液相色谱中柱温的影响.doc

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1、液相色谱中柱温的影响许多色谱工作者在操作液相色谱时，色谱柱是在室温环境下工作的。如果实验室的温度能保持不变的话，不会有什么大问题。但多数的工作环境温度是不断变化的，因此若想将在某实验室开发的液相色谱方法应用到其他实验室的话，温度的差别就会引起较复杂的问题。温度的影响在所有的色谱分析方式中都是存在的，本文就来讨论液相色谱方法中的梯度洗脱方式受温度影响的问题。等度保留大多数色谱工作者知道等度洗脱时温度会影响保留时间。图1显示了三不同温度下的分离结果。我们发现当温度升高时所有的色谱峰都前移了，等度洗脱时一般温度每升高一摄氏度保留时间会缩短1-3%，在图1中，保留时

2、间变化率约为2%/℃。拥有温控系统的实验室一般都有全天候温控设置，但这种设置可能引起室温显著变化，这对整夜运行的色谱系统就会有一些影响，例如我们实验室的夜间温度就设为4-7℃。在不同的季节，实验室的夜间温度可能比正常工作日的温度高或低，这种温度的变化就会使色谱峰离开“保留时间窗”，造成连续进样中产生一系列的无效数据。还有一个可能的温度影响因素就是色谱仪器在实验室的位置。当色谱柱正对着空调的送风口时，虽然整个实验室的温度非常稳定，但色谱系统的温度就会不断的变化。这就是我们要使用柱温箱的原因之一。梯度保留温度变化对梯度洗脱和等度洗脱的影响趋势是一样的。图2是苯胺

3、和苯酸在三个温度条件下的色谱图。图1中，20℃的温度变化引起保留因子的变化大约为两倍，然而在图2中，40℃的变化使保留改变了约20%。平均来说，图2中的色谱保留变化约为0.2%/℃。由此可见，温度变化对梯度洗脱的影响要小于对等度洗脱的影响（假定本例具有普遍代表意义）。即便如此，若梯度洗脱时不控制温度的话，保留值一般都会有较大的变化。选择性的变化比较图1和图2会发现温度变化能引起选择性显著变化。图1中，25℃时第二个峰和第一个峰很接近，但当温度升高后，第二个峰却远离第一个峰，接近第三个峰。从三个图来看，对于前三个峰的最佳分离条件是35℃。值得注意的一个有趣现象

4、是，选择性的变化是和成分相关的，例如图1中当温度变化后最后三个峰的相对位置几乎不变。在图2的梯度洗脱示例中，也有选择性变化。峰1、2、4和5的相对位置没有十分明显的变化，但是，当温度升高时，峰3会移近峰4。峰位置的相对变化和温度的变化是有规律可循的。当条件确定以后，这个规律就是可预测的。例如，在图2中当温度升至77℃以上时，峰3和峰4将会合并。而当温度高时，峰3将会移到峰4之后。温度引起的选择性变化的多年来一直未受重视。最近，施耐德等人发现能够将温度作为一个调整选择性的有力工具。图1中的样品在35℃时可以达到最佳选择性（峰之间的距离最大），而图2中的样品在3

5、8℃时可达到最佳选择性（这两份样品的最优温度近似纯属巧合）。温度控制从实践出发，图1和2的例子说明为了获得一致的结果我们必须要控制柱温，使用柱温箱是最好的办法。商业化的柱温箱有两种形式：直接加热色谱柱和通过空气传热，每种设计都有其优缺点，而且不同厂商设计的LC系统也有不同的限制。在直接加热型柱温箱中色谱柱是被夹在金属加热器中或被加热器包裹起来；而在空气传热型的柱温箱和气相色谱柱温箱很相像，色谱柱是被悬挂在静止或流动的空气中，通过加热空气来保持柱温。第三种设计是把色谱柱浸在液体中（比如水浴中），这在实验室中很容易搭建，但通常这种设计也并不比其他设计省力。