主题:【第九届原创】不同程序升温对色谱峰形状的影响

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zyl3367898
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9月三等奖

不同程序升温对色谱峰形状的影响

        我们都希望色谱峰高大尖锐、且峰形对称,分离度好,大多数人员会照搬标准上给的条件或同行现成的程序升温条件,但是这种程序升温条件适合自己的气相色谱仪吗?柱温的高低与程序升温的条件,对色谱峰有何影响,看下面的例子。
        一、混标的峰形
        1、  相同的程序升温
        1.1 相同型号的色谱柱,内径与膜厚不同
      相同的程序升温,同样型号的色谱柱,长度一样,但柱内径与膜厚不同,色谱峰会有何不同?我们看下面的例子:
      A家检测中心,安捷伦气相 7890A,FPD检测器,DB1701色谱柱(30m*0.53mm*1.0um),进有机磷标液,进样口温度220℃,检测器温度250℃,程序升温:150℃保持2min,8℃/min升到250℃,保持5.0min,共19.5min.

图1:安家有机磷标液图
出的图很好看,特别前三个峰敌敌畏、丙溴磷、甲胺磷尖锐匀称。
1.2将同样标液瓶拿到B家检测中心,天美(原瓦里安气相)GC450,FPD检测器,DB1701色谱柱(30m*0.25mm*0.25um),进同样的有机磷标液,进样口温度220℃,检测器温度250℃,程序升温:150℃保持2min,8℃/min升到250℃,保持5.0min,共19.5min.

图2:瓦里安气相有机磷标液图
从图上可以看出,前三个敌敌畏、丙溴磷、甲胺磷峰形扩展,拖尾,分离度不好。
2、不同的程序升温条件
2.1降低柱子初温到100℃
柱子初温由150℃降低到100℃。程序升温:100℃保持1min,8℃/min升到250℃,保持10.0min,共29.75min.

图3:瓦里安气相提高柱子初温100度时标液图
从上图可以看出,敌敌畏在7min出峰,但前面峰拖尾现象并未改善。
2.2降低柱子初温到80℃
我们对上面的程序升温条件进行了优化,柱温由100℃降到80℃,程序升温:80℃保持1min,8℃/min升到250℃,保持6.0min,共28.25min.

图4:瓦里安气相降低柱子初温为80度标液图
敌敌畏在9min处出峰,峰形稍有改善,但效果不明显。
2.3多阶程序升温
继续对上面的程序升温条件进行优化,从单阶程序升温改为多阶程序升温,条件如下:80℃保持1min,以20℃速度上升到130℃,再以5℃上升到200℃,再以15℃上升到250℃,保持11min。

图5:瓦里安气相多阶程序升温时标液图
二、最先出峰的组分峰形改善
天美(原瓦里安气相)GC450,FPD检测器,DB1701色谱柱(30m*0.25mm*0.25um),进样口温度220℃,检测器温度250℃.
1、单阶程序升温出峰情况
程序升温:150℃保持2min,8℃/min升到250℃,保持5.0min,共19.5min.
敌敌畏、甲胺磷、对硫磷标液分为一组进样测试,12min出的对硫磷出峰尖锐,高而尖,而3、5min出的敌敌畏、甲胺磷拖尾,峰高较小。

图6: 敌敌畏、甲胺磷、对硫磷的标液图
丙溴磷、乙酰甲胺磷、甲拌磷标液分为一组进样测试,丙溴磷拖尾,乙酰甲胺磷与甲拌磷分离不好。

图7: 丙溴磷、乙酰甲胺磷、甲拌磷的标液图
2、  多阶程序升温出峰情况
    我们对上述程序升温进行优化,初温降为100℃与80℃时,拖尾峰仍然出现,将程序升温改为多阶程序升温,80℃保持1min,以20℃速度上升到130℃,再以5℃上升到200℃,再以15℃上升到250℃,保持11min。
可以看到前面的峰峰形大有改善,峰变得尖锐,拖尾也不太严重了。

图8: 敌敌畏、甲胺磷、对硫磷的标液图

图9: 丙溴磷、甲拌磷标液图
三、结论
在做一个新方法开发时,气相色谱的温度条件一般会照搬标准或者照抄同行业用的温度条件,但要看色谱柱是否相同,气相色谱型号是否相同,即使完全一样,也要在自己的仪器上进行多次试验,找到最优化的方法。
1、  柱温的选择
柱温是气相色谱重要操作条件,柱温改变,对柱效率,分离度R、选择性以及柱子的稳定性都发生改变。柱温低有利于分配,有利于组分的分离,但温度过低,被测组分可能在柱中冷凝或者传质阻力增加,使色谱峰扩张,甚至拖尾。柱温高有利于传质,但柱温过高时,分配系数变小,不利于分离。所以要通过实验选择最佳柱温,要使物质对即完全分离,又不使峰形扩展、拖尾。
2、  程序升温的选择
当被分析组分的沸点范围很宽时,用同一柱温往往造成低沸点组分分离不好,而高沸点组分峰形扁平,若采用程序升温的办法,就能使高沸点及低沸点组分都能获得满意结果。从图5可以看出,三阶程序升温使各组分能够分离,而且不同的程序升温速率可以使整个色谱图显得紧凑,让大部分组分在较短时间集中出峰,缩短检测时间,所以程序升温条件还要进行多次摸索,才能找最优化的方案。
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2016/9/22 12:08:35 Last edit by zyl3367898 举报
yifan1117
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气相的程序升温、液相的梯度洗脱,都得慢慢摸索,
想做出一个很好的效果真的不简单。
安平
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zyl3367898
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初温太低,检测时间长,还可能在柱子里冷凝,四五十度不行。
vm88
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原来程序升温会对色谱峰有这么大影响,光看图谱,还以为是色谱柱不行了。