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第三章 色谱柱 确认填充柱与毛细管柱的区别计算柱效和分离度介绍快速色谱介绍保留时间锁定功能理解柱的选择性确认柱操作的步骤学习炉温的恒温操作和程序升温操作 填充柱 开管柱 毛细管柱 常规型 小球 填充柱 多孔层 小球 填充柱 常规填充 柱及微 填充柱 多孔层 开管柱 壁涂 开管柱 压力 psi 柱长 米 内径 mm 流量 ml min 样品负荷量 5 10 2 4 10 60 10 90 100ng 峰 5 100 530 4 30 1 20 5 100 3 75 1 30 1 40 100ng 峰 5 100 05 3 0 3 1 0 5 90 50ng 峰 色谱柱类型 分离的过程示意图 占应用的10 吸附型 填充柱 吸附填充 GSC 毛细管柱 多孔层开管柱 PLOT 多孔层具有大的表面积 载气 气固色谱 GSC 分配填充 填充柱 液体相 固体支撑物 非常多的孔具有极大的表面积 气液色谱 GLC 气液色谱 GLC 色谱过程示意图 柱分离指标 分析物 时间 进样 不保留组分 t m t R t R 我们希望知道组分保留在固定相中的真实时间 将n与柱长相比 每块理论塔板高度 HETP 因此 柱效越高 N 值越大 HETP 值越小 计算柱效 R t 调整保留时间 n 有效理论塔板数 测量线速度和流量 柱效受载气线速度和流量影响 曲线的最低点代表最小板高HETP 或最大每米理论塔板数 也就是最好的柱效 毛细管柱中不存在 A 项 柱效与载气线速度 HETP与线速度形成的曲线叫做范德姆特曲线 曲线最低点的线速度值即为可获得最好柱效的最佳线速度值 最佳流量 柱效 非常好 好 尚可 较差 N 500 300 500 200 300 100 HETP cm 0 06 0 06 0 10 0 10 0 15 0 03 N 5000 3000 5000 2000 3000 1000 HETP cm 2x10 4 2 3x10 4 3 5x10 4 1x10 3 填充柱 毛细管柱 1 8 0 2mm 细径 评价柱效 1 使用内径更小的柱子 2 减小固定相百分组成或固定相液膜厚度 3 减小进样量 4 选用更长的柱子 5 使用程序升温改善后流出组分峰形 好的进样技术可以保障高柱效 进样应该紧凑快速 以免峰展宽 如何提高柱效 分离度是柱将两个相邻峰分开能力的反映 通过两个欲分离相邻峰的分开程度来测算分离度 一般我们选择两个最难分开的峰 如果它们被成功分开 那么其它的也就解决了 1 18 RT RT 2 1 W W 1 2 R R 1 5 认为可以实现基线分离 分离度 缩短运行时间 色谱柱参数仪器参数 缩短柱长度减小柱内径减小固定相液膜厚度 更换载气种类提高程序升温速率提高恒温分析的柱温增大载气流速 使用快速色谱 使用快速GC 18 2min 3 5min 5min 1 2min 甲苯 荼 苯 C8 芳香化合物 C9正芳香化合物 0 10mmi d 氢气 0 1 l 800 1 0 32mmi d 氦气 0 5 l 200 1 快速色谱需考虑的因素 使用细径柱对复杂样品可产生快速 高效分离 方法转化软件用于预知正确的操作参数 Agilent提供 免费商品 http chem 硬件要求需使用快速升温速率要求进样口高压力 需有EPC 要求数据采集速率要快样品载荷量小 使用大的分流比 柱长10 20米更换载气种类可显著地减小分析时间 25mx0 25mm内径0 4umOV 101WCOT柱柱效曲线 WCOT柱 25mx0 25mm 平均线速度 cm sec HETP mm 1 2 1 0 8 6 4 2 10 20 30 40 50 60 70 80 90 C17at175 C k 4 95 OV 1010 4 N He H 2 2 载气种类对n 十七烷和姥鲛烷分离度的影响 氮气 58cm sec 氦气 58cm sec 氢气 58cm sec 15mx0 25mm 石英WCOT SE 52 恒温 150 C R 1 17 R 1 37 载气种类对柱效和分离度的影响 重整汽油 min 0 5 10 15 min 0 2 4 min 0 1 2 3 4 1 5 3 30mx0 32 0 5 mHP Wax 氦气 10mx0 10 0 2 mHP Wax 氦气 10mx0 10 0 2 mHP Wax 氢气 C B A 以氢气为载气提高分析速度 保留时间锁定 RTL 软件 此软件将在任意一台Agilent6890GC系统中获得的保留时间与其它任意使用相同类型色谱柱的系统保留时间相匹配 那些负责日常分析方法开发 转化和维护的用户 可使用本软件 需要已成型的方法及在所使用的柱子上建立的压力 保留时间校正曲线 可将方法用于使用相同类型色谱柱的另一仪器上 而使某一目标化合物的保留时间可以被锁定在一个特定的保留时间上 现在已经可以提供RTL农药库 其中含有567种农药在锁定条件下的保留时间 1 2 3 4 6 9 8 7 1 C11 2 4 氯酚 3 1 癸胺 4 C13 5 甲基癸酸酯 6 C14 7 苊烯 8 1 十二烷醇 9 C15 液相选择 5 苯基甲基硅氧烷50 苯基甲基硅氧烷 1 欲分离样品2 柱内径3 固定相4 柱长5 膜厚或填充剂 量A 柱容量B 保留能力C 惰性D 柱效E 流失 柱选择方面的考虑 先试手边的柱子向同事咨询查询已发表的相似应用如果难以确定 先用一个非极性柱 如HP1或HP5这只是一些好的开端 而操作者必须自行优化条件 柱选择 色谱柱类型 载气条件 色谱炉条件 进样参数 检测器参数 样品信息 应用举例说明 汽油分析 色谱柱15m 0 3mmSE 52 膜厚 um 0 05 0 15 0 80 80 20 升温速率2 min 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 当色谱柱固定相液膜厚度变化时汽油分析 K GrobandG Grob HRC CC 2 1979 109 reprintedwithpermission 液膜厚度与保留时间 固定相商品名称固定相化学名称可替代的固定相溶剂最低温度和最高温度应用举例 提供的目录信息 新柱需预先老化以除去柱中残留的溶剂 选择老化温度时请考虑以下几点 足够高以除去不挥发物质 足够低以延长柱寿命和减小柱流失老化温度越低老化时间应越长 请柱生产厂商确认柱的固定相最高使用温度 老化柱还应该 按实际工作时的炉温程序重复升温 以使柱得以较好老化 色谱柱保存 色谱柱老化 毛细管柱淋洗贮罐Agilent订货号430 3000 淋洗 压力 流量 固定相 交联的硅氧相 允许我们使用溶剂淋洗柱来溶掉或移走柱上的沉积物 这样可以避免峰拖尾 进样口柱末端 检测器柱末端 色谱柱在不使用时要安全保存起来 安全保存中有两大要点 1 保存柱子切勿划伤 划伤后的柱子可能由于高温加热而足以使之从划痕处断裂 2 堵上柱子两端以保护柱子中的固定液不被氧气和其它污染物所污染 当使用熔凝硅柱时 记住这是一种玻璃材质 一定注意保护眼睛 色谱柱保存 恒温 程序升温 在整个分析过程中 色谱炉温保持恒定 用初始时间设定运行结束时