细管色谱节选自:
色谱分析概论(第2版);作者:傅若农编著一、快速
气相色谱方法的理论基础
在今夭“时间就是会钱”的市场经济形势下,尽量缩短分析时间成为人们在色谱方法学研究中的重要课题。在
气相色谱分析中.近年快速
气相色谱得到很快的发展,而细内径毛细管色谙柱是实理快速色请的重要手段之一。快速
气相色谱在分离复杂化合物如药物、环境样品、石油工业样品,环境分析样品等有十分重要的作用。
快速
气相色谱实际上早在1961年Desty就论证过,使用2m长,7μm i.d.细内径的壁涂金属毛细管柱,为了进样时间短.用锤子冲击进样〔蒸汽进样塞只有lOms) ,全部分离9个庚烷异构体只要5s。有的样品甚至只有1s可以完成分析。此后有许多研究者进行快速
气相色谱的工作都是基于便用细内径毛细管柱。使用细内径毛细管柱,另外一个效果是可以提高柱效,但是要提高柱效必须尽可能地减少死体体积和减少进样宽度,有关这一问题可从理论上说明,如下面的公式:
H=(B/u)+(Cg+Cl)+Du2 (5-12)
式中,H是理论塔板高度(mm);B、Cg、Cl分别为纵向扩散常数、
气相传质阻力和
液相传质阻力;u是载气流速;D是衡量死体积大小的系数。
所以要实现快速
气相色谱就要使用细内径、短的毛细管柱,柱温要高,色谱系统的死体积要小,进样宽度要尽可能小等等。
二、适合于快速
气相色谱的操作条件
要实现快速
气相色谱,可以从下面的保留时间(tR)公式得到答案:
tR=(L/u)•(1+k) (5-13)
式中:L是色谱柱长;u是载气流速; k是容量因子。
用最后一个色潜蜂的tR值来衡量分析的速度.从式(5-13)可以看出色谱柱柱长减小可以缩短分析时间,所以在快速分析时毛细管柱长一般小于10m。增加载气流速、也可以加快分析速度,在使用小内径毛细管柱时,在一定的往前压下,常常使用每秒几米的载气流速。另外一个影响因素是容量因子k,有一些色谱条件会使k减小,如提高柱温,减小固定相的液膜厚度都会使k减小。但是上述这些色谱条件,都会导致柱效的降低,特别是色谱系统的柱外效应(死体积)有很大的影响。下面的公式是描述柱外效应对峰加宽的影响。
式中.σ2是柱外效应对峰加宽的方差;Δt是分折系统总的死休积,在进行快速
气相色谱时由于使用了短色谱柱、细内径和薄液膜厚度,因而导致分析系统总的死体积对柱效有非常大的影响。要使σ2适于快速
气相色谱,分析时间在几秒甚至小于1s,Δt必须大大减小,要小于lOms。如果仪器的死体积和进样系统可以满足这一要求,就可以使用短色谱柱和高载气流速。达到快速
气相色谱的目的。但是峰容量值和色谱柱柱长的平方成正比关系,所以使用短柱分离复杂的混合物就非常困难。