，柱流失会增加0.1mm快速GC 快速分离 对仪器要求高0.25mm窄径 分流进样 GC/MS应用 较高柱效0.32mm宽径 分流/不分流进样 能承受较大体积进样0.53mm大口径 可替代填充柱 能承受较大体积进样 痕量分析 （4）1.0um：膜厚 膜厚度增加，柱容量增加，但洗脱组分慢，峰分离差，柱流失增加，柱极限温度降低膜厚度（um）膜种类特点应用0.1薄膜保留和柱容量低适用于高沸点化合物、组分密集样品或热敏化合物 0.25-0.5标准膜厚应用最广 1.0-10厚膜保留和柱容量高适用于低沸点挥发性化合物(5) 60 :温度下限 低于该温度使用柱效会降低，但不会损伤色谱

9、 240 ：恒温温度上限 可在此温度长时间使用 260 ：程序升温温度上限 不可超过此温度,且在此温度使用不得超过10分钟3.毛细管柱的选择要选择一根合适的毛细管柱，主要需要考虑以下几个因素：固定相、内径、柱长、膜厚固定相 色谱理论上讲，选择固定相首选遵循相似性原则，即：用非极性固定相分析非极性物质，用极性固定相分析极性物质，用含芳香基团的固定相分析芳香族化合物。在填充柱时代，这个想法是非常正确的，因为那个时候，分离度是首先需要把握的关键因素，分不开，就没办法想其它。它的理由在于塔板理论的推论，即：组分在固定相中有越大的溶解度，同样的溶解差异就会产生越大的分离度。但是在毛细管色谱时代，分离度不

10、再始终是分析的首选问题。毛细管具有几十万块塔板，如此大的柱效率，以至于不再需要充分考虑分离问题了。这个时候，样品兼容性、使用温度、稳定性、柱流失情况等，都可能成为选择的主要理由。例如分析甲醇乙醇丙醇等低级醇类，正常应选择wax类高极性色谱柱。但是在杂质较少的情况下，选择DB-1这样的非极性柱具有更高的灵活性和使用寿命。具体选择主要依据以下规则： 1）因为非极性毛细管柱具有明显的稳定性、高使用温度、良好的色谱峰型等有利因素，因此易分离物质应首先选用极性小的色谱柱。 2）分析氢键型物质用氢键型PEG柱更佳。 3）轻烃或永久气体用Plot柱更佳。 4）高苯基固定相对芳香族物质保留能力更强。但是分析二

11、甲苯等芳烃异构体，首选Wax类强极性色谱柱内径 毛细管柱理论塔板高度与内径成正比。因此相同长度的毛细管，内径越小柱效率越高。但内径越小，通常意味着柱容量的减小，在分析低含量组分时，对检测器灵敏度和进样口分流能力的要求越高。因此在选择内径的时候，首先考虑的是样品分析难点在于分离还是检测。对于分离困难的样品，首选较小口径的色谱柱；对于含量过低检测困难的样品，首选较大口径的色谱柱。在没有分析难点的情况下，选择小口径毛细管柱可以缩短柱长，减小分析时间柱长 柱长增加一倍，理论塔板数增加一倍，但同时分析时间也增一倍，分离度由于与柱长的平方根成正比，因此理论上就只能够得到0.414倍的增加，但实际得到的收益

12、要更小。虽然如此，在分离度难以达到的时候，选择更长的毛细管柱，仍然是最直接有效的方法膜厚 膜厚并不能直接影响毛细管柱的理论塔板高度，但他直接影响色谱柱的相比。越大膜厚，色谱柱的柱容量就越大，组分出峰的时间就越晚。 在需要更大的进样量的情况下，首选厚膜色谱柱；在需要快速分析的情况下，首选薄膜色谱柱三、毛细管柱的安装、维护1.毛细管柱的安装：（1）先将进样口温度、柱温、检测器温度降至常温，再关闭载气（2） 检查毛细管柱有否断裂或损伤。将螺母以及密封垫装在色谱柱上，从柱子两端割掉 1-2cm，切割后用放大镜检查切口平整，否则从新切割（3） 插入柱子进样端到进样口，并确保插入位置适当。 不同仪器，插入的深度不同。总的原则是进样口段安装好以后，柱端应位于分流点以上，并位于衬管中央（4）用手拧紧螺帽，直到柱子刚好不上下滑动。通常再用扳手多拧紧四分之一圈。 (5)同样的方法，将色谱柱接到检测器端。2.色谱柱的维护（1）老化：每次新安装了色谱柱后，都要