氣液相色譜柱常用知識

　　色譜柱可分為填充柱和開管柱兩大類。多為金屬或玻璃制作。有直管形、盤管形、U形管等形狀。液相色譜通常均采用填充柱。色譜柱的分離效果取決于所選擇的固定相，以及色譜柱的制備和操作條件。

　　常用色譜柱簡介

　　1.氣相色譜毛細柱

　　（鍵合，聚二甲基硅氧烷）

　　HP-1，DB-1，P-1，CP-SIL5CB，Ultra-1，007-1，RTx-1，AT-1

　　類似固定相：SE-30，SP-2100，OV-1，OV-101；

　　使用溫度：-60℃，-320℃

　　應用范圍：

　　烷烴，芳烴，多環芳烴，醇，酚，酮，酯，醛，胺，鹵代烴，吡啶，糖衍生物，氨基酸衍生物，維生素衍生物，鎮痛藥，農藥，溶劑，膽固

　　2.SPB-50型中等極性柱：

　　醇，香料，咖啡，食品添加劑等。

　　(鍵合， 50%二苯基，50%二甲基聚硅氧烷)

　　對照品牌：

　　HP-50，HP-17，DB-17，RTx-50，AT-50

　　3.SPB-5型弱極性柱

　　類似固定相：OV-17，SP-2250；

　　使用溫度：

　　30℃～310℃（鍵合，5%苯基，95%甲基聚硅氧烷）

　　應用范圍：

　　烷烴，低沸點芳烴，多環芳烴，醇，甘

　　對照品牌：

　　HP-5，DB-5，BP-5，CP-SIL 8CB，油三酸酯，喹啉，鹵素化合物，香料，農藥，酯，Ultra-2, RTx-5，AT-5鎮痛藥，除草劑等。。。

　　類似固定相：

　　SE-54，SE-52，OV-73 使用溫度：

　　-60℃～320℃

　　4.PTE-5，PTE-5QTM型弱極性柱

　　應用范圍：

　　烷基苯，多環芳烴，醇，酚，酮，脂肪(MS專用柱，鍵合，5%苯基，95%甲基聚硅氧烷)

　　酸酯，苯二甲酸酯，硝基芳烴，芳胺，烷基胺，聯對照品牌：

　　HP-5 MS，DB-5 MS，DB-5.625，XTI-5，苯胺，鹵代烴，多氯聯苯，糖類衍生物，維生素衍BPX625，半揮發污染物分析柱（US EPA方法525，生物，有機酸，鎮痛藥，農藥，抗組胺藥，溶劑，625.5，625）生物堿，防腐劑，香料等。。。

　　類似固定相：

　　SE-54，SE-52使用溫度：-60℃～320℃；

　　應用范圍：

　　多氯聯苯，胺，有機磷，有機氯農藥，SUPELCOWAX 10型極性柱

　　含氯除草劑，酚，苯胺，香料等。。。(鍵合，聚乙二醇二萬)

　　對照品牌：

　　HP-Wax，DB-Wax，BP-20，CP-Wax 52CB；

　　5.SPB-1701型中等極性柱

　　HP-INNO Wax，AT-Wax

　　(鍵合，14%氰丙基，86%二甲基聚硅氧烷)

　　類似固定相：

　　PEG-20M，CARBOWAX-20M，使用溫度：35℃-280℃

　　對照品牌：

　　HP-1701，DB-1701，RTx-1701，AT-1701，BP-10，CPSil19CB

　　應用范圍：

　　低沸點芳烴，醇，酮，酸，酯，醛，醚，

　　類似固定相：

　　OV-1701，SP-2250使用溫度：

　　室溫-280℃；

　　乙二醇，丙二醇，甘油，吡啶，胺，亞硝胺，鹵代烴，膽汁酸衍生物，冰片，薄荷，精油，香料，酒；

　　應用范圍：

　　醇，鹵素化合物，有機氯農藥，酸性藥，苯乙烯，茶，溶劑等。。。

　　固體固定相及分類，什么是固定液，對固定液有哪些要求？

　　指直接裝填到色譜柱中作為固定相的具有活性的多孔性固體物質：

　　固體固定相大體可分為三類：

　　第一類是吸附劑：

　　如，分子篩、硅膠、活性炭、氧化鋁等。。。

　　第二類是高分子聚合物：

　　如，國內的GDX型高分子多孔微球，國外Porapak系列等。。。

　　第三類是化學鍵合固定相：

　　在氣相色譜中，通常是將固定液涂敷在載體表面上。采用化學鍵合固定相分析極性或非極性物質通常都能夠得到對稱峰，柱效很高，固定相的熱穩定性也有所改善。

　　一般是一種高沸點的有機物的液膜，通過對不同組份的不同分子間的作用，使組份在色譜柱中得到分離。

　　對氣相色譜用的固定液，一般有如下幾點要求：

　　1.在操作溫度下蒸氣壓低，熱穩定性好，與被分析物理或載氣不產生不可逆反應；

　　2.在操作溫度下呈液態，而且粘度愈低愈好。物質在高粘度的固定液中傳質速度慢，柱效率因而降低。這決定固定液的最低使用溫度；

　　3.能牢固地附著在載體上，并形成均勻和結構穩定的薄層；

　　4.被分離的物質必須在其中有一定的溶解度，不然，就會很快地被載氣帶走而不能在兩相之間進行分配；

　　5.對沸點相近而類型不同的物質有分離能力，即，保留一種類型化合物的能力大于另一種類型，這種分離能力即是固定液的選擇性。

　　使用擔體為何要進行處理？一般處理的方法有哪些以及擔體的選擇：

　　常用的擔體表面并非惰性，它具有不同程度的催化作用和吸附性（特別是：固定液含量低時和分離極性物質時）造成峰拖尾和柱效下降，保留值改變等影響，因而，需要預處理。

　　現將一般處理方法簡述如下：

　　1.酸洗法：用濃鹽酸加熱處理擔體20～30分鐘，然后用自來水沖洗至中性，再用甲醇漂洗，烘干備用。此法主要除去擔體表面的鐵等無機物雜質。

　　2.堿洗法：用10%的氫氧化鈉或5%的氫氧化鉀-甲醇溶液浸泡或回流擔體，然后，用水沖洗至中性，再用甲醇漂洗，烘干備用。堿洗的目的是：除去表面的三氧化二鋁等酸性作用點，但往往在表面上殘留微量的游離堿，它能分解或吸附一些非堿性物質，使用時要注意。

　　3.硅烷化：

　　用硅烷化試劑和擔體表面的硅醇、硅醚基團起反應，除去表面的氫鍵結合能力，可以改進擔體的性能。常用的硅烷化試劑有二甲基二氯硅烷和六甲基二硅胺。。。

　　4.釉化：

　　把欲處理的擔體在2～3％的碳酸鈉-碳酸鉀（1：1）水溶液中浸泡一天，烘干后先在870度下煅燒3-5小時，然后升溫到980度煅燒約40分鐘。經過這樣處理，擔體表面形成一層玻璃化的釉質，故稱：“釉化擔體”。這種擔體的吸附性能小，強度大，當固定液中加入少量的去尾劑后，能分析如，醇、酸等極性較強的物質。但對非極性物質柱效能則稍有下降。此外甲醇和甲酸等物質在釉化擔體上有一定的不可逆化學吸附，在定量分析時應予以注意。。。

　　其他純化方法：

　　凡是用化學反應來除去活性作用點或用物理復蓋以達到純化擔體表面性質的方法都可以使用。

　　氣相色譜中什么叫擔體？對擔體有哪些要求以及分類

　　擔體是一種多孔性化學惰性固體，在氣相色譜中用來支撐固定液。對擔體有如下幾點要求：

　　1.表面積較大，一般應在0.5-2米/克之間；

　　2.具有化學惰性和熱穩定性；

　　3.有一定的機械強度，使涂漬和填充過程不引起粉碎；

　　4.有適當的孔隙結構，利于兩相間快速傳質；

　　5.能制成均勻的球狀顆粒，利于氣相滲透和填充均勻性好；

　　6.有很好的浸潤性，便于固定液的均勻分布。完全滿足上述要求的擔體是困難的，人們在實踐中只能找出性能比較優良的擔體。

　　擔體通常分為硅藻土和非硅藻土兩大類，每一類又有種種小類。

　　1.硅藻土類型：

　　(1) 白色的：

　　表面積小，疏松，質脆，吸附性能小，經適當處理，可分析強極性組分；

　　(2) 紅色的：

　　有較大的表面積和較好的機械強度，但吸附性較大。

　　2.非硅藻土類型：

　　（1）氟擔體：表面惰性好，可用來分析高極性和腐蝕性物質，但是，裝柱不易，柱效率低些。

　　（2）玻璃微球：表面積小，用它做擔體柱溫可以大大降低，而分離完全且快速，但是，涂漬困難，柱效低。

　　（3）多孔性高聚物小球：機械強度高，熱穩定性好，吸附性低，耐腐蝕，分離效率高，是一種性能優良的新型色譜固定相。

　　（4）炭分子篩：中性，表面積大，強度高，祛壽命長，在微量分析上有無比的優越性。

　　（5）活性炭：可以單獨做為固定相。

　　（6）沙：主要用于分離金屬。

　　色譜柱管材料應根據什么原則選擇？常用的柱管是由什么材質制成？

　　對色譜柱管材質，應按如下要求選擇：

　　1.應與固定相、試樣、載氣不起化學反應。

　　2.要易于加工成型。

　　管內壁應光滑，橫截面應均勻呈圓形。一般色譜柱管形狀呈Ｕ型或螺旋形，大多由銅、不銹鋼，玻璃等材質制成。。。

　　新柱管應先用稀酸或稀堿（1:1鹽酸或氫氧化鈉）洗滌，以除去油污等臟垢，而后用自來水沖洗,繼而用蒸餾水沖洗至中性，再用干凈的空氣吹洗并烘干后，即可使用了。

　　氣相色譜分析中柱長、柱內徑、柱溫、載氣流速、固定相、進樣等操作條件對分離的影響？

　　操作條件對于色譜分離有很大影響。

　　氣相色譜柱的檢定，柱效測定

　　在線色譜柱的檢定：

　　可以在每次分析產品時進行檢定，主要考察峰對稱性、柱效、分離度、保留時間等內容，具體參數可以在相應產品的分析方法中規定，如果達不到分析方法中的規定指標，則該色譜柱不能用做該產品的分析。

　　標準試液檢定：

　　檢定周期：在線檢定不合格時，再生處理前后，需要報廢前。

　　檢定方法

　　檢定溶液配制：

　　乙二醇、對氯苯酚、壬酸甲酯、4-丙基苯胺、正十三烷、十一烷醇、十五烷的250ppm二氯甲烷溶液。

　　分析條件：

　　氣化室溫度為260℃，檢測器（FID）溫度為320℃，恒流速為1.0mL/min，柱溫箱恒定為130℃，進樣量為1μ，分流比為1：50，運行15分鐘。

　　結果評價：

　　每次進樣一針，分析完畢打印出一張帶有系統評價的譜圖，其中柱效和對稱因子以十五烷峰計。其中最小分離度R>1.5；十五烷對稱因子S在0.80～1.50之內；十五烷柱效>3000m-1。

　　氣相色譜柱再生方法

　　常使用的氣相色譜柱每半年或發現性能不佳時，對色譜柱進行再生、老化處理。對于大多數色譜柱使用的是健合、交聯的固定相，可以用甲醇、二氯甲烷和己烷沖洗。或者重新按照前述方法重新進行色譜柱的老化處理。

　　氣相色譜柱老化方法

　　柱子第一次使用時，必須進行色譜柱的老化。目的是徹底除去柱子中的殘留溶劑和某些揮發性物質，另一方面是促進固定液均勻牢固地分布在但體的表面上。根據使用條件和固定液膜厚、極性等設置恒溫老化或程序升溫老化。一般來講，固定液膜厚越厚、極性越強，需要的老化時間越長。老化溫度要大于實際使用溫度而低于柱子的最高使用溫度20℃左右。項目經理接到項目所需新柱子后，根據不同的柱子進行適宜的老化，直至升到最高老化溫度，保持一段時間后，色譜儀基線保持平穩即可。

　　怎樣選擇液相色譜柱

　　現代高效液相色譜中，分離效果好壞很大程度上取決于色譜填料的選擇。但是色譜填料的選擇范圍很寬，要做合適的選擇，必須對此有一定的認識和了解。

　　一.硅膠基質填料

　　1.正相色譜

　　正相色譜用的固定相通常為硅膠（Silica）以及其它具有極性官能團，如，胺基團（NH2，APS）和氰基團（CN，CPS）的鍵合相填料。

　　由于，硅膠表面的硅羥基（SiOH）或其它極性基團極性較強；因此，分離的次序是依據樣品中各組份的極性大小，即極性較弱的組份最先被沖洗出色譜柱。

　　正相色譜使用的流動相極性相對比固定相低，如，正己烷（Hexane）、氯仿（Chloroform）、二氯甲烷（Methylene Chloride）等。。。

　　2.反相色譜

　　反相色譜用的填料常是以硅膠為基質，表面鍵合有極性相對較弱的官能團的鍵合相。反相色譜所使用的流動相極性較強，通常為水、緩沖液與甲醇、乙腈等的混合物。

　　樣品流出色譜柱的順序是極性較強的組份最先被沖洗出，而極性弱的組份會在色譜柱上有更強的保留。

　　常用的反相填料有：

　　C18(ODS)、C8(MOS)、C4(Butyl)、C6H5(Phenyl)等。。。

　　二.聚合物填料

　　聚合物填料多為聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙烯酸酯等，其主要優點是在pH值為1～14均可使用。相對于硅膠基質的C18填料，這類填料具有更強的疏水性；大孔的聚合物填料對蛋白質等樣品的分離非常有效。現有的聚合物填料的缺點是相對硅膠基質填料，色譜柱柱效較低。

　　三.其它無機填料

　　其它HPLC的無機填料色譜柱也已經商品化。由于其特殊的性質，一般僅限于特殊的用途。如，石墨化碳正逐漸成為反相色譜柱填料。這種填料的分離不同于硅膠基質烷基鍵合相，石墨化碳的表面即是保留的基礎，不再需其它的表面改性。該柱填料一般比烷基鍵合硅膠或多孔聚合物填料的保留能力更強。石墨化碳可用于分離某些幾何異構體，又由于在HPLC流動相中不會被溶解, 這類柱可在任何pH與溫度下使用。氧化鋁也可用于HPLC，氧化鋁微粒剛性強，可制成穩定的色譜柱柱床，其優點是可在pH高達12的流動相中使用，但是，由于氧化鋁與堿性化合物作用也很強，應用范圍受到一定的限制，所以未能廣泛應用。新型氧化鋯基質色譜填料也可用于HPLC，商品化的僅有聚合物涂層的多孔氧化鋯微球色譜柱，應用pH范圍1～14，溫度可達100℃。由于氧化鋯填料是最近幾年才開始研究，加之面臨的實驗難度，其重要用途與優勢尚在進行中。