如何選擇色譜柱是色譜分析人員需要做出的最重要的決定。由于GC法分離化合物取決于載氣和色譜柱固定相之間的分子分配特性,因此選擇使用哪種色譜柱不僅會影響色譜性能,也會影響樣品通量和容量。
珀金埃爾默GC色譜柱選擇指南概述了色譜柱的典型應(yīng)用,以確色譜柱最大程度匹配樣品。
本文著重說明如何從固定相,柱長,柱內(nèi)徑及膜厚的方面進(jìn)行優(yōu)化,從而實現(xiàn)分析性能和效率的最佳平衡。
Part.1
固 定 相
選擇色譜柱時,分析化學(xué)家做出的最重要的決定是選擇哪種色譜柱固定相。
固定相的化學(xué)成分直接影響選擇性參數(shù),它決定了化合物是否可以得到最大的保留,以及它們的洗脫順序。對于非極性固定相,化合物的分離效果受沸點的影響。然而,要解析沸點相似的化合物(如異構(gòu)體),通常需要高選擇性或極性固定相。下圖列出了一些優(yōu)異的色譜柱固定相,按極性遞增的順序排列。
△圖1:毛細(xì)管氣相色譜固定相的化學(xué)成分示例和相應(yīng)的珀金埃爾默品牌色譜柱,按非極性(左)到極性(右)列出(點擊查看大圖)
Part.2
柱 長
分析人員通常使用30m色譜柱進(jìn)行分離。
增加分析柱長的確可以提高效率和分辨率,從理論上來說,60m的柱長可以提供30m柱長兩倍的理論塔板數(shù),這看上去似乎很理想。
但是色譜柱長度翻倍并不能使分辨率翻倍,分辨率隨著長度的平方根成比例提升。同時,就像色譜中所有其他因素一樣,增加柱長帶來收益的同時,也有成本上升的問題。
增加柱長的優(yōu)缺點↓
Part.3
柱 內(nèi) 徑
氣相色譜中最常用的兩種內(nèi)徑是0.25mm和0.32mm。
選擇柱內(nèi)徑需要平衡兩個相互矛盾的參數(shù):柱效(即理論板數(shù))和樣品容量。
當(dāng)減小柱內(nèi)徑時,效率提高,可以更快分離分析物并且出峰更高,更清晰。例如,在開發(fā)特別復(fù)雜的多組分混合物的分離方法時,應(yīng)選擇盡可能窄的色譜柱。
然而,與這一優(yōu)點相抵消的是,樣品容量隨著直徑縮小呈指數(shù)性下降,如下圖所示。盡管大口徑和更大口徑色譜柱可以承受數(shù)百至數(shù)千納克的高濃度進(jìn)樣,但解析單個組分的能力受到限制。對于組分較少的樣品以及分辨率較高的分析物,寬口徑色譜柱可以避免復(fù)雜的樣品制備/稀釋,并加快分析。
△圖2:修改柱內(nèi)徑的效益:內(nèi)徑增大時,柱上可接受的化合物質(zhì)量相較每米塔板數(shù)呈指數(shù)增長
增加柱內(nèi)徑的優(yōu)缺點↓
Part.4
柱 膜 厚 度
在分析分離過程中,固定相(即膜)控制著化學(xué)分配。因此,我們提供了多種膜厚度不同的固定相。雖然通常認(rèn)為0.25 μm的膜為“標(biāo)準(zhǔn)”,但理想的膜厚度可能因不同的應(yīng)用或相而異。
增加柱膜厚度的優(yōu)缺點↓
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《GC色譜柱選擇指南》
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