色譜柱的柱效能是評(píng)價(jià)色譜性能的一項(xiàng)重要指標(biāo),,混合物能否在色譜柱中得到分離,,除取決于選擇合適的固定相外,還與色譜操作條件及色譜柱的裝填狀況等因素有關(guān),。在一定的色譜操作條件下,,色譜柱的柱效可用理論塔板數(shù)或理論塔板高度來(lái)衡量。一般說(shuō)來(lái)塔板數(shù)愈多,,或塔板高度愈小,,色譜柱的分離效能愈好。
如何對(duì)柱效進(jìn)行評(píng)價(jià)
實(shí)驗(yàn)儀器與試劑
儀器:液相色譜儀(帶自動(dòng)進(jìn)樣器,,或配置微量進(jìn)樣器),、分析天平。
試劑:苯,、萘,、聯(lián)苯(均為分析純)、甲醇(色譜純),、純凈水,。
實(shí)驗(yàn)步驟
色譜條件:色譜柱:C18,4.6×150mm,,5μm,;流動(dòng)相:甲醇-水(80:20,v/v),;
檢測(cè)波長(zhǎng):254nm,;流速:1mL·min-1;柱溫:30℃,;進(jìn)樣量:10μL,。
操作步驟:
分別精密配制含苯、萘,、聯(lián)苯濃度均為約1mg·mL-1的3份對(duì)照品溶液各10mL,。
分別精密吸取上述對(duì)照品溶液各2mL置于10mL容量瓶中,加流動(dòng)相稀釋,,并定容至刻度,,搖勻,得到含苯,、萘,、聯(lián)苯的混合對(duì)照品溶液。
按照上述色譜條件操作,,進(jìn)樣,,記錄色譜圖。
計(jì)算各色譜峰的理論塔板數(shù)及各峰間分離度,。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
如何提高HPLC柱效
要提高液相色譜的效率可從以下幾方面入手,。 以下介紹了幾種上流行的測(cè)量和計(jì)算柱效值的方法。
提高液相色譜柱柱效的方法
(1)降低移動(dòng)相的流速,但會(huì)使分析時(shí)間延長(zhǎng),。
(2)減少固定相的量,但色譜柱中樣品的負(fù)載量也隨之減小,。
(3)減小固定相的顆粒度,但不能過(guò)分,過(guò)分后色譜柱的滲透率也會(huì)減小。
(4)選用低粘度的移動(dòng)相,以利于快速傳質(zhì),但卻不利于多組份分析,。
(5)適當(dāng)提高柱溫,可降低移動(dòng)相的粘度,但柱效和分離度也隨之降低,。
(6)盡量減小停滯移動(dòng)相的體積,但卻加快了移動(dòng)相的流速。
從以上介紹可看出,在色譜分析過(guò)程中,各種因素是互相聯(lián)系和制約的,。只有通過(guò)對(duì)柱效值的跟蹤測(cè)算,對(duì)自己分析方法不斷的研究和實(shí)踐,才能找到更好的工作條件,。
對(duì)柱效值進(jìn)行跟蹤測(cè)算應(yīng)注意的問(wèn)題
我們也應(yīng)記住柱效值并不足以預(yù)測(cè)在所有條件下的柱性能,對(duì)大多數(shù)色譜工作者來(lái)說(shuō),柱性能指的是色譜柱用于特定分離的能力,而僅僅有高柱效并不能保證這種分離能力,。
不管用什么特定的測(cè)試方法,都會(huì)有幾個(gè)參數(shù)影響柱效的測(cè)定,。這些參數(shù)包括:洗脫液的成分和粘度及其線流速,測(cè)定塔板數(shù)所用的溶質(zhì),溫度,柱長(zhǎng),填料裝填方式,顆粒度,還有所選用的測(cè)量和計(jì)算方法。而測(cè)量和計(jì)算方法對(duì)柱效值的確定起著極大的作用,。
幾種測(cè)量和計(jì)算柱效值的方法
因?yàn)樯V峰是假定樣品濃度在移動(dòng)相和固定相中呈正態(tài)分布而得到的樣品譜帶分布,故常常把色譜峰型看作正態(tài)曲線來(lái)計(jì)算理論塔板數(shù),。因此計(jì)算柱效(以理論塔板數(shù)n為單位)的公式習(xí)慣上定義為:
式中tR為色譜峰的保留時(shí)間;σ2是以時(shí)間為單位測(cè)量色譜峰的偏差;a是和峰高(從測(cè)峰寬的基線量起)有關(guān)的常數(shù),ωb是峰寬,表示由色譜峰頂點(diǎn)與色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)處做切線與峰底基線相交兩點(diǎn)間的距離。
結(jié)論
假如一個(gè)色譜峰真是正態(tài)峰型,那么每種計(jì)算方法都會(huì)得到同樣的結(jié)果,。然而即使一些比較理想的儀器和傾向于得到對(duì)稱峰型的溶質(zhì),由于柱內(nèi)的槽或空隙,也會(huì)出現(xiàn)非正態(tài)峰型,。所以不同的計(jì)算方法將會(huì)得到相差較大的n值。通常偏離正態(tài)模型的峰型表示為“前延”或“拖尾”,。對(duì)于這些峰型,越在峰的高處測(cè)量,計(jì)算的理論塔板數(shù)值就越大(準(zhǔn)確性越低),。在許多情況下,色譜工作者需要能反映整個(gè)峰型(包括拖尾)的柱效值,同時(shí)為了保證定量的重復(fù)性,也需要色譜峰很好的對(duì)稱性。這時(shí)對(duì)色譜峰非對(duì)稱性敏感的計(jì)算方法適合,。如果目的僅僅是要監(jiān)測(cè)色譜柱從次使用到使用壽命結(jié)束這一過(guò)程中的柱效,那么以上任何一種方法都可以,應(yīng)選擇簡(jiǎn)便的方法,。
如何提高氣相色譜柱柱效
在實(shí)際工作中,我們通過(guò)對(duì)載氣流速,、進(jìn)樣技術(shù),、氣化室溫度、色譜柱,、柱溫,、檢測(cè)器溫度這六個(gè)方面的選擇,有效地提高了柱效率,,使分析出的色譜峰峰形正常,,無(wú)峰形擴(kuò)張、拖尾,、峰漏檢等不良現(xiàn)象出現(xiàn),,分離度高,,從而提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
所為柱效就是在較短的時(shí)間內(nèi),,用較短的柱子達(dá)到滿意的分析結(jié)果,。為了提高色譜柱的柱效率,減少色譜峰擴(kuò)張,、拖尾及峰漏檢等現(xiàn)象,,在實(shí)際工作中,我們從以下六個(gè)方面入手,,對(duì)柱操作條件的選擇進(jìn)行了探討,。
載氣流速的選擇
氣相色譜常用的載氣是:氫氣、氮?dú)?、氬氣,、氦氣?/span>
由速率理論可知,載氣流速慢有利于傳質(zhì),,有利于組分的分離,,但分析時(shí)間會(huì)加長(zhǎng);如果載氣流速快有利于加快分析速度,,減少分了擴(kuò)散,,但分離度降低。有時(shí)為了縮短分析時(shí)間,,加大流量,,但此時(shí)分離效果并不好??梢娸d氣流速的快慢都會(huì)降低柱效,。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)對(duì)于一般色譜儀而言,,載氣流量為20-100ml/min,。目前我們分析液化氣用的是熱導(dǎo)檢測(cè)器,載氣用的是氫氣,,其流量控制是30 ml/min,。分析戊烷發(fā)泡劑用的是氫火焰離子化檢測(cè)器,載氣用的是氮?dú)?、燃燒氣氫氣和氧氣,,這三種氣體的體積比是氮?dú)猓簹錃猓貉鯕鉃?:1:10,分析效果都是較好的,。
進(jìn)樣技術(shù)的選擇
在氣相色譜分析中,,一般采用注射器或六通閥門進(jìn)樣。在考慮進(jìn)樣技術(shù)的時(shí)候,,以注射器進(jìn)樣為主來(lái)研究,。
進(jìn)樣量:如果在進(jìn)樣過(guò)程中進(jìn)樣量大會(huì)導(dǎo)致:分離度?。槐A糁底兓y于定性,;峰高和峰面積與進(jìn)樣量不成線性關(guān)系,,不能定量。進(jìn)樣量與氣化溫度,、柱容量和儀器的線性響應(yīng)范圍等因素有關(guān)。進(jìn)樣量應(yīng)控制在瞬間氣化,,達(dá)到規(guī)定分離要求和線性響應(yīng)的允許范圍內(nèi),。填充柱沖洗法的瞬間進(jìn)樣量:液體樣品或固體樣品溶液一般為0.01~10μl,氣體樣品一般為0.11~10ml,在定量分析中,應(yīng)注意進(jìn)樣量讀數(shù)準(zhǔn)確。
注射器里空氣的排除:用微量注射器抽取液體樣品,只要重復(fù)地把液體抽入注射器又迅速把其排回樣品瓶,就可以將空氣排除,。還有一種更好的方法,那就是用計(jì)劃注射量的約2倍的樣品置換注射器3~5次,每次取到樣品后,垂直拿起注射器,針尖朝上,,留在注射器里的空氣都應(yīng)當(dāng)跑到針管頂部,推進(jìn)注射器塞子,空氣就會(huì)全部被排掉,。
保證進(jìn)樣量的準(zhǔn)確:用經(jīng)置換過(guò)的注射器取約計(jì)劃進(jìn)樣量2倍左右的樣品,垂直拿起注射器,針尖朝上,讓針穿過(guò)一層紗布,這樣可用紗布吸收從針尖排出的液體,。推進(jìn)注射器塞子,直到讀出所需要的數(shù)值。用紗布擦干針尖,。至此準(zhǔn)確的液體體積已經(jīng)測(cè)得,需要再抽若于空氣到注射器里,。如果不慎推動(dòng)柱塞,空氣可以保護(hù)液體使之不被排走。
進(jìn)樣手法:雙手拿注射器,。用一只手(通常是左手)扶針插入墊片,注射大體積樣品(即氣體樣品)或柱前壓力*時(shí),要防止從氣相色譜儀注樣器來(lái)的壓力把注射器活塞彈出(即用右手的大拇指按壓住活塞頂部),。讓針尖穿過(guò)墊片盡可能深的進(jìn)入進(jìn)樣口,壓下注射器活塞停留1秒鐘,然后盡可能快而穩(wěn)地抽出針尖(抽出的同時(shí)繼續(xù)壓住注射器活塞)。
進(jìn)樣時(shí)間:進(jìn)樣時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)柱效率影響很大,。若進(jìn)樣時(shí)間過(guò)長(zhǎng),遇使色譜區(qū)域加寬而降低柱效率,。因此,對(duì)于沖洗法色譜而言,進(jìn)樣時(shí)間越短越好,一般必須小于1秒鐘。
氣化室溫度的選擇
氣化室溫度取決于樣品的化學(xué)和熱穩(wěn)定性,、沸程范圍,、進(jìn)樣口類型等。合適的氣化室溫度即能保持樣品瞬間*氣化,,又不引起樣品分解,。溫度過(guò)低,氣化速度比較慢,,使峰形不規(guī)則,,出現(xiàn)平頭峰或伸舌峰;溫度過(guò)高使出峰數(shù)目變化,,產(chǎn)生前延峰,,甚至樣品分解。為選擇合適的氣化室溫度,,在多次的進(jìn)樣中我們發(fā)現(xiàn),,氣化室溫度比柱溫高50-100℃或比樣品組分中高沸點(diǎn)高50-70℃較為合適,。溫度過(guò)高過(guò)低都會(huì)影響柱效。
網(wǎng)友支招
一般柱效不好,,先排除其他問(wèn)題,,都沒(méi)有問(wèn)題的話就是柱子不行了。
如果柱子比較老,,可以反過(guò)來(lái)小流速?zèng)_洗一下,,我做過(guò)效果很好!(僅適用舊柱子啊,,有點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)),。
把柱頭變色的填料挖掉,用同類新的填料填充好,,效果很好,。
正向沖洗色譜柱、反向沖洗色譜柱,、超聲清洗色譜柱篩板,、如果是柱內(nèi)死體積增加則需更換新柱。
色譜柱是消耗品,,理論來(lái)說(shuō),,柱效很低的色譜柱是沒(méi)得救的,但是有一招,,也就是當(dāng)你發(fā)現(xiàn)色譜柱沒(méi)得救的時(shí)候可以用一下,,就是反沖色譜柱,但是你要注意的是,,流速不要設(shè)置太大,,這樣的話還能再堅(jiān)持一會(huì)。如果這樣也沒(méi)用的話,,你就重新買吧,。
如果柱子真的很老舊了,就反相沖洗試試,,可能還能用一段時(shí)間,,但不會(huì)太久。在然后就只能換填料了,,或換新的柱子,。
我們前段時(shí)間也是柱效不好,其他都比較正常,。后來(lái)把柱子重新活化了一下,,柱效由原來(lái)的兩千升到四千多了。不過(guò)維持了一個(gè)月又不行了。
總結(jié)
柱子溫度能調(diào)高,,第二可選柱子內(nèi)徑小,。第三柱外體積小更妙,第四使用超純的硅膠,。第五氘燈要選能量高,,第六采用中空透光燈。第七改變有機(jī)相比率,,第八流動(dòng)相pH可鼓搗,。第九可把鍵合相選挑,第十改變有機(jī)添加劑,。十一改變流動(dòng)相配比,,十二縮短檢測(cè)響應(yīng)時(shí)間。
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