毛细管柱选择规则.pdf

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1、要选择一根合适的商用毛细管柱，主要需要考虑以下几个因素：固定相、内径、柱长、膜厚。下面分别就这些因素加以讨论。1、固定相色谱理论上讲，选择固定相首选遵循相似性原则，即：用非极性固定相分析非极性物质，用极性固定相分析极性物质，用含芳香基团的固定相分析芳香族化合物。在填充柱时代，这个想法是非常正确的，因为那个时候，分离度是首先需要把握的关键因素，分不开，就没办法想其它。它的理由在于塔板理论的推论，即：组分在固定相中有越大的溶解度，同样的溶解度差异就会产生越大的分离度。但是在毛细管色谱时代，分离度不再始终是分析的首选问题。毛细管具有几十万块塔板，如此大的柱效率，以至于

2、不再需要充分考虑分离问题了。这个时候，样品兼容性、使用温度、稳定性、柱流失情况等，都可能成为选择的主要理由。例如分析甲醇乙醇丙醇等低级醇类，正常应选择wax类高极性色谱柱。但是在杂质较少的情况下，选择DB-1这样的非极性柱具有更高的灵活性和使用寿命。具体选择主要依据以下规则：1）、因为非极性毛细管柱具有明显的稳定性、高使用温度、良好的色谱峰型等有利因素，因此易分离物质应首先选用极性小的色谱柱。2）、分析氢键型物质用氢键型PEG柱更佳。3）、轻烃或永久气体用Plot柱更佳。4）、高苯基固定相对芳香族物质保留能力更强。但是分析二甲苯等芳烃异构体，首选Wax类强极性色

3、谱柱。2、内径毛细管柱理论塔板高度与内径成正比。因此相同长度的毛细管，内径越小柱效率越高。但内径越小，通常意味着柱容量的减小，在分析低含量组分时，对检测器灵敏度和进样口分流能力的要求越高。因此在选择内经的时候，首先考虑的是样品分析难点在于分离还是检测。对于分离困难的样品，首选较小口径的色谱柱；对于含量过低检测困难的样品，首选较大口径的色谱柱。在没有分析难点的情况下，选择小口径毛细管柱可以缩短柱长，减小分析时间。下面一张谱图，可以看到不同口径毛细管柱的分离效果。下面一张表格，是不同口径毛细管柱理论塔板数的参考数据。柱效率中的小字，是另一公司的测试数据。3、柱长。柱

4、长增加一倍，理论塔板数增加一倍，但同时分析时间也增加一倍，分离度由于与柱长的平方根成正比，因此理论上就只能够得到0.414倍的增加，但实际得到的收益要更小。虽然如此，在分离度难以达到的时候，选择更长的毛细管柱，仍然是最直接有效的方法。4、膜厚。膜厚并不能直接影响毛细管柱的理论塔板高度，但他直接影响色谱柱的相比。越大膜厚，色谱柱的柱容量就越大，组分出峰的时间就越晚。在需要更大的进样量的情况下，首选厚膜色谱柱；在需要快速分析的情况下，首选薄膜色谱柱。其他讲座资料看>>>学习气相色谱跟yuen72老师入门毛细管色谱柱的一个经常被遗忘的重要参数就是膜厚。当我们选择一个毛

5、细管柱的时候，通常都是指出固定液类型（毛细管柱商品名称，如DB-1）、内径（如0.32mm）、长度（如50m），很少顾及到膜厚。事实上，膜厚对分析的影响是巨大的。下面给出2张不同膜厚色谱柱的分析结果对比图，请朋友们比较两张图中不同膜厚谱图的差异，并试着用塔板理论加以分析。谱图对比情况分析：从谱图可以看到：1、厚液膜色谱柱出峰时间明显增加，液膜厚度增加一倍，出峰时间增加接近一倍。2、厚液膜的分离度略有增加。膜厚增加一倍，分离度没有达到增加0.414倍，只是略有增加。知识回顾：塔板理论共有四个基本假设，分别是：（i）在柱内一小段长度H内，组分可以在两相间迅速达到平衡

6、。这一小段柱长称为理论塔板高度H。（ii）流动相（如载气）进入色谱柱不是连续进行的，而是脉动式，每次进气为一个塔板体积（ΔVm）。（iii）所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试样沿轴（纵）向扩散可忽略。（iv）分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量无关。理论推演：根据假设，当载气脉动进入色谱柱时，组分分子中，能够跟随载气前行的只有在气相中的那一部分，而液体固定相中的组分分子，受到固定相的保护，停留在原地。思考：组分分子的平均移动速度与哪些条件相关？为什么？提示：组分分子平均移动速度：V=u/（1+k），这里载气线速度为u，k为组分分子在液相中的量

7、与在气相中的量之比。分析时间t=L/V=（1+k）L/u=t0+kt0，这里t0为死时间L/u。谱图情况分析：1、出峰时间延长。由于组分在固定液中溶解度较大（这就是选择固定液依据相似性原则的基础），因此膜厚增加一倍，固定液体积增加一倍，k也就随之增加了一倍。因此组分调整保留时间t'增加一倍，在死时间t0较短的情况下，所以分析时间增加了一倍。2、分离度增加。根据塔板理论，理论塔板高度H和液膜厚度并没有关系，仅和进样宽度即0号塔板高度h有关，因此分离度R应该保持不变。但由于毛细管柱柱容量小，因此进样状态绝大多数情况下处于柱过载状态。当膜厚增加的时候，柱容量增加，由于

8、柱过载造成的0号塔板展宽