GC色谱柱.pptx

Slide 1第三章第三章色谱柱色谱柱确认填充柱与毛细管柱的区别计算柱效和分离度介绍快速色谱介绍保留时间锁定功能理解柱的选择性确认柱操作的步骤学习炉温的恒温操作和程序升温操作Slide 2填充柱开管柱(毛细管柱)常规型小球填充柱多孔层小球填充柱常规填充柱及微填充柱多孔层开管柱壁涂开管柱压力(psi)柱长（米）内径(mm)流量(ml/min)样品负荷量.5-102-410-6010-90100 ng/峰5-100.5304-301-205-100.3-.751-301-40100 ng/峰5-100.05-.30.3-1.05-9050 ng/峰填充柱530系列柱WCOT(粗径)WCOT(细径)色谱柱类型色谱柱类型Slide 3样品流动相固定相分离的过程示意图分离的过程示意图Slide 4占应用的占应用的10%吸附型填充柱吸附填充(GSC)毛细管柱-多孔层开管柱(PLOT)载气多孔层具有大的表面积载气气固色谱气固色谱(GSC)Slide 5分配填充填充柱填充柱载气液体相固体支撑物非常多的孔具有极大的表面积气液色谱气液色谱(GLC)壁涂开管柱(WCOT)液体相毛细管柱毛细管柱Slide 6(占应用的90%)“相似相溶或同极性相互作用通过样品在固定相中的分配或不同溶解度实现分离组分基于不同的极性而分离(偶极力的作用)通常例如：醇类是极性化合物 聚乙二醇(Carbowax)是极性固定相气液色谱气液色谱(GLC)Slide 7ABCD气流色谱过程示意图色谱过程示意图Slide 8柱效:色谱柱形成尖锐峰的能力分离度:色谱柱将两个峰彼此分开的能力选择性:色谱柱确认两个峰化学与/或物理性质差别的能力优差优差柱分离指标柱分离指标Slide 9分析物时间进样不保留组分tmtRtR我们希望知道组分保留在固定相中的真实时间。将 n与柱长相比：或每米塔板数(N)=nL每块理论塔板高度(HETP)=nL因此，柱效越高，“N”值越大，“HETP”值越小n=5.545tRWh2tR-tm=tRtRtR计算柱效计算柱效Rt =调整保留时间n=有效理论塔板数Slide 10 柱长(cm)不保留组分的保留时间(sec)线速度 =估算不保留组分的保留时间n如果溶剂是流出的第一个组分，就使用它的保留时间。n也可从打火机中取 5cc丁烷气，使用丁烷峰的保留时间。使用如下公式来估算柱长：Length=Pdk其中 d=柱卷成的圈的直径 k=柱圈圈数 P=3.14使用下面的公式，可利用线速度计算流量 流量(ml/min)=Pr2 m60其中 r=柱半径 cm m=平均线速度 cm/sec 60=从 sec 到 min 的转换因子测量线速度和流量测量线速度和流量Slide 11HETPC 传质阻力项A 涡流项分子扩散项m (opt m)BHETP=A+Cm mBm m柱效受载气线速度和流量影响。曲线的最低点代表最小板高 HETP(或最大每米理论塔板数)也就是最好的柱效。毛细管柱中不存在“A”项。柱效与载气线速度柱效与载气线速度HETP与线速度形成的曲线叫做范德姆特曲线。曲线最低点的线速度值即为可获得最好柱效的最佳线速度值。Slide 12填充柱毛细管柱通常情况下，可使用下列推荐值来确定不同类型柱的最佳流量：柱内径柱内径载气最佳载气最佳流量流量载气最佳载气最佳线速度线速度1/4 530系列柱(大孔径大孔径)0.320 mm(粗径粗径)0.200 mm (细径细径)0.100 mm (快速快速)1/83-5 ml/min1-3 ml/min.5-1 ml/min.2-.5 ml/min22-38 cm/sec20-41 cm/sec21-32 cm/sec42-106 cm/sec50-60 ml/min20-30 ml/min2.6-3.2 cm/sec4.2-6.3 cm/sec最佳流量最佳流量Slide 13其中:N=(每米塔板数)nLHETP=(每块理论塔板高度)Ln柱效非常好好尚可较差 N 500300-500200-300 100HETP,cm 0.03 N 50003000-50002000-3000 1000HETP,cm1x10-3 填充柱毛细管柱1/80.2 mm(细径)评价柱效评价柱效Slide 141.使用内径更小的柱子。2.减小固定相百分组成或固定相液膜厚度。3.减小进样量。4.选用更长的柱子。5.使用程序升温改善后流出组分峰形。好的进样技术可以保障高柱效。进样应该紧凑快速，以免峰展宽。如何提高柱效如何提高柱效Slide 15时间(Min.)4564.55.51.0E52.0E53.0E54.0E55.0E56.0E5响应值RT=4.41RT=4.59RT=5.10分离度是柱将两个相邻峰分开能力的反映。通过两个欲分离相邻峰的分开程度来测算分离度。一般我们选择两个最难分开的峰，如果它们被成功分开，那么其它的也就解决了。1.18(RT -RT )21(W +W )12R=R=1.5认为可以实现基线分离分离度分离度Slide 16缩短运行时间缩短运行时间色谱柱参数色谱柱参数 仪器参数仪器参数 缩短柱长度缩短柱长度 减小柱内径减小柱内径 减小固定相液膜厚度减小固定相液膜厚度 更换载气种类更换载气种类 提高程序升温速率提高程序升温速率 提高恒温分析的柱温提高恒温分析的柱温 增大载气流速增大载气流速使用快速色谱使用快速色谱!Slide 17使用快速使用快速 GC18.2 min3.5 min5 min1.2 min甲苯甲苯荼荼苯苯 C8芳香化合物芳香化合物C9 正芳香化合物正芳香化合物0.10 mm i.d.,氢气氢气0.1l,800/10.32 mm i.d.,氦气氦气0.5l,200/1Slide 18快速色谱需考虑的因素快速色谱需考虑的因素 使用细径柱使用细径柱 对复杂样品可产生快速、高效分离。方法转化软件方法转化软件 用于预知正确的操作参数。Agilent提供“免费商品”(http:chem)硬件要求硬件要求需使用快速升温速率要求进样口高压力(需有EPC)要求数据采集速率要快样品载荷量小(使用大的分流比)柱长10-20 米更换载气种类可显著地减小分析时间Slide 1925 m x 0.25 mm内径 0.4 um OV-101 WCOT 柱柱效曲线 WCOT柱25 m x 0.25 mm平均线速度(cm/sec)HETP(mm)1.21.0.8.6.4.2102030405060708090C17 at 175 Ck=4.95OV-101 0.4 NHeH22载气种类对 n-十七烷和姥鲛烷分离度的影响。氮气(58 cm/sec)氦气(58 cm/sec)氢气(58 cm/sec)15 m x 0.25 mm石英 WCOTSE-52恒温,150 CR=1.17R=1.37载气种类对柱效和分离度的影响载气种类对柱效和分离度的影响Slide 20重整汽油重整汽油min051015min024min0123415330m x 0.32,0.5m HP-Wax氦气氦气10m x 0.10,0.2m HP-Wax氦气氦气10m x 0.10,0.2m HP-Wax氢气氢气CBA以氢气为载气提高分析速度！以氢气为载气提高分析速度！Slide 21保留时间锁定保留时间锁定(RTL)软件软件 此软件将在任意一台此软件将在任意一台Agilent6890GC系统中获得的保留时间与其它任意使用相系统中获得的保留时间与其它任意使用相 同类型色谱柱的系统保留时间相匹配。同类型色谱柱的系统保留时间相匹配。那些负责日常分析方法开发、转化和维护的用户，可使用本软件。那些负责日常分析方法开发、转化和维护的用户，可使用本软件。需要已成型的方法及在所使用的柱子上建立的压力需要已成型的方法及在所使用的柱子上建立的压力-保留时间校正曲线。保留时间校正曲线。可将方法用于使用相同类型色谱柱的另一仪器上，而使某一目标化合物的保留可将方法用于使用相同类型色谱柱的另一仪器上，而使某一目标化合物的保留 时间可以被锁定在一个特定的保留时间上。时间可以被锁定在一个特定的保留时间上。现在已经可以提供现在已经可以提供 RTL农药库。农药库。其中含有其中含有567种农药在锁定条件下的保留时间。种农药在锁定条件下的保留时间。Slide 22123456789123469871.C112.4-氯酚3.1-癸胺4.C135.甲基癸酸酯6.C147.苊烯8.1-十二烷醇9.C15液相选择液相选择5%苯基甲基硅氧烷苯基甲基硅氧烷50%苯基甲基硅氧烷苯基甲基硅氧烷Slide 231.欲分离样品2.柱内径3.固定相4.柱长5.膜厚或填充剂%量A.柱容量B.保留能力C.惰性D.柱效E.流失柱选择方面的考虑柱选择方面的考虑Slide 24n先试手边的柱子n向同事咨询n查询已发表的相似应用n如果难以确定，先用一个非极性柱，如 HP1或 HP5这只是一些好的开端，而操作者必须自行优化条件。柱选择柱选择Slide 25色谱柱类型载气条件色谱炉条件进样参数检测器参数样品信息 应用举例说明：应用举例说明：Slide 26汽油分析色谱柱 15 m/0.3 mm SE-52膜厚(um)0.050.150.808020升温速率 2/min1234523456当色谱柱固定相液膜厚度变化时汽油分析 (K.Grob and G.Grob,HRC&CC,2(1979)109,reprinted with permission)液膜厚度与保留时间液膜厚度与保留时间Slide 27 n固定相商品名称n固定相化学名称n可替代的固定相n溶剂n最低温度和最高温度n应用举例提供的目录信息提供的目录信息:Slide 28n新柱需预先老化以除去柱中残留的溶剂。n选择老化温度时请考虑以下几点；足够高以除去不挥发物质。足够低以延长柱寿命和减小柱流失老化温度越低老化时间应越长。请柱生产厂商确认柱的固定相最高使用温度。n老化柱还应该：按实际工作时的炉温程序重复升温，以使柱得以较好老化。色谱柱保存色谱柱保存-色谱柱老化色谱柱老化Slide 29毛细管柱淋洗贮罐 Agilent 订货号 430-3000 淋洗淋洗 压力压力 流量流量固定相（交联的硅氧相）允许我们使用溶剂淋洗柱来溶掉或移走柱上的沉积物，这样可以避免峰拖尾。进样口柱末端进样口柱末端 检测器柱末端检测器柱末端Slide 30色谱柱在不使用时要安全保存起来。安全保存中有两大要点：1.保存柱子切勿划伤。划伤后的柱子可能由于高温加热而足以使之从划痕处断裂。2.堵上柱子两端以保护柱子中的固定液不被氧气和其它污染物所污染。当使用熔凝硅柱时，记住这是一种玻璃材质，一定注意保护眼睛。色谱柱保存色谱柱保存Slide 31恒温程序升温n在整个分析过程中，色谱炉温保持恒定。n用初始时间设定运行结束时间。n升温速率设为“0”。n后流出的峰展宽。n 当组分有较宽的沸点范围(100C)时使用。n 减少分析时间并使峰变窄。n 增加柱流失，引起基线漂移。n 可设多阶程序升温。n Agilent6890 可设“快速变化速率”至 120C/min。柱温操作柱温操作Slide 32常规运行空白运行柱补偿运行柱补偿色谱柱补偿色谱Slide 33学员应做下列实验：实验 1:计算柱效和分离度实验 2:色谱柱选择性实验 3:炉温操作与柱补偿实验实验选项实验 4:保留时间锁定演示