氣相色譜填充柱柱效問題的探討?
摘要：填充色譜柱符合試驗(yàn)要求，但測(cè)定時(shí)發(fā)生色譜峰出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，曾改變參數(shù)和進(jìn)樣量，無明顯改善，將填充色譜柱進(jìn)氣端進(jìn)行掏空合 適的一段距離，色譜峰改善，恢復(fù)正常。 關(guān)鍵詞：色譜填充柱;柱效;探討;色譜峰 按GB/T 18415-2001《小麥粉過氧化苯甲酰測(cè)定方法》規(guī)定 的溶劑和進(jìn)樣量分別進(jìn)樣2μg丙酮、石油醚(60<t~90T沸程），在注 溫240條件下.1.6min以后，出現(xiàn)溶劑峰,但嚴(yán)重拖尾。 改用6#溶劑油飽和蒸氣進(jìn)樣0.2ml, 18秒后，出現(xiàn)溶劑峰， 是個(gè)很尖的峰,沒有出現(xiàn)拖尾。 為什么會(huì)出現(xiàn)以上現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)開始時(shí)懷疑可能柱子老化不 造成的,我們對(duì)玻璃填充柱進(jìn)行了 24小時(shí)老化,沒有任何改善。反 復(fù)檢查安裝過程,沒發(fā)現(xiàn)任何異常。大連物化所提供的玻璃填充柱 的質(zhì)量是可靠的，我們又開始分析查找可能出現(xiàn)其它原因。 嘗試改變有關(guān)參數(shù)，逐步降低或提高柱溫，增大減小載氣 流量，燃?xì)夂椭細(xì)饬髁?，又分別注射2μg丙酮、石油醚，溶劑峰拖 尾現(xiàn)象無明顯改善,又分別加苯甲酸的丙酮溶液，進(jìn)樣2μg,濃度分 別為15μg/ml、20μg/ml時(shí),在7分鐘后出峰,在國(guó)標(biāo)準(zhǔn)法標(biāo)準(zhǔn)曲線 最小濃度5μg/ml、10μg/ml,注射2μg,基本不出峰(或峰形不明顯。 這樣的情況顯然無法滿足工作需要,基本不能工作。 改變進(jìn)樣量，分別以lμg, 0.5μg丙酮進(jìn)樣,溶劑峰峰形明顯 好看,又以同樣的進(jìn)樣量加入20μg/ml的苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶劑與 樣品峰出現(xiàn)分離,但樣品峰較小,其中進(jìn)樣lμg時(shí)，濃度為20μg/ml 以上濃度的苯甲酸丙酮溶液，色譜峰有響應(yīng)值；進(jìn)樣量為0.5μg,只 有40μg/ml以上濃度的苯甲酸丙酮溶液時(shí)才有響應(yīng),分離效果還可 以，因此可以說明色譜柱本身填充質(zhì)量問題不大，只是由于進(jìn)樣量 的減少,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(苯甲酸要很大濃度才有響應(yīng)，無法滿足工作需 要,按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來看，已經(jīng)沒有實(shí)際意義了,顯然必須進(jìn)行改進(jìn)。 經(jīng)分析，可能是樣品汽化過程有問題，會(huì)不會(huì)是汽化空間 過小，出現(xiàn)類似死體積過大原因?qū)е峦衔?，于是嘗試將柱子進(jìn)氣端 進(jìn)行一些掏空,掏空Imm后，以2μg丙酮進(jìn)樣試驗(yàn)，峰形有較大改 善,筆者又繼續(xù)掏空Imm后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),峰形改善,恢復(fù)正常，用 石油醚實(shí)驗(yàn),情形大體相當(dāng)。于是又用苯甲酸丙酮標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣,測(cè) 試檢出限,達(dá)到工作需要,恢復(fù)正常。 2原因分析 據(jù)資料介紹，拖尾峰的產(chǎn)生大致有這么幾種浪卩色譜柱安 裝位置不正確；柱子進(jìn)樣口污染溶劑極性不匹配溫度過高；柱子 液相流失等等。經(jīng)分析和認(rèn)真檢查,在減小進(jìn)樣量后，獲得明顯效 果，于是進(jìn)行少量挖空試驗(yàn)。 樣品進(jìn)入色譜柱之前,樣品有一個(gè)汽化過程,在240條件 下迅速汽化，由于色譜柱汽化空間較小,在較短時(shí)間內(nèi)樣品汽化后 體積較大，不能及時(shí)隨載氣進(jìn)入色譜柱，造成一部分死體積過 大,樣品進(jìn)入柱子時(shí)間無法保持一致,分離過程不能同時(shí)進(jìn)行,是一 段一段地進(jìn)入柱子進(jìn)行分離,即使填充物合格也不會(huì)清晰的分 離,最后就是出現(xiàn)大拖尾峰形。 使用6#溶油氣體進(jìn)樣正是由于體積相對(duì)小得多就表現(xiàn)出 正常狀態(tài)，進(jìn)一步說明了實(shí)驗(yàn)所用溶劑是由于汽化不，無法正 常隨載氣進(jìn)入到色譜柱,形成較大的死體積造成了拖尾現(xiàn)象的出現(xiàn) 。 由于樣品隨溶劑進(jìn)入色譜柱,按一定比例保留一部分在過 大的死體積內(nèi)，所以在出峰部位（樣品保留時(shí)間）的樣品量過少，響 應(yīng)值就很低,而且沒有辦法保證重復(fù)性。這樣的結(jié)果既降低檢出限， 又不能保證準(zhǔn)確定量。因此會(huì)出現(xiàn)大濃度標(biāo)準(zhǔn)樣品注入會(huì)出峰,而 小濃度標(biāo)準(zhǔn)樣品卻不能出峰或出峰很小的情況。 通常情況下，每提高柱溫30度，可以使分配系數(shù)減少一 半，這樣是可以使前述實(shí)驗(yàn)中的溶劑峰形稍顯好看一些，但卻不能 改善柱效,溫度過高，一些液相會(huì)流失，因此在工作中不能過大隨意 改變溫度,一定要在和溫度之間進(jìn)行測(cè)試。降低柱溫可以 改善分離效果,但不會(huì)改變拖尾現(xiàn)象,通過實(shí)驗(yàn),溫度改變和氣流改 變確實(shí)對(duì)溶劑峰拖尾情況沒有改善。 3結(jié)論 根據(jù)氣色譜的塔板理論,塔板數(shù)越高分離效果越好，色譜 柱一旦裝好,柱的塔板數(shù)在一定條件下是不會(huì)變化的，通過改變進(jìn) 樣量，不能提高柱效,相反過多的進(jìn)樣量，可能對(duì)色譜柱有污染,從 而降低柱效,我們?cè)陂_始出現(xiàn)的現(xiàn)象,在客觀上就相對(duì)地“加大”了 進(jìn)樣量，從而造成原有的塔板無法滿足對(duì)樣品成分的分離作用，造 成進(jìn)樣口樣品堆積,就相當(dāng)于反復(fù)注入樣品，一次次從頭層析,重新 分離，無法實(shí)現(xiàn)干凈的環(huán)境和準(zhǔn)確的進(jìn)樣量，不能如實(shí)地反映出一 組樣品組分在柱子中的行進(jìn)情況。 根據(jù)氣相色譜的條件和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定,我們的進(jìn)樣量 應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，一般液體樣品要在0.1-5μg,氣體在0.1- 10ml之間，太低或太高的進(jìn)樣量都可能改變標(biāo)準(zhǔn)方法的檢出限,是 不可取的。因此采用減少進(jìn)樣時(shí)來改變圖形效果沒意義。 分析本實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的現(xiàn)象,我認(rèn)為，正是色譜進(jìn)樣端汽化腔 過小,樣品來不及汽化或者汽化后無法一次進(jìn)入柱子，造成溶 劑峰的假拖尾現(xiàn)象,改變柱溫,無論增高或降低都沒有改善效果,是 因?yàn)闆]有解決問題的實(shí)質(zhì),通過減小進(jìn)樣量，能夠改善峰形恰恰說 明了這一問題，由于增大進(jìn)樣端汽化腔，滿足了全部汽化所需空間 條件,而明顯改善了圖形效果。根據(jù)塔板理論,我們所用的柱子塔板 數(shù)在2000-3000以上,進(jìn)樣前端少量掏空,對(duì)塔板影響不是很大，實(shí) 驗(yàn)結(jié)果也能體現(xiàn)出保證分離能力,是可行的。 將色譜柱的進(jìn)樣少量掏空實(shí)驗(yàn),這和毛細(xì)管色譜柱將進(jìn)氣 端適量剪切方法差不多，可以在適當(dāng)?shù)那闆r下分析使用，也可以用 來處理使用時(shí)間較長(zhǎng)，可能有少量污染情況下的柱子，具體掏空多 少,如何掏，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)來慢慢進(jìn)行,只要夠達(dá)到分離效果,檢出限 也能達(dá)到要求就可以?
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