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選擇毛細(xì)管你需要考慮那些參數(shù)
氣相毛細(xì)管柱是擔(dān)負(fù)氣相分離作用的核心,，是氣相毛細(xì)管柱系統(tǒng)的心臟,。能否找到合適的氣相色譜毛細(xì)管柱，關(guān)系到整個(gè)分析工作的成敗,。掌握毛細(xì)管柱選擇理論知識(shí)對(duì)于分析工作者特別是藥物分析工作者是非常必要的,。目前市面上的氣相毛細(xì)管柱比較繁多，但針對(duì)毛細(xì)管柱的選擇原則基本一致,。
選擇用于分析的最佳毛細(xì)管柱是一件難以確定和非常困難的任務(wù),。雖然沒有有關(guān)毛細(xì)管柱選擇的簡(jiǎn)易技巧、捷徑,、竅門或秘訣,，但卻有些理論來簡(jiǎn)化此過程,，有四個(gè)要考慮的主要色譜參數(shù)：固定相、內(nèi)徑,、長(zhǎng)度和液膜厚度,。
一,、固定相
毛細(xì)管柱的固定相從理論上遵循相似性原則,，即：用非極性固定相分析非極性物質(zhì)，用極性固定相分析極性物質(zhì),，用含芳香基團(tuán)的固定相分析芳香族被分析物,。
隨著毛細(xì)管柱技術(shù)的不斷進(jìn)步，分離度并不是首要考慮的關(guān)鍵因素了,，毛細(xì)管柱具有幾十萬塊塔板,，如此大的柱效率，以至于不再需要充分考慮分離問題了,。這個(gè)時(shí)候,，樣品兼容性、使用溫度,、穩(wěn)定性,、柱流失情況等，都可能成為選擇的主要理由,。
1)固定相選擇性
選擇性是固定相在區(qū)分兩種溶質(zhì)分子在其化學(xué)或物理性質(zhì)方面的差異能力,。當(dāng)固定相和溶質(zhì)間的作用力不同時(shí)，則可達(dá)到分離,。對(duì)于類似于聚硅氧烷和聚乙二醇的固定相存在三種作用力：色散力,、偶極力和氫鍵作用力。
?、?色散力：簡(jiǎn)單來說就是被分析物的揮發(fā)性越好,，保留時(shí)間就更短。
?、?偶極力：當(dāng)被分析物的基本結(jié)構(gòu)或中心結(jié)構(gòu)的不同位置連接有不同的基團(tuán)對(duì)于取代芳香被分析物,、鹵烴。氰丙基,、三氟丙基和聚乙二醇類固定相都表現(xiàn)出良好的偶極作用性能,。甲基或苯基取代基團(tuán)不進(jìn)行偶極相互作用。
?、?氫鍵：當(dāng)被分析物分子和固定相之間存在氫鍵作用力,，固定相可以不同被分析物的氫鍵作用力不同，而產(chǎn)生不同的氫鍵勢(shì)能,，從而使被分析物分離,。
2)固定性極性
固定性的極性有取代基團(tuán)的極性及其相對(duì)量確定,。雖然極性并不直接與選擇性有關(guān)，但是會(huì)影響被分析物物的保留以及分離,。對(duì)于揮發(fā)性相似的被分析物,，與固定相極性相似的溶質(zhì)具有更大的保留，極性固定相要比較弱極性固定相保留極性被分析物的能力強(qiáng),，反之亦然,。這就是我們前面提到的相似性原則
3)固定相選擇概述
① 一般來說,，拿到一個(gè)未知的被分析物,，可以采用盲摸的原則進(jìn)行：可以從非極性柱或弱極性柱開始試用，如效果不好,，再按極性漸強(qiáng)的順序選用中等極性直至高極性柱逐一嘗試,，直到有較令人滿意的分析結(jié)果即可確定適用的柱極性。
?、?低流失(“ms”)毛細(xì)管柱通常更為惰性,，有更高的溫度上限,適用于MS檢測(cè)器。
?、?能使用非極性固定相就不要使用極性固定相,，非極性固定相比極性固定相耐用。
?、?可以嘗試選用與被分析物極性相似的固定相,。
⑤ PLOT柱用于在高于室溫的柱溫下來分析氣體樣品,。
?、?分析二甲苯等芳烴異構(gòu)體，Wax類強(qiáng)極性毛細(xì)管柱,。
?、?在做應(yīng)用方法確證時(shí)，可同時(shí)使用非極性柱和極性柱,，對(duì)色譜峰鑒定或分離結(jié)果進(jìn)行確證,。
⑧ 通常做農(nóng)藥分析方法確證時(shí),，選用弱極性或中等極性毛細(xì)管柱(如5%苯基,，95%苯基甲氧聚硅氧烷和7%氰甲基，7%苯基,，86%甲基聚硅),；做殘留溶劑分析方法確證時(shí)，選用中等極性或弱極性毛細(xì)管柱(-5MS和-624/-VMS)毛細(xì)管柱；做醇類或FAME分析方法確證時(shí),，選用PEG和含氰基固定相毛細(xì)管柱,；做汽油中氧化物分析方法確證時(shí)，選用-1和PEG毛細(xì)管柱,。
二,、內(nèi)徑
毛細(xì)管柱的內(nèi)徑會(huì)影響到理論塔板數(shù)、分離度,、保留時(shí)間,、柱頭壓力、載氣流速設(shè)置和容量,。
1)理論塔板數(shù)和分離度
柱效與柱子的內(nèi)徑成反比,，說明了毛細(xì)管柱的內(nèi)徑越小，則每米理論塔板數(shù)越高,。分離度與理論板數(shù)的平方根成正比。在需要得到窄峰和高柱效時(shí),，使用內(nèi)徑較小的毛細(xì)管柱,。
2)保留時(shí)間
被分析物的保留時(shí)間與毛細(xì)管柱的內(nèi)徑成反比。但很少根據(jù)保留時(shí)間選擇毛細(xì)管柱,。
3)柱頭壓力
柱頭壓力大約是毛細(xì)管柱半徑的負(fù)二次方函數(shù),。也很少根據(jù)柱頭壓力選擇毛細(xì)管柱。
4)載氣流速
載氣流速與毛細(xì)管柱的毛細(xì)管柱的內(nèi)徑成正比,。毛細(xì)管柱的不同內(nèi)徑均有推薦的最佳載氣流速,。該流速理論上可以使被分析物達(dá)到最佳峰形。
5)毛細(xì)管柱的容量
容量與內(nèi)徑成正比,，但容量也受其他因素一同影響,。比如固定相、膜厚和被分析物性質(zhì)等,。
6)內(nèi)徑選擇概述
?、?0.18-0.25mm的毛細(xì)管柱具有較高的理論塔板數(shù)。0.18mm的毛細(xì)管柱很適合于泵容量低的GC/MS系統(tǒng),。小內(nèi)徑柱的容量最小而且需要最高的柱頭壓力,。
② 當(dāng)需要樣品容量大時(shí)就要使用0.32mm內(nèi)徑的毛細(xì)管柱,。與0.25mm內(nèi)徑柱相比,，0.32mm內(nèi)徑柱對(duì)不分流進(jìn)樣或大體積(>2μL)進(jìn)樣時(shí)早流出的色譜峰有較高的分離度。
?、?只有配備大口徑直接進(jìn)樣口時(shí),，才使用0.53mm內(nèi)徑的毛細(xì)管柱，它特別適合于高載氣流速的應(yīng)用，例如吹掃捕集,，頂空進(jìn)樣,。0.53mm內(nèi)徑毛細(xì)管柱在恒定的液膜情況下具有最高的樣品容量。不過一般的藥物分析實(shí)驗(yàn)室習(xí)慣采用這個(gè)尺寸的毛細(xì)管柱,。
三,、液膜厚度
液膜厚度主要影響保留特性、分離度,、流失,、惰性和容量。
1)保留時(shí)間和分離度
液膜厚度與保留時(shí)間成正比,，對(duì)于低沸點(diǎn)的分析物,，厚度越大保留越強(qiáng)。反之液膜較薄的毛細(xì)管柱用來減少保留能力強(qiáng)的分析物的保留時(shí)間,。液膜厚度與分離度成正比,。
2)流失
液膜越厚毛細(xì)管柱的流失水平越高。當(dāng)液膜厚度增加時(shí),，保留時(shí)間較大的組分可能轉(zhuǎn)移到毛細(xì)管柱流失較高的區(qū)域,。由于流失嚴(yán)重，因此液膜厚度與難受溫度成反比,。
3)惰性
液膜越厚,，毛細(xì)管柱的惰性越強(qiáng)，使用較厚液膜的毛細(xì)管柱可以減少或消除峰拖尾,。
4)容量
液膜厚度與容量成正比,，分析物的容量越大，其峰越寬,，同時(shí)會(huì)減少分離度,。而使用液膜較厚的毛細(xì)管柱會(huì)減少峰寬，增加分離度,，保證較少的峰形對(duì)稱性,。
5)毛細(xì)管柱液膜厚度選擇概述
① 對(duì)于0.18~0.32mm 內(nèi)徑的毛細(xì)管柱,，一般膜厚為0.18~ 0.25μm,，可用于大多數(shù)分析。對(duì)于0.45~0.53mm 內(nèi)徑的毛細(xì)管柱,，一般膜厚為0.8~1.5μm,，可用于大多數(shù)分析。
?、?低揮發(fā)性高沸點(diǎn)或熱敏被分析物,，往往選用0.25~0.5μm液膜厚度的毛細(xì)管柱，主要用于沸點(diǎn)低于300℃的被分析物。低于沸點(diǎn)高于300℃的被分析物來說應(yīng)該選用0.1μm液膜厚度的長(zhǎng)度較短的毛細(xì)管柱,。
?、?氣質(zhì)聯(lián)用主要選擇0.1~0.2μm厚度的毛細(xì)管柱，而中等厚度的(1~1.5μm)毛細(xì)管柱主要用于分析沸點(diǎn)在100~200℃的被分析物,。
?、?低沸點(diǎn)被分析物(比如乙醛)應(yīng)該選用液膜較厚的毛細(xì)管柱(3~5μm)以便于在較高的柱溫下分析。
四,、長(zhǎng)度
毛細(xì)管柱長(zhǎng)度會(huì)影響柱效,、分離度、保留時(shí)間,、載氣壓力,。
1)柱效、分離度和保留時(shí)間
理論塔板數(shù)與柱子長(zhǎng)度成正比,。分離度與理論板數(shù)的平方根成正比,。增加柱子長(zhǎng)度理論上是可以增加理論塔板數(shù)和分離度。要想得到窄峰和較高的柱效可以考慮使用較長(zhǎng)的毛細(xì)管柱,。保留時(shí)間與毛細(xì)管柱的長(zhǎng)度成反比,。使用較長(zhǎng)的毛細(xì)管柱會(huì)增加被分析物的保留時(shí)間。
2)柱頭壓力
柱頭壓力與毛細(xì)管柱長(zhǎng)度成正比,。因?yàn)槌Ｒ?guī)長(zhǎng)度的毛細(xì)管柱對(duì)柱頭壓力影響較少，因?yàn)橹^壓力一般不作為帥選毛細(xì)管柱的考慮因素,。
3)毛細(xì)管柱長(zhǎng)度選擇概述
?、?15m長(zhǎng)的毛細(xì)管柱用于分離簡(jiǎn)單的被分析物。30m長(zhǎng)的毛細(xì)管柱一般分析10~50個(gè)組分的混合物,。
?、?復(fù)雜的被分析物可以使用長(zhǎng)度大于50m的毛細(xì)管柱。
?、?毛細(xì)管柱的長(zhǎng)度并不是一個(gè)絕對(duì)重要的參數(shù),，因?yàn)樵黾又娱L(zhǎng)度可以提高柱效和分離度，但同時(shí)增加了分析時(shí)間,。而較短的柱長(zhǎng)可以節(jié)約分析成本,，另外由于較少的主材以屏蔽活性表面從而減少相互作用的機(jī)會(huì)。避免樣品與柱材料接觸造成峰拖尾,。
五,、其他因素
此外，還有一些參數(shù)在進(jìn)行毛細(xì)管柱選擇時(shí)也應(yīng)該加以考慮,。比如毛細(xì)管柱程序升溫的最高耐受溫度,、毛細(xì)管柱的至低操作溫度、毛細(xì)管柱與被分析物的兼容性及毛細(xì)管柱的耐用性等。