色譜柱溫對分析結(jié)果有何影響
柱箱和色譜柱是氣相色譜柱系統(tǒng)的重要組成部分。柱溫,即色譜柱溫度(或柱溫箱溫度),是氣相色譜的三個重要溫度(氣化室溫度、柱溫箱溫度和檢測器溫度)之一,也是zui重要的一個溫度。
(1)問題
色譜柱溫度,不僅影響色譜過程的熱力學(xué)因素,也影響傳質(zhì)過程的動力學(xué)因素。柱溫變化,不僅影響柱前端壓力、載氣流速等,更重要的是對物質(zhì)的分離、分析結(jié)果帶來影響。
(2) 影響
氣相色譜中,柱溫是影響化合物保留時間的重要因素。使用中,應(yīng)注意柱溫的選擇,因為柱溫關(guān)系到:
①色譜柱固定液的壽命。若柱溫高于固定液的zui高使用溫度,則會造成固定液隨載氣流失,不但影響柱的壽命,而且固定液隨載氣進(jìn)入檢測器,將污染檢測器,影響分析結(jié)果。
②分離效能和分析時間。若柱溫過高了,會使各組分的分配系數(shù)K值變小,分離度減?。坏鶞剡^低,傳質(zhì)速率顯著降低,柱效能下降,而且會延長分析時間。
③化合物保留時間。柱溫越高,出峰越快,保留時間變小。柱溫變化會造成保留時間的重現(xiàn)性不好,從而影響樣品組分的定性結(jié)果。一般柱溫變化1℃,組分的保留時間變化5%;如果柱溫度變化5%,則組分的保留時間變化20%[3];
④色譜峰峰形。柱溫升高,正常情況下會導(dǎo)致半峰寬變窄,峰高變高,峰面積不變。但是組分峰高變高,以峰高進(jìn)行定量時時分析結(jié)果可能產(chǎn)生變化;反之柱溫降低,則相反。
而在色譜定性方法中,柱溫變化對定性結(jié)果的影響如下:
①當(dāng)采用絕對保留值定性時,其他色譜條件不變,柱溫變化時,保留時間就會發(fā)生變化,這樣就直接影響定性結(jié)果判斷。
②當(dāng)采用相對保留值α定性時,α只是柱溫和固定液的函數(shù),只與待測組分的熱力學(xué)性質(zhì)有關(guān),消除了外界因素的影響,因此跟柱溫變化關(guān)系不大,但是柱溫變化影響判斷結(jié)果。
③當(dāng)采用保留指數(shù)定性時,恒溫分析,保留指數(shù)與保留時間有關(guān),而柱溫影響保留時間變化;程序升溫分析,除了保留時間,保留指數(shù)還與保留溫度有關(guān)。因此,這種定性方法易受柱溫變化影響。
④當(dāng)采用純樣疊加法定性時,已知混合物中含某組分,將該組分的純樣加入,觀察加入前后的響應(yīng)信號變化。柱溫變化,保留時間變化,但是加入前后的樣品影響信號變化是一致的,因此柱溫變化不影響采用這種方法定性的結(jié)果。
而在定量計算時,經(jīng)常要用到校正因子,如重量校正因子,和組分的質(zhì)量以及響應(yīng)信號有關(guān)。柱溫變化,峰高變化,峰面積不變,因此,在柱溫變化不影響峰形正常的前提下,以峰高為響應(yīng)信號的重量校正因子,受柱溫影響,而以峰面積為響應(yīng)信號的重量校正因子將不受影響。常見定量方法中,在柱溫波動不影響出峰效果的前提下,對定量結(jié)果的影響如下:
①采用歸一化法時,定量時需要各組分的校正因子,當(dāng)以峰面積為響應(yīng)信號時,定量結(jié)果不受影響,以峰高為響應(yīng)信號則受影響。
②采用內(nèi)標(biāo)法時,需要計算定量校正因子,影響規(guī)律和①同。
③采用外標(biāo)法時,即標(biāo)準(zhǔn)曲線法,當(dāng)以峰面積為響應(yīng)信號時,不受影響,但是當(dāng)以峰高為響應(yīng)信號時,影響很大。
總之,柱溫變化可能會導(dǎo)致定性、定量分析結(jié)果的變化。
(3) 解決方案
既然柱溫變化對分析結(jié)果有重要影響,那么選擇合適的柱溫以及對柱溫進(jìn)行控制就很重要了。
首先,應(yīng)保證柱溫不高于固定液的zui高使用溫度(即色譜柱的zui高耐受溫度),避免固定液流失而影響色譜柱柱效和使用壽命;
其次,選擇合適的柱溫,柱溫的選擇應(yīng)使難分離的兩組分達(dá)到預(yù)期的分離效果,峰形正常而分析時間又不長為宜,一般柱溫應(yīng)比試樣中各組分的平均沸點低20-30℃,通過試驗決定;
對于沸點范圍較寬的試樣,應(yīng)采用程序升溫,按預(yù)定的加熱速度隨時間呈線性或非線性地增加溫度。一般升溫速度是呈線性的。
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