气相色谱柱知识详解
气相色谱柱知识详解
第一节气相色谱柱的类型
气相色谱法（gas chromatography, 简称GC）亦称气体色谱法，气相层析法。其核心即为色谱柱。
气相色谱柱有多种类型。从不同的角度出发，可按色谱柱的材料、形状、柱内径的大小和长度、固定液的化学性能等进行分类。色谱柱使用的材料通常有玻璃、石英玻璃、不锈钢和聚四氟乙烯等，根据所使用的材质分别称之为玻璃柱、石英玻璃柱、不锈钢柱和聚四氟乙烯管柱等。在毛细管色谱中目前普遍使用的是玻璃和石英玻璃柱，后者应用范围最广。对于填充柱色谱, 大多数情况下使用不锈钢柱，其形状有U型的和螺旋型的，使用U 型柱时柱效较高。按照色谱柱内径的大小和长度，又可分为填充柱和毛细管柱。前者的内径在2~4mm，长度为1~10m左右；后者内径在0.2~0.5mm，长度一般在25~100m。在满足分离度的情况下，为提高分离速度，现在也有人使用高柱效、薄液膜的10m短柱。
根据固定液的化学性能，色谱柱可分为非极性、极性与手性色谱分离柱等。固定液的种类繁多，极性各不相同。色谱柱对混合样品的分离能力，往往取决于固定液的极性。常用的固定液有烃类、聚硅氧烷类、醇类、醚类、酯类以及腈和腈醚类等。新近发展的手性色谱柱使用的是手性固定液，主要有手性氨基酸衍生物、手性金属配合物、冠醚、杯芳烃和环糊精衍生物等。其中以环糊精及其衍生物为色谱固定液的手性色谱柱，用于分离各种对映体十分有效，是近年来发展极为迅速且应用前景相当广阔的一种手性色谱柱。
在进行气相色谱分析时，色谱柱的选择是至关重要的。不仅要考虑被测组分的性质，实验条件例如柱温、柱压的高低，还应注意和检测器的性能相匹配。有关内容我们将在以后章节中加以详细讨论。
第二节填充气相色谱柱
填充气相色谱柱通常简称填充柱，在实际分析工作中的应用非常普遍。据资料统计，日常色谱分析工作大约有80%是采用填充柱完成的。填充柱在分离效能和分析速度方面比毛细管柱差，但填充柱的制备方法比较简单，定量分析的准确度较高，特别是在某些分析领域（例如气体分析、痕量水分析）具有独特用途。从发展上看，虽然毛细管柱有逐步取代填充柱的趋势（例如已有一些日常分析使用PLOT柱代替过去常用的气固色谱填充柱），但至少在目前一段时期内，填充柱在日常分析中仍是一种十分有价值的分析分离手段。
填充柱主要有气固色谱柱和气液色谱填充柱两种类型。在色谱柱中关键的部分是固定相。在本节我们将首先介绍柱管的选择及其处理方法，然后再分别重点讨论气固色谱柱和气液色谱填充柱有关固定相的内容。
一、填充柱柱管的选择与处理
用作填充色谱柱柱管的材料通常有不锈钢管、铜管、铝管、铜镀镍管、玻璃管以及聚四氟乙烯管等[1-5]。铜管和铝管由于催化活性太强且易变形已不太常用。分析用的填充柱内径一般采用2~4 mm，制备用的柱内径可大些，一般使用5~10 mm。长度可选择1~5 m。柱子的形状可以是螺旋形的，也可以是Ｕ型的。使用后者较易获得较高的柱效。如果使用螺旋形的，应注意柱圈径的大小对柱效会有一定的影响[3-6], 一般柱圈径应比柱内径大15倍。
柱材料的选择应依据待分析的样品性质和实验条件而定。如果待分析的样品易分解或具有腐蚀性，应考虑使用玻璃管或聚四氟乙烯管。玻璃管柱的优点是化学惰性好，制备的柱子柱效高，便于观察柱子的填充情况，但玻璃管易碎是其缺点。聚四氟乙烯管的优点是耐腐蚀，缺点是不耐高温高压。在填充柱中目前最常使用的是不锈钢管。它的最大优点是不破碎，传热性能好，柱寿命长，能满足常见样品分析的要求。缺点是内壁较粗糙，有活性，比较难于清洗干净。
填充柱的柱管在使用前应该经过清洗处理和试漏检查。清洗的方法与柱管材料有关。对于不锈钢管，通常先用10%热氢氧化钠水溶液浸泡，抽洗除去管内壁的油污，然后用自来水洗至中性。如果用1:20的稀盐酸水溶液重复处理一次，则可显著降低柱内壁的吸附作用。玻璃柱的清洗可参照上面所述的方法，不同的是通常使用洗液浸泡。同样，为了减少玻璃内壁的活性，可以用5%二甲基二氯硅烷的甲苯溶液浸泡处理，然后用甲苯和甲醇分别冲洗干净。柱子的检漏方法比较简单: 可将柱子泡在水里，堵死柱的一端，在另一端通气，若无气泡冒出即说明柱子无泄漏现象。
二、气固色谱填充柱
我们知道, 色谱分离的基本原理是试样组分通过色谱柱时与填料之间发生相互作用，这种相互作用大小的差异使各组分互相分离而按先后次序从色谱柱流出。我们把色谱柱内不移动、起分离作用的填料称为固定相。气固色谱填充柱常采用固体物质作固定相。这些固体固定相包括具有吸附活性的无机吸附剂、高分子多孔微球和表面被化学键合的固体物质等。
（一）无机吸附剂
这一类吸附剂包括具有强极性的硅胶、中等极性的氧化铝、非极性的炭素及有特殊吸附作用的分子筛。它们大多数能在高温下使用，吸附容量大，热稳定性好，是分析永久性气体及气态烃类混合物理想的固定相。但使用时应该注意: ⑴吸附剂的吸附性能与其制备、活化条件有密切关系。不同来源的同种产品或者同一来源而非同批的产品，其吸附性能可能存在较大的差异；⑵一般具有催化活性，不宜在高温和存在活性组分的情况下使用；⑶吸附等温线通常是
非线性的，进样量较大时易出现色谱峰形不对称。
(1)硅胶
硅胶是一种氢键型的强极性固体吸附剂，其化学组成为SiO2 nH2O。品种有细孔硅胶、粗孔硅胶和多孔硅球等。气相色谱使用较多的是粗孔硅胶，其孔径为80~100 nm，比表面积近300 m2/g，可用于分析N2O、SO2、H2S、SF6、CF2Cl2以及C1~C4烷烃等物质。硅胶的分离能力主要取决于孔径大小和含水量。用前通常需要经过处理。方法: 对市售的色谱专用硅胶,可在200℃下活化处理2h后使用；如果使用市售的非色谱专用硅胶, 则先将硅胶用6 mol/L盐酸浸泡2h，然后用水冲洗至无Cl－离子。晾干后置于马弗炉内，在200~500℃温度下灼烧活化2h 后降温取出，贮存于干燥器中备用。
(2)氧化铝
氧化铝有五种不同的晶型，气相色谱常用的主要是γ型，具有中等极性，主要用于分析C1~C4烃类及其异构体，在低温下也能用于分离氢的同位素。氧化铝具有很好的热稳定性和机械强度，但其活性随含水量有较大的变化[7]。故使用前通常需对其进行活化处理(在450~ 1350℃灼烧2h)。为保持使用过程中含水量稳定，可将载气先通过含结晶水的硫酸钠(或硫酸铜)后再进入色谱柱。经过氢氧化钠处理改性的氧化铝，能在320~380℃柱温下分析C36以下的碳氢化合物，峰形很好。
(3)碳素
碳素是一类非极性的固体吸附剂，主要有活性碳、石墨化碳黑和碳分子筛等品种。活性碳是无定形碳，具有微孔结构，比表面积大(800~1000 m2/g)，可用于分析永久性气体和低沸点烃类。若涂少量固定液，可用来分析空气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、乙炔、乙烯等混合物。石墨化碳黑是碳黑在惰性气体保护下经高温(2500~3000℃) 煅烧而成的石墨状细晶，特别适用于分离空间和结构异构体，也可用于分析硫化氢、二氧化硫、低级醇类、短链脂肪酸、酚、胺类。上述两种碳素固定相用前都需进行活化处理。方法是先用等体积的苯（或甲苯、二甲苯）冲洗2~3次，然后在350℃通水蒸汽洗涤至无浑浊, 最后在180℃活化2h即可使用。
碳分子筛又称为炭多孔小球，是聚偏二氯乙烯小球径高温热解处理后的残留物，比表面积800~1000 m2/g，孔径约1.5~2 nm，主要用于稀有气体、空气、二氧化碳、氧化亚氮、C1~C3烷类分析。多孔炭黑国内外都有商品出售，如由中国科学院化学所研制、天津化学试剂二厂生产的TDX-01和TDX-02，国外的产品Carbon Sieve B等即属于这类。使用前通常在180℃通氮气活化3~4h，降温后存于干燥器内备用。
(4)分子筛
分子筛是一类人工合成的硅铝酸盐，其基本化学组成为MO.Al2O3.xSiO2.yH2O，其中M代表Na+、K+、Li+或Ca2+、Sr2+、Ba2+等金属阳离子。分子筛具有均匀分布的孔穴，其大小取决于M金属离子的半径和其在硅铝构架上的位置。一般认为，分子筛的性能主要取决于孔径的大小和表面特性。当试样分子经过分子筛时，比孔径小的分子可进入孔内，比孔径大的分子则被
排除于孔外。气相色谱分析中应用的分子筛通常有4A、5A和13X等三种类型。前面的数字表示分子筛的平均孔径，例如4A指的是该分子筛的平均孔径为0.4 nm（10-8 cm）。A、X表示类型，其化学组成稍有差异。A型中Al2O3与SiO2的比例为1∶2，而X型的硅铝比则高一些。分子筛的表面积很大，内表面积通常有700~800 m2/g，外表面积为1~3 m2/g。在气相色谱中主要用于分离H2、O2、N2、CO、CH4以及低温下分析惰性气体等。
分子筛极易因吸水而失去活性。因此，用前应在550~600℃或在减压条件下350℃活化2h，降温后贮存于干燥器内。使用过程中要对载气进行干燥处理，样品中如果存在水分也应设法除去。此外使用时还应注意，某些物质如氨、甲酸、二氧化碳等会被分子筛不可逆吸附。分子筛是否失效通常可从氮、氧的分离情况来判断。失活后的分子筛可以采用上述方法重新活化使用。常见的分子筛及其性能见表2－1。
表2－1常用分子筛及其性能[1-3,7]
分子筛化学组成
比表面
(m2/g)
孔径
(nm)
最高使用
温度(℃)
可吸附的物质
产地及国外
相似品牌
4A Na2O.Al2O
.2SiO
2
.4H
2
O 3
~8000 0.48 4000
He Ne Ar Kr Xe H2 O2
N2 CH4 CO CO2 H2O
NH3H2S CS2N2O2C2H4
C2H2 CH3OH CH2Cl
CH3Br CH3CN
大连红光厂
上海试剂厂
美国Davison 4A
美国Linde 4A.
俄国Zeolit NaA
法国Siliporite K-1
5A 0.7CaO.0.3Na2O.
Al2O32SiO2.4H2O
750-800 0.55 400
C3H8C4以上正构烷烯烃
C2H5Cl C2H2OH C2H6NH2
CH2Cl2及4A分子筛可吸附者
大连红光厂
上海试剂厂
美国Davison
美国Linde 5A
俄国Zeolit CaA
法国Siliporite K-20
13X
Na2O.Al2O3
.2.5SiO
2
.6H
2
O
1030 1.0 400
异构烷烯烃、异构醇类苯类
环烷类及5A 分子筛可吸附者
大连红光厂
上海试剂厂
美国Davison 10A
美国Linde 13X
俄国Zeolit NaX
（二）高分子多孔小球
高分子多孔小球（GDX）是以苯乙烯等为单体与交联剂二乙烯苯交联共聚的小球。这种聚合物在有些方面具有类似吸附剂的性能，而在另外一些方面又显示出固定液的性能[8]。因此，
它本身既可以作为吸附剂在气固色谱中直接使用，也可以作为载体涂上固定液后用于分离。在烷烃、芳烃、卤代烷、醇、酮、醛、醚、脂、酸、胺、腈以及各种气体的气相色谱分析中已得到广泛应用。其优点主要有: ⑴吸附活性低。无论对非极性物质还是极性物质，使用这种固定相通常都可以获得对称色谱峰；⑵对含羟基的化合物具有相对低的亲和力。羟基作用力越强，亲和力越弱。在非极性固定相上出峰次序基本上按分子量大小分离，故特别适合有机物中痕量水的快速测定; ⑶可选择的范围大。不仅可以依据样品性质选择合适的孔径大小和表面性质的产品直接使用，还可以涂上固定液，使亲油性化合物的保留时间缩短，极性组分的保留时间适当延长，从而增加色谱柱的选择性。此外，高分子小球在高温时不流失，机械强度好，圆球均匀，较易获得重现性好的填充柱。由中国科学院化学研究所研制、天津化学试剂二厂生产的GDX-系列高分子小球产品即属于此类。
在交联共聚过程中，使用不同的单体或不同的共聚条件，可获得不同分离效能、不同极性的产品。从表面化学性质上可将它们分为极性和非极性两种。为方便读者选用，表2－2简要列出国内外一些重要的高分子多孔小球产品及其性能。详细情况也可参考有关手册[7]。
高分子多孔微球有一个缺点是小球经常带有“静电”，易贴附于仪器和器皿上而难以清理，通常可用润湿过丙酮的纱布擦拭来消除。
表2－2一些重要高分子多孔小球产品及其性能[3,7,9]
名称组成颜色
堆密度
(g/ml) 比表面
(m2 /g)
极性
最高使用
温度(℃)
主要分析用途生产厂
GDX-101 二乙烯苯、苯乙
烯等共聚物
白0.28 330
非极
性
270
烷烃、芳烃、卤代烷、醇、
酮、醛、醚、脂、酸、胺、
腈及各种气体
天津化学
试剂二厂
GDX-102 同上白0.20 680 非极
性
270 高沸点物质同上
GDX-103 同上白0.18 670 非极
性
270
同上, 还可分离正丙醇-
叔丁醇
同上
GDX-104 同上半透
明
0.22 590
非极
性
270 气体分析同上
GDX-105 同上透明0.44 610 非极
性
270 微量水及体分析同上
GDX-201 同上白0.21 510 非极
性
270 较高沸点化合物同上
GDX-202 同上白0.18 480 非极
性
270
同上, 还可分离正丙醇/
叔丁醇体系
同上
GDX-203 同上白0.09 800 非极270 同上, 还可分离乙酸/苯/同上
性乙酐体系
GDX-301 二乙烯苯、三氯
乙烯共聚物
白0.24 460
弱极
性
250 乙炔/氯化氢同上
GDX-401 二乙烯苯含氮杂
环单体共聚物
乳白0.21 370 中等250
乙炔/氯化氢/水, 氨水,
甲醛水溶液
同上
GDX-403 同上乳白0.17 280 中等250 水/低级胺/甲醛等同上GDX-501 同上淡黄0.33 80 较强270 C4烯烃异构体同上GDX-502 同上白- 170 较强250 C1~C2烯烃, CO, CO2同上
GDX-601 含强极性基团的
聚二乙烯苯
黄0.3 90
强极
性
200 环己烷/苯等
科学院化
学所
401 二乙烯苯、苯乙
烯等共聚物
白0.32 300~400
非极
性
270 相当于GDX-101
上海试剂
一厂
402 同上白0.27 400~500 非极
性
270 相当于GDX-102 同上
403 同上白0.21 300~500 非极
性
270 相当于GDX-103 同上
404 二乙烯苯、含氮
极性单体共聚物
- - ＜80 较强270 相当于GDX-105 同上
405 二乙烯苯、三氯
乙烯共聚物
- - ＜150 较强- - 同上
406 二乙烯苯、苯乙
烯共聚物
- - - - -
乙烯、乙炔、烷烃、芳烃、
卤代烃、含氧有机化合物
同上
407 二乙烯苯、乙基
乙烯共聚物
- - - - -
同上, 还可用于正丙醇
与叔丁醇分离
同上
408 二乙烯苯、苯乙
烯、极性单体共
聚物
- - - - -
活泼化合物, 如氯化氢
及氯中的水
同上
A101 二乙烯苯、乙基
乙烯苯共聚物
白0.2 -
非极
性
250
气体、芳烃同系物、含氯
化合物、脂类
A102 同上白0.21 - 非极
性
250 同上
浙江黄岩
分析化学
材料厂
A101S 硅烷化的A101 白0.21 - 非极
性
250 同上同上
A102S 硅烷化的A102 白0.23 - 非极
性
250 同上同上
B101 二乙烯苯、苯乙
烯、乙基苯乙烯
白0.12 -
非极
性
250 相当于GDX-101 同上
共聚物
B102 同上白0.23 - 非极
性
250 相当于GDX-102 同上
B101S 硅烷化的B102 白0.12 - 非极
性
250 相当于GDX-101 同上
B102S 硅烷化的B102 白0.12 - 非极
性
250 相当于GDX-102 同上
C101 二乙烯苯、含氮
极性单体共聚物
- 0.24 - 较强250 相当于GDX-501 同上
C102 同上- 0.25 - 较强250 同上
D101 二乙烯苯、苯乙
烯、含氮极性单
体共聚物
- - - 较强250 腈类、醛类同上
D102 同上- - - 较强250 同上同上
Chromo-s orb 101 苯乙烯、二乙烯
苯共聚物
白0.30 30-40 弱275
酸、二元醇、烷、脂、酮
醛、醚、氟化物
Macherey
Nagel
Chromo-s orb 102 同上白0.29 300-400 中等250
低沸点化合物、永久气
体、水、醇
同上
Chromo-s
orb 103
交联聚苯乙烯白0.32 15-25 中等275 C1-C6胺类、醇、醛、酮同上
Chromo-s orb 104 丙烯腈、二乙烯
苯共聚物
白0.32 100-200 强250
硫化氢水溶液、氨、腈、
硝基烷、氮氧化物
同上
Chromo-s orb 105 聚芳族高聚物白0.34 600-700 中等250
甲醛、乙炔、水、沸点低
于2000C的有机物
同上
Chromo-s
orb 106
交联聚苯乙烯白0.28 700-800 弱250 C2-C5脂肪酸和醇同上Chromo-s
orb 107
交联聚丙烯酸酯白0.30 400-500 中等250 甲醛水溶液同上Chromo-s
orb 108
同上白0.3 100-200 中等250 水、醇、醛、酮、气体同上
Porapak P 苯乙烯、二乙烯
苯共聚物
白0.28 100-200 弱250
乙烯、乙炔、烷烃、芳烃、
含氧有机物、卤代烷等
Waters
Ass℃iated
Inc. (美国)
Porapak P s 硅烷化的
Porapak P
白- - 弱250 同上同上
Porapak Q 乙基乙烯苯、二
乙烯苯共聚物
黄
0.25-0.3
5
500-600
非极
性
250 同上同上
Porapak
Q s 硅烷化的
Porapak Q
白- -
非极
性
250 同上同上
Porapak R 苯乙烯、二乙烯白0.33 450-600 中等250 氯与氯化氢等活性物质同上
苯、极性单体共
中的水
聚物
Porapak S 同上白0.35 350-450 中等250 醇类、极性气体同上Porapak T 同上白0.44 250-350 很强200 同上同上Porapak N 同上白0.39 437 中等200 甲醛水溶液组分同上（三）化学键合固定相
化学键合固定相又称化学键合多孔微球固定相。这是一种以表面孔径度可人为控制的球形多孔硅胶为基质，利用化学反应方法把固定液键合于载体表面上制成的键合固体相。这种键合固定相大致可以分为以下三种类型:
⑴硅氧烷型。这是以有机氯硅烷或有机烷氧基硅烷与载体表面硅醇基反应，生成Si-O-Si-C 键合相。这种键合相的最大特点是热稳定性好。在气相色谱和液相色谱中广泛使用。
⑵硅脂型。通常利用扩孔后的硅珠表面羟基与醇类的酯化反应生成Si-O-C键合相。这种键合相在一定条件下有水解和醇解的可能性，热稳定性比硅氧烷型稍差。
⑶硅碳型。将载体表面的硅醇基用SiCl4等氯化后，再与有机锂或格氏(Griynard)试剂反应可制得Si-C键合相。这样制备出来的键合相，其最大的特点是对极性溶剂不起分解作用，耐高温。在高达300℃下使用也不容易发生水解。缺点是制备手续比较麻烦。除了上述三种类型，还有一些其它类型的键合相，例如将表面氯化的硅胶与伯胺反应，可以制得-Si-N-C键合相，其稳定性和选择性也很好。
与载体涂渍固定液制成的固定相比较，化学键合固定相主要有下述优点: ⑴具有良好的热稳定性。例如采用一般涂渍法时，β,β-氧二丙腈，PEG 400和正辛烷在80~90℃就开始流失。若选用Porasil-S为骨架得到的键合相，则流失温度可提高到200℃；⑵适合于做快速分析。键合相的H/U-U图中，有一长的平滑最小H/U区域，即线速增加，板高不变；⑶对极性组分和非极性组分都能获得对称峰。这种固定相具有较均匀的液相结合型分布，在载体表面上的液膜很薄，因此液相传质阻力小，柱效高；⑷耐溶剂。特别是耐极性溶剂的抽提。化学键合固定相在气相色谱分析中常用于分析C1~C3烷烃、烯烃、炔烃、CO2、卤代烃及有机含氧化合物。国产商品主要有上海试剂一厂的500硅胶系列与天津试剂二厂的HDG系列产品, 国外的品种主要有美国Waters公司生产的Durapak系列。
三、气液色谱填充柱
气液色谱填充柱中所用的填料是液体固定相。它是由惰性的固体支持物和其表面上涂渍的高沸点有机物液膜所构成。通常把惰性的固体支持物称为“载体”, 把涂渍的高沸点有机物称为“固定液”。
（一）载体
载体又称担体，是一种化学惰性的物质, 大部分为多孔性的固体颗粒。它的作用是使固定
液和流动相间有尽可能大的接触面积。一般对载体有以下要求: 即有较大的表面积；孔径分布均匀；化学惰性好，即不与固定液或样品组分起化学反应；热稳定性好；有一定的机械强度；表面没有吸附性或吸附性能力很弱。在实际工作中要找出完全满足上述要求的载体比较困难，只能根据具体分析对象选出性能比较优良的载体。
(1)载体的种类与性能
能用于气相色谱的载体品种很多，大致可分为无机载体和有机聚合物载体二大类。前者应用最为普遍的主要有硅藻土型和玻璃微球载体。后者主要包括含氟塑料载体以及其它各种聚合物载体。国内一些常见的重要载体及其性能见表2－3。
表2－3一些重要的载体及其性能[1-3,7-9]
名称组成及处理颜色催化吸附性能产地
上试101 硅藻土载体白有上海试剂一厂
上试101酸洗经盐酸处理的上试101 白小上海试剂一厂
上试101硅烷化经HMDS处理的上试101 白小上海试剂一厂
上试102 硅藻土载体白有上海试剂一厂
上试102酸洗经盐酸处理的上试102 白小上海试剂一厂
上试102硅烷化经HMDS处理的上试102 白小上海试剂一厂
上试201 硅藻土载体红有上海试剂一厂
上试201酸洗经盐酸处理的上试201 红小上海试剂一厂
上试201硅烷化经HMDS处理的上试201 红小上海试剂一厂
上试202 硅藻土保温砖载体浅红有上海试剂一厂
上试202酸洗经盐酸处理的上试202 浅红小上海试剂一厂
上试301釉化经B2O3处理的上试201 红小上海试剂一厂
上试302釉化经B2O3处理的上试202 浅红小上海试剂一厂
上试303釉化经B2O3处理的上试101 白小上海试剂一厂
上试304釉化经B2O3处理的上试102 白小上海试剂一厂
5701 硅藻土载体红有中科院大化所
6201 硅藻土载体红有大连催化剂厂
6201硅烷化经HMDS处理的6201 红小大连催化剂厂
6201釉化经釉化处理的6201 红小大连催化剂厂
405 - 白小大连催化剂厂
玻璃微球特种高硅玻璃无小上海试剂一厂
聚四氟乙烯聚四氟乙烯烧结塑料白小上海试剂一厂Chromosorb A 硅藻土载体白有John-Manville Chromosorb C 48560 硅藻土载体白有同上同上
Chromosorb G 硅藻土载体
白 有 同上 Chromosorb G AW Chromosorb G 经过酸洗 粉红 有 同上 Chromosorb G AW-DMCS
Chromosorb G 经过酸洗、DMCS 处理
粉红
很小
同上
Chromosorb P NAW 非酸洗硅藻土载体 红 有 同上 Chromosorb P AW 酸洗硅藻土载体
红 有 同上 Chromosorb P AW-DMCS 硅藻土载体经过酸洗、DMCS 处理
红
小
同上
Chromosorb P AW-HMDS 硅藻土载体经过酸洗、HMDS 处理 红 小 同上
Chromosorb R 硅藻土载体 白 有 同上 Chromosorb T 聚四氟乙烯载体 白 小 同上 Chromosorb W 硅藻土载体
白 有 同上 Chromosorb W AW Chromosorb W 经过酸洗 白 有 同上 Chromosorb W AW-DMCS Chromosorb W 经过酸洗、DMCS 处理
白
小
同上
Chromosorb W AW-DMCS-HP
同上，高效载体
白 很小 同上
Chromosorb W HMDS Chromosorb W 经过HMDS 处理 白 很小 同上 Chromosorb White 硅藻土载体 白 有 May & Baker Ltd. Gas Chrom A
酸洗的Celaton 载体 白
有
Applied science Laboratories Inc
Gas Chrom CL 非酸洗的Celite 载体 白 有 同上 Gas Chrom CLA 酸洗的Gas Chrom CL
白 有 同上 Gas Chrom CLH Gas Chrom CLA 经过HMDS 处理 白 小 同上 Gas Chrom CLP Celite 载体经过酸洗、碱洗 白 有 同上 Gas Chrom CLZ
Celite 载体经过酸洗、DMCS 处理
白
很小
同上
Gas Chrom P Gas Chrom A 经过碱醇溶液处理 白 有 同上 Gas Chrom Q Gas Chrom P 经过DMCS 处理 白 很小 同上 Gas Chrom R 非酸洗保温砖载体 红 有 同上 Gas Chrom RA Gas Chrom R 经过酸洗 红 有 同上 Gas Chrom RP
Gas Chrom R 经过酸洗、碱醇 溶液处理
红
有
同上
Gas Chrom RZ Gas Chrom R 经过酸洗、DMCS 处理
红 小 同上
Gas Chrom S 非酸洗的Celaton 载体 白 有 同上 Gas Chrom Z
Gas Chrom A 经过酸洗、DMCS
白
很小
同上
处理
白小美国
Gas Pak F 表面涂全氟聚合物的
硅藻土载体
Anaport Tee Six 白小Analabs Inc. Chemalite TF 氟树脂载体白小日本
C-22 硅藻土载体红有美国
①硅藻土型
硅藻土型载体使用的历史最长，应用也最普遍。这类载体绝大部分是以硅藻土为原料制成的。在天然硅藻土中加入木屑及少量粘合剂于900℃左右煅烧，就得到红色硅藻土载体，如国产的6201载体及国外的C-22火砖和Chromosorb P即属于这一类。如果将天然硅藻土经盐酸处理后干燥，再加入少量碳酸钠助熔剂在1100℃左右煅烧，就得到白色硅藻土载体。属于这一类载体的有国产的101白色载体、405载体，国外的Celite和Chromosorb W载体。
红色和白色硅藻土载体的化学组成基本相同，内部结构相似，都是以硅、铝氧化物为主体,以水合无定形氧化硅和少量金属氧化物杂质为骨架。但是它们的表面结构差别很大，红色载体和硅藻土原来的细孔结构一样，表面孔隙密集，孔径较小，表面积大，能负荷较多的固定液。由于结构紧密，因而机械强度较好。与此相反，白色硅藻土载体在烧结时由于助熔剂的作用，硅藻土原来的细孔结构大部分被破坏，变成了松散的烧结物。此种载体孔径较粗，表面积小，能负荷的固定液小，机械强度不如红色载体。但是和红色载体相比，它的表面吸附作用和催化作用比较小，能用于高温分析，特别是应用于分析极性组分时易获得对称峰。
②玻璃微球
玻璃微球是一种有规则的颗粒小球。它具有很小的表面积，通常把它看做是非孔性、表面惰性的载体。为了得到较为理想的表面特性，增大表面积，使用时往往在玻璃微球上涂敷一层固体粉末，如硅藻土、氧化铁、氧化锆等[11,12]。也有人用含铝量较高的碱石灰玻璃制成蜂窝状结构的低密度微球；或用硅酸钠玻璃制成表面具有纹理的微球；或用酸、碱腐蚀法制成表面惰性、多孔性的微球等。这类载体的优点是能在较低的柱温下分析高沸点物质，使某些热稳定性差但选择性好的固定液获得应用。缺点是柱负荷量小，只能用于涂渍低配比固定液。另外，柱寿命较短。国产玻璃微球性能很好，已有各种筛目的多孔玻璃微球载体可供选择。
③氟载体
这类载体的特点是吸附性小、耐腐蚀性强，适合用于强极性物质和腐蚀性气体分析。其缺点是表面积较小，机械强度低，对极性固定液的浸润性差，涂渍固定液的量一般不超过5%。这类载体主要有两种，常用的是聚四氟乙烯载体，通常可以在200℃柱温下使用。随着聚合和加工条件的变化，不同型号的聚四氟乙烯载体其表面结构略有差异。国外的产品有Teflon, Chromosorb T, Halopart F等，国内上海试剂总厂也有产品。除聚四氟乙烯载体外，还有聚三氟
氯乙烯等氟氯载体，如国外的产品Ekatlurin, Daiflon, Kel-F300和Halopart K等。与聚四氟乙烯载体相比，氟氯载体的颗粒比较坚硬，易于填充操作，但表面惰性和热稳定性较差，使用温度不能高于160℃。
(2)载体的表面活性和去活方法
一种理想的载体，其表面应该无吸附性和催化性，在操作条件下不与固定液和样品组分反应。但是实际上载体表面完全没有吸附性能和催化性能是不可能的。实验表明，经过灼烧后制成的硅藻土类载体，其表面既有催化活性，也有吸附活性。当载体表面存在氢键活性作用点时，分析能与硅醇、硅醚形成氢键的物质例如水、醇、胺等一类化合物时就会观察到相应组分色谱峰的拖尾；同样，用具有酸性(或碱性)作用点的载体分离碱性(或酸性)化合物时也会引起相应色谱峰的拖尾，甚至发生一些醇类、萜类、缩醛类等化合物的催化反应。引起载体表面活性的原因主要有三:
⑴表面硅醇基团。载体表面存在的硅醇基团（-Si-OH ）能与醇、胺、酸类等极性化合物形成氢键，发生吸附，引起色谱峰的拖尾；
⑵无机杂质。载体中通常存在少量金属氧化物，在表面形成酸性或碱性活性基团。酸性活性基团能吸附碱性化合物甚至发生催化反应。碱性活性基团可以引起酸类及酚类物质的吸附，造成色谱峰严重拖尾。
⑶微孔结构。硅藻土载体本身有许多孔隙，孔隙的分布与孔径的大小对载体性质有很大影响。孔径小于1 m的微孔会妨碍气体扩散，还会产生毛细管凝聚现象。例如红色载体存在许多这种微孔，它是产生吸附的主要原因。
为了取得好的分离效果，特别是在分析极性、酸碱性以及氢键型样品时获得对称的色谱峰，人们常采用下述方法对载体进行预处理:
⑴酸洗: 通常用6 mol/L盐酸浸泡载体，加热处理20~30 min，然后用水冲洗至中性，用甲醇淋洗、烘干、过筛。也可以用王水或硝酸进行酸洗处理。载体经酸洗后可除去无机杂质，减小吸附性能，适用于分析酸性物质和脂类。使用中应当注意，经酸洗的载体催化活性较大。例如在高温下会使SE-30的硅氧链断裂，PEG-400裂解。不宜分析碱性化合物和醇类。
⑵碱洗: 将酸洗载体用10%NaOH-甲醇溶液浸泡或者回流，再用水冲洗至中性，最后用甲醇淋洗、烘干备用。碱洗载体的表面酸性作用点较低，适合于胺类等碱性化合物的分析。但碱洗载体的表面仍残留有微量游离碱，可能会引起非碱性物质(如脂类)的分解。
⑶硅烷化: 硅烷化是消除载体表面活性最有效的办法之一。它可以消除载体表面的硅醇基团，减弱生成氢键作用力，使表面惰化。一般的方法是将载体用5~8%硅烷化试剂的甲苯溶液浸泡或回流，然后用无水甲醇洗至中性，烘干备用。常用的硅烷化试剂有二甲基二氯硅烷(DMCS)、三甲基氯硅烷(TMCS)和六甲基二硅氨烷(HMDS)。以DMCS的硅烷化效果最好，HMDS其次，TMCS较差。如果用酸洗的载体进行硅烷化，其效果比末酸洗的更好。硅烷化
载体适用于分析水、醇、胺类等易形成氢键而产生拖尾的物质。载体经硅烷化处理后，表面由亲水性变成了疏水性，比表面也相应缩小2~3倍。因此，一般只能涂渍非极性或弱极性固定液，操作温度也应控制在270℃以下。
⑷釉化: 目的是堵塞载体表面的微孔，改善表面性质。通常将欲处理的载体置于 2.3%的Na2CO3-K2CO3 (1∶1)水溶液中浸泡两昼夜，烘干后在870℃灼烧3.5h，再升温到980℃灼烧约40 min。经过这样处理后，载体表面产生了一层玻璃状的釉质，从而屏蔽或惰化了载体表面的活性中心，增加了机械强度。釉化载体适于分析醇、酸类极性较强的物质，但分析甲醇、甲酸时有不可逆的化学吸附，分析非极性物质时柱效较低。
以上几种经过表面处理的色谱载体国内都有产品出售。
(3)载体的选择原则与评价
载体性能的优劣对样品的分离起着重要的作用，实际工作中主要依据分析对象、固定液的性质和涂渍量来选择载体:
⑴固定液: 当固定液的涂渍量大于5%时，可以选用白色或红色硅藻土载体；若涂渍量小于5%，则应选用处理过的硅烷化载体；
⑵分析对象: 当样品为酸性时，最好选用酸洗载体，样品为碱性时用碱性载体。对于高沸点组分，一般选用玻璃微球载体，分析强腐蚀性组分时应选用氟载体。
常用的载体粒度一般在80~100目范围，为提高柱效也可使用100~120目。
对载体进行评价是为了比较不同处理方法或处理前后的效果，确定最佳处理条件。方法之一是将不涂固定液的裸载体填装到色谱柱中，选用丙酮、苯等有代表性的组分进行考察，测定相应的保留值、峰形和柱效。载体的吸附性越强，相应组分的保留时间则越长，峰形拖尾越严重，柱效越低。
（二）固定液
固定液是气液色谱柱的关键组成部分。它的种类繁多, 应用极其广泛。与气固色谱柱中的吸附剂相比，固定液的优点主要是在通常的操作条件下, 组分在两相间的分配等温线多是线性的，因此比较容易获得对称峰。
(1)对固定液的要求
适合用作气相色谱固定液的物质应能满足以下一些基本要求:
①在操作温度下呈液态，粘度越低越好。组分在粘度高的固定液中传质速度慢，柱效下降。这决定了固定液的最低使用温度。
②蒸气压低，热稳定性好。这样可以减少固定液的流失，延长色谱柱的使用寿命。这两者决定了固定液的最高使用温度。
③化学惰性高，润湿性好。化学惰性高是指固定液不与组分、载体、载气发生不可逆化
学反应。润湿性好则可以使固定液均匀涂布在载体表面或毛细管柱内壁，形成结构稳定的薄层。 ④有良好的选择性。选择性好的固定液对沸点相同或相近而类型不同的物质具有分离能力，即保留一种类型化合物的能力大于另一种类型。
固定液的选择性取决于被分析组分与固定液两者分子之间的相互作用力[14]。这种作用力有以下几种[13]:
i 、静电力: 这是极性分子永久偶极间的作用力，由此力形成的平均势能(E k )为:
6
2
2
2132kTR E k μμ-
=
(2—1)
式中k 为玻兹曼常数，T 是开尔文温度，负号表示吸引力。从式2—1可见，静电作用能与两极性物质分子间的距离R 的六次方及绝对温度T 成反比，与两物质的偶极距μ1，μ2的平方成正比。
ii 、诱导力: 这是非极性分子受极性分子永久偶极电场作用而产生诱导偶极时二者之间的作用力。由此力产生的平均作用能(E D )为:
6
2122
21R
E D μαμα+= (2—2)
式中μ1，μ2分别是固定液与组分的偶极矩。由式2—2可见，若两个分子的偶极距越大，诱导作用能则越大。如果两个分子越接近或分子体积越小，则诱导作用越强。
iii 、色散力: 这是非极性分子(弱极性分子)间由于分子内电子振动所产生的瞬时偶极而引起的相互作用力。这种力的相互作用能(E L )可表达为:
6
21212123R I I I I E L αα+-
=
(2—3)
式中I 1，I 2是固定液和组分分子的电离能，α1与α2分别为其分子的极化率， R 为分子间距。色散力不受温度影响，具有加和性。对于非极性(弱极性)的物质而言，分子间的作用力主要是色散力。
iv 、氢键作用力: 这是与电负性原子(如N ，O ，F 等) 形成共价键的氢原子又和另一个电负性原子所生成的一种有方向性的相互作用力，常称为范德华力。这种作用力介于化学键力和色散力之间，通常在5～10 KCal/mol 。
有机化合物形成氢键的能力按下列顺序递降: ⑴能形成三维空间结构的强氢键的化合物。如水、多元醇、氨基醇、羟基酸、多元酸、酰胺、多元酚等。⑵含α-活泼氢原子和带自由电子对的原子(O ，N ，F)的化合物。如醇、脂肪酸、酚、伯胺、仲胺、肟、硝基化合物、有α-氢的腈、以及氨、肼、氟化氢等。⑶含电负性原子(O ，N ，F)但不带活泼氢原子的化合物。如醚、酮、醛、酯、叔胺、以及有α-氢原子的腈和硝基化合物。⑷含有活泼氢原子但不带电负性原子的化合物。如二氯甲烷、三氯甲烷、芳烃、烯烃等。⑸不能形成氢键的化合物。如饱和烃、二硫化碳、硫醇、四氯化碳等。
“极性”一词常用来描述或评价固定液的性质。气相色谱中的所谓极性，是指含有不同功
能团的固定液与分析物质的功能团和亚甲基之间相互作用的程度。如果一种固定液保留某种化合物的能力大于另一类，则认为这种固定液对于前一类化合物有较高的选择性。人们最初用来描述和区别固定液分离特性的方法是罗胥耐德(Rohrschneider)于1959年提出的相对极性方法。他首先规定固定液β,β-氧二丙腈的相对极性为100，角鲨烷为零， 选用正丁烯与正丁烷或环已烷与苯作为物质对，然后分别测定物质对在氧二丙腈、角鲨烷以及被测固定液柱上的相对调整保留值并取对数，被测固定液的相对极性(P x )按下式计算:
2
11)(100100q q q q P x x ---
=
(2—4)
式中q 1, q 2, q x 分别是物质对在氧二丙腈、角鲨烷、被测固定液柱上的相对调整保留值的对数。P x 值越大，说明极性越大。这种方法主要反映的是组分和固定液分子间的诱导力。考虑到固定液与组分分子之间相互作用的复杂性(偶极矩、色散力、氢键作用力等)，1966年他又提出采用某标准物质(M)在某一固定液(P)和非极性固定液(S) 的保留指数之差(?I)来衡量该固定液(P)相对极性的大小，即:
?I p M = I p － I s
(2—5)
式中I p 及I s 分别为标准物质M 在被测固定液(P)和非极性固定液(S)上的Kovats 保留指数。S 通常选用角鲨烷，并规定在100℃下进行实验。为了全面反映被测固定液的分离特征，选用的标准物是5种不同性质的物质，其中用苯作为电子给予体，乙醇作为质子给予体，甲乙酮代表定向偶极力，硝基甲烷代表电子接受体，吡啶代表质子接受体。根据分子间作用力的相加性，被测固定液的极性则用下式表示:
?I p M = I p － I s = aX + bY + cZ + dU + eS
(2—6)
式中a, b, c, d, e 是标准物的各种极性因子，叫做组分常数。X ，Y ，Z ，U ，S 是固定液各种作用力的极性因子，叫做固定液常数。组分常数随标准物的不同而异，对不同的固定液则为常数。由于5种标准物质分别代表不同的作用力， 故人为规定它们的“组分常数”如表2－4。 表2－4 5种标准物的组分常数[3]
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 组 分 常 数 标准物质
ａ ｂ ｃ ｄ ｅ ────────────────────────── 苯 100 0 0 0 0 乙醇 0 100 0 0 0 甲乙酮 0 0 100 0 0 硝基甲烷 0 0 0 100 0 吡啶 0 0 0 0 100
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
如果将表2-4中标准物的组分常数代入式2-6，则可得到相应的固定相常数为:
100/苯I X ?=；100乙醇I
Y ?=；100甲乙酮I Z ?=
100硝基甲烷I U ?=
；
100
吡啶I S ?=
(2—6)
求得的X ，Y ，Z ，U ，S 值，即表示固定相极性的罗氏常数。数值越大极性越强。
对于罗氏所建议的方法，有些人仍认为不够完善。1970年麦克雷诺(McReynolds)对这一方法提出改进方案。他采用丁醇、 2-戊酮和硝基丙烷分别取代罗氏所用的乙醇、甲乙酮和硝基甲烷，实验温度改为120℃。 为了与罗氏常数相区别，相应的麦氏常数用X'，Y'，Z'，U'，S'表示。许多色谱手册都列有这两种常数，但罗氏常数现在人们已经不太常用，使用比较广泛的是麦氏常数。
固定相的评价是一个比较复杂的问题。不论是罗氏常数还是麦氏常数，许多人认为都还有不少缺点[13-15]。为了寻求比较完美的表征方法，近年来Abraham 等人[16-19 ]提出了一种“溶剂化参数模型”（solvation parameter model ）。这一模型将溶质分子从气相溶解到固定相的过程分为三个阶段：(1)在固定相中形成一定大小的空穴。这一过程要打破溶剂-溶剂分子间的“键”，是一个吸收能量的过程。溶质分子越大，需要打破的溶剂-溶剂分子间的“键”越多，吸收的能量也越多。如果仅考虑这一阶段，溶质分子越大，其保留值越小；(2)孔穴周围的溶剂分子重新排列。这一过程虽然与熵及焓有关，但对Gibbs 自由能的贡献不大；(3)溶质进入孔穴。这一过程产生溶质和溶剂之间的各种作用力。所有作用力都会导致释放能量，有利于溶质的溶解。根据这一模型，Abraham 提出某溶质在某固定相上的保留值用下式表示：
Log K L = C + r R 2 +s ∏H
2 + a αH
2 + b βH
2 + l ㏒L 16
(2-7)
式中K L 为比保留体积；R 2、∏H 2、αH 2、βH 2、㏒L 16
是描述溶质性能的参数：R 2： 溶质修正的摩尔折光指数；∏H
2 ：溶质的偶极；αH
2 ：溶质的氢键酸性（给质子性）；β
H
2
： 氢键碱性（受
质子性）；㏒L 16
： 溶质在正十六烷烃上25℃时的保留值。这些溶质性能的参数可以从平衡常数或从气相色谱测定的数据计算而得到。而式中的c 、r 、s 、a 、b 、l 是表征固定相保留能力的常数，每种固定相有其特定值。其中c 为常数；r 是表示溶剂与n -电子对及π-电子对作用能力的常数；s 表示溶剂参与静电和诱导作用能力的常数；a 是度量溶剂参与氢键碱性作用能力的常数；b 为度量溶剂参与氢键酸性作用能力的常数；l 则是溶剂孔穴形成和溶剂-溶质间色散力大小的常数。从色谱角度它表示分离同系物能力的大小。
溶剂化参数模型有其科学性的方面，但是要确定一个新的固定相的溶剂化参数，其实验和计算过程不如测定麦氏常数的方法那样简单易行，得到的表征固定相保留能力的常数c 、r 、
s、a、b、l，其代表性是否优于麦氏常数，仍有待人们继续作进一步深入探索。
(2)选择固定液的原则和方法
到目前为止，固定液的选择尚无严格规律可循，多数情况下往往是根据文献的记载再经过实验比较才能最后确定。这里仅讨论固定液选择的一般原则和方法。
对于日常分析的样品，通常可知道大多数组分的性质，初步确定难分离物质对。此时固定液的选择应遵循“相似相溶”的基本原则。即对于非极性的样品，应首先考虑用非极性固定液分离。这时固定液与被分离组分间主要靠色散力起作用，固定液的次甲基越多，则色散力越强，各组分基本上按沸点顺序彼此分离，沸点低的组分先流出。如果被分离的组分是极性和非极性的混合物，则同沸点的极性物质先流出。对于极性物质的分离，应首先考虑选用极性固定液。这类固定液分子中含有极性基团，组分与固定液分子间的作用力主要为静电力，诱导力和色散力处于次要地位。各组分流出色谱柱的次序按极性排列，极性小的先流出，极性大的后流出。如果样品是极性和非极性的混合物，则非极性组分先流出，而且固定液极性越强，非极性组分流出越快，极性组分的保留时间就越长。对于分离能形成氢键的样品，如水、醇、胺类物质，一般可选择氢键型固定液。此时组分与固定液分子间的作用力主要为氢键作用力，样品组分主要按形成氢键能力的大小顺序分离。
利用固定液与被分离组分分子间生成弱的化学键这种特殊的作用力，有时也能实现一些组分的分离。例如在极性和氢键型固定液中加入硝酸银，由于固定液中的银离子能和样品分子中的不饱和键生成松散的化学加成物，增大了烯烃在色谱柱内的保留，使其在同碳数的烷烃之后流出。又如使用硬脂酸锌等重金属脂肪酸脂作固定液时，由于脂肪胺与这种固定液的络合能力存在差异，故可选择地分离胺类。此外，某些固定液对芳烃具有特殊选择性，在实际工作中常有一定价值。常用的这类固定液有: 聚乙二醇、磷酸三甲酚酯、四氯代邻苯二甲酸脂、3,5—二硝基苯甲酸乙二醇脂等。这些固定液往往与被分离的芳烃形成所谓的π-络合物，固而对芳烃产生选择性保留，而脂肪烃则较快地流出色谱柱。
(3)常用固定液
可以用作气相色谱固定液的物质很多，已被采用的有近千种。按我国国家标准GB2991-82的规定，根据化学结构的不同，这些固定液可被分为烃类、聚硅氧烷类、聚二醇及聚烷基氧化物、酯类、其它含氧化合物、含氮化合物、含硫及硫杂环化合物、含卤素化合物及其聚合物、无机盐、其它固定液，共10类。在这些已被使用的近千种固定液中，实际上有许多固定液其色谱分离性能相同或者近似，我们可以限定少数几种或几十种固定液代替种类繁多的固定液，使人们在有限的几种固定液范围内进行选择，使分析工作简化。
1970年，Preston等[20 ]依据文献资料的统计，提出了21种最为常用的固定液。后来Leary 等[ 21]采用“最相邻技术”考察了各种固定液的相似程度，认为12种可以作为常用固定液。Leary 确定常用固定液的标准是，色谱性能具有代表性；便于重复制备与精制；热稳定性好，使用
温度范围宽；具有各种类型的作用力，极性范围广。现在文献中出现次数最多，使用几率最大，即可以认为最常使用的固定液为: OV-101(甲基聚硅氧烷)；OV-17(50%苯基的甲基聚硅氧烷)；OV-210(50%三氟丙基的甲基聚硅氧烷)；Carbowax 20M(聚乙二醇，平均分子量2万)；DEGS(二乙二醇脂丁二酸)。这组常用固定液性能稳定，极性间距均匀，应用面广，可从解决大量的一般性分析问题。
表2－5五种常用固定液的性能
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
固定液型号麦氏平均极性常用溶剂使用温度类似型号
────────────────────────────────────
甲基聚硅氧烷OV-10143氯仿0/350SE—30
────────────────────────────────────
苯基(50%)甲OV-17177已烷0/350
基聚硅氧烷
────────────────────────────────────
三氟丙基(50%) OV-210300 氯仿0/275 QF—1
甲基聚硅氧烷
────────────────────────────────────
聚乙二醇-200M Carbowax 20M 462 氯仿60/250
────────────────────────────────────
二乙二醇丁DEGS586丙酮20/200
二酸脂
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
（4）新型高选择性固定液
新型高选择性固定液是一类特殊固定液，主要用于一些特殊样品的分析，例如不对称
选择合成中对映体纯度及过剩量的测定，手性药物中对映体纯度以及天然产物绝对构象的测
定等。这类特殊固定液不仅在毛细管气相色谱中应用广泛，在填充柱气相色谱中也有不错的
应用效果。
新型高选择性固定液主要有过渡金属混合物、液晶、手性化合物及有机盐类等。过渡
金属混合物通常用于分离顺反异构体，被称为―超选择性‖的填料。将其涂敷在载体或吸附剂
的表面可用于各种顺反异构体的分离。液晶是“液态晶体”的简称。是某些有机物在一定的
温度范围内所呈现的一种中间状态，即所谓的“中介相”。在这种中介相状态下，分子排列
有特殊的取向，分子的运动也有特殊的规律，从而液晶既具有液体的流动性和表面张力，又
有像晶体一样的各向异性。液晶有三种类型，即近晶型、向列型和胆甾型。它们的化学结构
通常为：
F M F
F：C n H2N╋1, C n H2N╋1O, C n H2N╋1OCO, C n H2N╋1OCOO;
M: -N=N-, -CH=N-, -C≡C-, -CO-O-,N=N
利用液晶作气相色谱固定液的优点是它们的高选择性，特别适合分离几何异构体和位置异构体的混合物。例如有人使用苯甲酸甲脂衍生物液晶固定相分离笨、甲苯、乙苯以及间位、邻位和对位的二甲苯混合物获得很好的结果。液晶固定液在填充柱中使用已经很成功，在毛细管柱上使用也显示出既有高柱效又有高选择性。但是这种固定液成膜性能较差，涂渍比较困难，易出现高温下固定相流失是其缺点。在国内，傅若农教授的实验室在这一领域已经作了许多开拓性的研究，合成了一批具有低相变温度的高分子液晶固定液[39]。
手性色谱固定液现在已发展成为一种分离对映体的特殊固定液。目前主要有三类：(1)氢键型手性色谱固定液；(2)形成包合物的手性色谱固定液; (3)金属配体交换的手性色谱固定液。
氢键型手性固定液这类手性色谱固定液主要用于分离氨基酸、羟基酸、羧酸、醇、胺、内酯、内酰胺等化合物的对映体。它们以手性氨基酸衍生物为选择体，利用对映体之间的氢键作用来达到分离的目的。将这类固定液再与聚硅氧烷固定液或毛细管壁交联，则形成手性聚硅氧烷固定液和交联手性固定液，其选择性和热稳定性都有较大的提高。缬氨酰叔丁胺因其对对映体的选择性强、外消旋趋势小而被选为常用的手性中心。许多研究表明，与手性碳原子相连的二级烷基、苯基取代基，与酰胺基相连的三级烷基取代基这类结构的手性中心对许多化合物都有高选择性。另外，手性中心的含量也是影响固定液的对映体选择性、耐温性的重要因素，如果手性中心含量太高就会使固定液的软化点升高，而含量太低则会降低固定液的对映体选择能力，较理想的手性中心含量为13～25％。新近合成并交联的一种高温手性聚合物固定液，在聚合物中引入一个更稳定的手性中心，在280℃加热10h不流失，不发生外消旋，是手性聚合物固定液在热稳定性上的重要进展。
形成包合物的手性固定液在形成包合物的手性固定液中，冠醚、环糊精及其衍生物和杯芳烃是近几年发展起来的一些高选择性手性固定液。由于它们都具有独特的环腔结构，所以是色谱中超分子化学理论的主要研究对象。环糊精类衍生物固定液主要拆分各种手性对映体，而冠醚类固定液主要分离各种位置异构体。
环糊精固定液主要是α-、β-、γ-环糊精的烷基化或酰基化衍生物，具有许多手性中心和特殊的笼状结构，能与被分析的化合物形成包合物，可分离非极性和弱极性的烃类、卤代烃类和环氧类化合物。其中以β-环糊精作色谱固定液的应用最为广泛。β-环糊精的内腔由亲脂性的–C-O-C–和=C-H 组成，自由羟基都伸向腔体外侧，中间空穴为0.5~0.8 nm，这种环状大分子空腔结构能包含许多化合物，能与对映体分子形成非对映包结物，导致对映体分子有
选择地保留，其空穴大小对于手性化合物的对映体选择包结起着重要的作用。
环糊精衍生物分离对映体具有以下特点：1. 可分离一些在手性酰胺固定液上不能分离的含氮化合物；2. 对醇、二醇、多醇和糖类手性化合物对映体选择性极高，这些化合物不需要衍生化就能得到基线分离；3. 可直接分离外消旋混合物；4. 能分离一些易挥发、强极性的外消旋物。总之，由于环糊精分子上2,3,6位羟基活性的差异，它们可以选择性地分离多种类型的手性化合物。不难预见，这种高选择性的手性固定液在合成肽、香料、激素和手性药物的立体化学等方面将有广阔的应用前景。
冠醚也是一类有一定大小环腔的大环聚醚化合物，具有王冠状结构。环外沿是亲脂性的一撑基(-CH2-CH2-)，环内沿是富电子的杂原子O、N、S 等，极性集中在环内的氧原子上，所以它可以高选择性地配合阳离子及极性化合物。冠醚作为色谱固定液还处于初级阶段，其分离机理目前尚不明了。这类色谱固定液又可分为小分子冠醚固定性、聚硅氧烷高分子冠醚固定液、小分子开链冠醚固定液和套索冠醚固定液。将小分子冠醚固定液涂渍在白色硅藻土、耐火砖或白色101载体上，对酚和苯的衍生物、氨基化合物及硝基苯酚和硝基苯胺的各种异构体等都能取得很好的分离结果。将小分子冠醚高分子化，采用交联或共聚、加成等方法，使得高分子冠醚固定液色谱柱不仅柱效提高，而且最高使用温度可达300℃，对多种化合物的不同异构体都具有良好的选择性。国内傅若农教授等制备了两种饱合漆酚冠醚固定液，对醇、酚和一些芳香化合物取得了很好的分离效果。开链冠醚是一种具有类似冠醚-CH2-CH2O-结构单元的非环多醚化合物，能分离一些非极性固定液不能分离的沸点相近的极性化合物，但热稳定性差，使用温度范围小(80~200℃)，柱寿命短，载气中如有水、氧等极易引起固定液降解，采用交联、键合PFG固定液或接枝到聚硅氧烷链等可弥补其不足。这类固定液可分析极性范围较宽的样品，如胺类异构体。武汉大学吴采樱教授合成的两种开链冠醚聚硅氧烷固定液，最高使用温度达310℃，对醇、酚、多种芳烃异构体具有良好的分离性能。套索冠醚固定液是在氮杂18冠6上引入―臂‖基团，构成了独特的三维立体结构，使其具有更有利于溶剂分子的多点识别和包合作用，具有柱效高、易涂渍、表面惰性好、无活性吸附等特点，是一种适用于分离醇、卤代烃、芳香烃等各类异构体的一种中等极性、高选择性、色谱性能良好的特殊色谱固定液。
同时具有冠醚和环糊精包结能力的杯芳烃是另一类环状低聚物。通过控制杯芳烃中苯酚单元的数目、改变相邻苯酚单元的桥联基或对杯芳烃的上、下缘进行改性等，可以制得数量众多且性能不同的功能化杯芳烃。胡旭波等合成的杯芳冠醚聚有机硅氧烷将杯芳冠醚的环腔结构与聚硅氧烷的柔顺性、易成膜性结合在一起，获得了有效塔板N=4500m-1的柱效，对醇类、卤代烃、芳烃、烷烃、各种多取代苯的位置异构体都具有良好的分离能力，使用温度范围宽，其热稳定性远远高于一般冠醚聚硅氧烷固定液。杯芳烃作为一种新型的特殊固定液还处于初始研究阶段，但这类环状低聚物是一类极具发展前景的新型色谱固定液。很有可能比冠醚和环糊精类固定液更优秀。
气相色谱柱知识详解
气相色谱柱知识详解 第一节气相色谱柱的类型 气相色谱法（gas chromatography, 简称GC）亦称气体色谱法，气相层析法。其核心即为色谱柱。 气相色谱柱有多种类型。从不同的角度出发，可按色谱柱的材料、形状、柱内径的大小和长度、固定液的化学性能等进行分类。色谱柱使用的材料通常有玻璃、石英玻璃、不锈钢和聚四氟乙烯等，根据所使用的材质分别称之为玻璃柱、石英玻璃柱、不锈钢柱和聚四氟乙烯管柱等。在毛细管色谱中目前普遍使用的是玻璃和石英玻璃柱，后者应用范围最广。对于填充柱色谱, 大多数情况下使用不锈钢柱，其形状有U型的和螺旋型的，使用U 型柱时柱效较高。按照色谱柱内径的大小和长度，又可分为填充柱和毛细管柱。前者的内径在24mm，长度为110m左右；后者内径在0.20.5mm，长度一般在25100m。在满足分离度的情况下，为提高分离速度，现在也有人使用高柱效、薄液膜的10m短柱。 根据固定液的化学性能，色谱柱可分为非极性、极性与手性色谱分离柱等。固定液的种类繁多，极性各不相同。色谱柱对混合样品的分离能力，往往取决于固定液的极性。常用的固定液有烃类、聚硅氧烷类、醇类、醚类、酯类以及腈和腈醚类等。新近发展的手性色谱柱使用的是手性固定液，主要有手性氨基酸衍生物、手性金属配合物、冠醚、杯芳烃和环糊精衍生物等。其中以环糊精及其衍生物为色谱固定液的手性色谱柱，用于分离各种对映体十分有效，是近年来发展极为迅速且应用前景相当广阔的一种手性色谱柱。 在进行气相色谱分析时，色谱柱的选择是至关重要的。不仅要考虑被测组分的性质，实验条件例如柱温、柱压的高低，还应注意和检测器的性能相匹配。有关内容我们将在以后章节中加以详细讨论。 第二节填充气相色谱柱 填充气相色谱柱通常简称填充柱，在实际分析工作中的应用非常普遍。据资料统计，日常色谱分析工作大约有80%是采用填充柱完成的。填充柱在分离效能和分析速度方面比毛细管柱差，但填充柱的制备方法比较简单，定量分析的准确度较高，特别是在某些分析领域（例如气体分析、痕量水分析）具有独特用途。从发展上看，虽然毛细管柱有逐步取代填充柱的趋势（例如已有一些日常分析使用PLOT柱代替过去常用的气固色谱填充柱），但至少在目前一段时期内，填充柱在日常分析中仍是一种十分有价值的分析分离手段。 填充柱主要有气固色谱柱和气液色谱填充柱两种类型。在色谱柱中关键的部分是固定相。在本节我们将首先介绍柱管的选择及其处理方法，然后再分别重点讨论气固色谱柱和气液色谱填充柱有关固定相的内容。
气相色谱色谱柱的选择及分类(20210225213401)
气相色谱色谱柱的选择及 分类 Prepared on 24 November 2020
气相色谱色谱柱的选择及分类 固定相的选择 当而对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。 非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。 极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、0、P、S或卤素。样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。 可极化物质一主要由C和H组成同时包含不饱和键。通常有：焕和芳香族化合物。 如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馀分中的慌，你可以试用OV-1毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-52或SE-54柱。 极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的WAX固定相。 膜厚选择 薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。 一般而言，色谱柱的膜厚为到umo对于流出达300c的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、笛族化合物等）能够很好的分析。对于更高的洗脱温度，可以用um的液膜。而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃?200c之间的物质，用1?Um的液膜效果较好。超厚膜（3?5um）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。由于这个原因，大口径柱都只有厚膜.厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。 长度选择 一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。30m柱是最普遍的柱长。超长柱（50、60或100m、150m）用于非常复杂的样品。
气相色谱柱分类和比较
A gilentGC色谱柱应用范围及与其他公司GC色谱柱对照表
HP-1－二甲基聚硅氧烷柱 说明：这是最常用的非极性键合固定相，HP-1（二甲基聚硅氧烷），具有极好的热稳定性并且在高温下流失很小，具有低的检测限 相似的固定相：DB-1,Rtx-1,SPB-1,CP Sil 5CB,MDN-1,DB-1h.t.,AT-1 007-1 恒温/程序升温温度范围：-60至325/350℃,-60至300/320℃0.53内径，-60至260/280℃>2.0mm液膜 应用：胺类、烃类、农药、多氯联苯、酚类、含硫化合物 HP-1 25m, 0.20mm, 0.33um HP-1 30m, 0.32mm, 0.25um HP-1 15m, 0.25mm, 0.25um HP-1 30m, 0.32mm, 1.0um HP-1 30m, 0.25mm, 0.25um HP-1 60m, 0.32mm, 0.25um HP-1 60m, 0.25mm, 0.25um HP-1 15m, 0.53mm, 1.5um HP-1 30m, 0.53mm, 2.65um HP-35-二苯基-65%-二甲基硅氧烷共聚物 说明：HP-35柱是用苯基取代甲基的聚硅氧烷固定相柱。EPA（美国环保暑）方法8081和UPS（美国药典）G-42中已经指定用此固定相。HP-3 5的中极性使其成为分析杀虫剂、除草剂、药物和胺的良好选择。 相似的固定相：DB-35,Rtx-35,SPB-35,AT-35,Sup-herb 等温/程序升温温度范围：-40至300/320℃40至280/300℃ 应用：芳氯物(Aroclors)、胺类、杀虫剂、药品 HP-35 15m, 0.25mm, 0.25um HP-35 30m, 0.32mm, 0.15um HP-35 30m, 0.25mm, 0.25um HP-35 30m, 0.32mm, 0.25um HP-35, 60 meter, 0.25mm, 0.25um HP-35 30m, 0.32mm, 0.5um HP-FFAP(键合和改性的交联聚乙二醇) 说明：HP-FFAP柱主要特点是能够分析有机酸、游离脂肪酸或用于一些需要定量分析微量酸样品。这一固定相经过改性并具有很强惰性，适合于分析溶于水的酸，碳数高达Ｃ24的脂肪酸可以用此柱进行分析，而无需费时费钱的衍生化处理。HP-FFAP柱是交联又键合的色谱柱，可以避免在进水样是色谱柱被毁坏，操作在60℃到260℃之间，不需要事先进行预处理即可得到好的结果，此柱可以用溶剂冲洗，延长寿命。 相似的固定相：DB-FFAP Stabilwax,OP WAX58cb,Nukol SP 1000D 等温/程序升温温度范围：60至240/250℃对0.35mm内径柱，６0℃到230/240℃ 应用：磷类、醇类、醛类、酮类、腈类。 HP-FFAP 25m, 0.20mm, 0.3um HP-FFAP, 30m, 0.32mm, 0.25um HP-FFAP, 30m, 0.25mm, 0.25um HP-FFAP 30m, 0.53mm, 1.0um
气相色谱法的基本知识及应用
高效液相色谱法(HPLC) 概述： 色谱法是一种应用范围相当广泛的分离分析技术，它已有近百年的发展史。 二十世纪五、六十年代石油及石油化工的突起促使了GC技术大发展，而七、八十年代生命科学、生化、制药工业的发展推动了HPLC的迅速发展。 目前除分析化学外，生物化学，石油化学，有机化学，无机化学等学科都普遍采用色谱技术。现代高效液相色谱仪，以其高效，快速和自动化等特点成为当代分析仪器中发展最快的仪器。HPLC已成为操作方便、准确、快速并能解决困难分离问题的强有力的分析手段。 适用范围广： 已知有机物中仅20%不经预先化学处理，可用GC分析；而其余80%有机物可用HPLC分析。HPLC适于分离生物、医学大分子和离子化合物，不稳定的天然产物，种类繁多的其它高分子及不稳定化合物。 第一课色谱法概述 色谱法是一种重要的分离分析方法，它是利用不同物质在两相中具有不同的分 配系数(或吸附系数、渗透性)，当两相作相对运动时，这些物质在两相中进行多次反 复分配而实现分离。在色谱技术中，流动相为气体的叫气相色谱，流动相为液体的叫 液相色谱。固定相可以装在柱内，也可以做成薄层。前者叫柱色谱，后者叫薄层色谱。 根据色谱法原理制成的仪器叫色谱仪，目前，主要有气相色谱仪和液相色谱仪。 色谱法的创始人是俄国的植物学家茨维特。1905年，他将从植物色素提取的石油 醚提取液倒人一根装有碳酸钙的玻璃管顶端，然后用石油醚淋洗，结果使不同色素得 到分离，在管内显示出不同的色带，色谱一词也由此得名。这就是最初的色谱法。后 来，用色谱法分析的物质已极少为有色物质，但色谱一词仍沿用至今，在50年代，色 谱法有了很大的发展。1952年，詹姆斯和马丁以气体作为流动相分析了脂肪酸同系物 并提出了塔板理论。1956年范第姆特总结了前人的经验，提出了反映载气流速和柱效 关系的范笨姆特方程，建立了初步的色谱理论。同年，高莱(Golay)发明了毛细管拄， 以后又相继发明了各种检测器，使色谱技术更加完善。50年代末期，出现了气相色谱 和质谱联用的仪器，克服了气相色谱不适于定性的缺点。则年代，由于检测技术的提 高和高压泵的出现，高效液相色谱迅远发展，使得色谱法的应用范围大大扩展。目前 ，由于高效能的色谱往、高灵敏的检测器及微处理机的使用，使得色谱法已成为一种 分析速度快、灵敏度高、应用范围广的分析仪器。 在这里主要介绍气相色谱分析法。同时也适当介绍液相色谱法。气相色谱法的 基本理论和定性定量方法也适用于液相色谱法。其不同之处在液相色谱法中介绍。 第二课气相色谱仪 典型的气相色谱仪具有稳定流量的载气，将汽化的样品由汽化室 带入色谱柱，在色谱柱中不同组分得到分离，并先后从色谱柱中流出， 经过检测器和记录器，这些被分开的组分成为一个一个的色谱峰。色 谱仪通常由下列五个部分组成：
气相色谱柱的选择
气相色谱柱的选择 当面对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、O、P、S或卤素。样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。可极化物质——主要由C和H组成同时包含不饱和键。通常有：炔和芳香族化合物。我公司提供的色谱柱品种齐全，能够完全满足你分析的需要。如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馏分中的烃，你可以试用SE-30毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-54或OV-35柱。极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的W AX 固定相。 毛细管色谱柱规格的选择 1、膜厚 薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。一般而言，色谱柱的膜厚为0.25到0.5μm。对于流出达300℃的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、甾族化合物等）能够很好的分析。对于更高的洗脱温度，可以用0.1μm的液膜。而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃～200℃之间的物质，用1～1.5μm的液膜效果较好。超厚膜（3～5μm）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。由于这个原因，大口径柱都只有厚膜。厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。 2、长度 一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。30m柱是最普遍的柱长。超长柱（50、60或100m、150m）用于非常复杂的样品。 柱长度在柱性能上不是一个重要参数，例如：加倍柱长，恒温分析时间则加倍但峰分辨率仅增大约40%。如果分析只是比较好但不是特别好时，有比增加柱长度更好的办法来改进分析结果，如考虑更薄的膜，优化载气流量或用程序升温等。 分析活性极强的组分是一种特殊情况。如果样品与柱材质接触，那么峰会严重拖尾。较厚的膜、相对短的柱可以由于较少的柱材和较厚的固定液体掩盖其表面以屏蔽活性表面从而减少相互作用的机会。 3、内径 增加直径意味着需要更多的固定相，即使厚度不增加，也有较大的样品容量。同时也意味着降低了分离能力且流失较大。小口径柱为复杂样品提供了所需的分离，但通常因为柱容量低需要分流进样。如果分离度的降低能够接受的话，大口径柱可以避免这一点。当样品容量是主要的考虑因素时，如：气体、强挥发性样品、吹扫和捕集或顶空进样，大内径甚至PLOT 柱可能比较合适。同时色谱柱内径的选择中要考虑仪器的限制和要求。填充柱的进样口可以使用大口径毛细管柱（0.53mm内径），而小口径柱就不一定能够被连接在仪器上使用。毛细管柱的进样口一般可以用于所有内径范围的毛细管柱。（0.1mm、0.25mm、0.32mm、0.53mm）直接联用的GC/MSD和MSD需要小口径柱，因为真空泵不能处理大口径柱的大流量。查明你的整个系统看看你适合那些柱内径的色谱柱。
气相色谱柱和毛细管柱结构特点
气相色谱柱和毛细管柱结构特点，它们有什么不同点，主要是结构上，还有实验应用上，一定详细，谢谢啊 最佳答案 气相色谱柱分填充柱和毛细管柱。填充柱的填料可以是多孔性粒状系缚剂或在惰性载体颗粒表面均匀的涂敷一层很薄的固定液膜。填充柱常用内径2-5mm，长0.5-10m的金属管或玻璃管。填充柱制备简单，可供选用的载体、固定液、吸附集种类很多，因而具有广泛的选择性，有利于解决各种各样组分的分离分析问题，应用比较普遍。此外，填充柱的样品负荷量大，可用于制备色谱其缺点是柱渗透性较小，传质阻力较大，柱子不能过长，因而分离效率较低。柱效的选择问题，视试样组分而定，许多分析并不需要很高的分离效率，因此填充柱仍有其广泛的应用前景。如工业废水中硝基苯的分析、苯系物的分析等用填充柱气象色谱法足以满足分析要求。现在的填充柱一般只分析气体用。毛细管柱则又可分为空心毛细管柱和填充毛细管柱两种。空心毛细管柱是将固定液直接涂在内径只有0.1～0.5mm的玻璃或金属毛细管的内壁上，填充毛细管柱是近几年才发展起来的，它是将某些多孔性固体颗粒装入厚壁玻管中，然后加热拉制成毛细管，一般内径为0.25～0.5mm。 气相色谱柱选择指南 1)柱长度的选择 分辨率与柱长的平方根成正比。在其他条件不变的情况下,为取得加倍的分辨率需有4倍的柱长。较短的柱子适于较简单的样品,尤其是由那些在结构、极性和挥发性上相差较大的组分组成的样品。 一般来说： 15m的短柱用于快速分离较简单的样品，也适于扫描分析； 30m的色谱柱是最常用的柱长，大多数分析在此长度的柱子上完成； 50m、60m或更长的色谱柱用于分离比较复杂的样品。 应该注意，柱长增加分析时间也增加。 2)柱内径的选择 柱径直接影响柱子的效率、保留特性和样品容量。小口径柱比大口径柱有更高柱效，但柱容量更小。 0.25mm：具有较高的柱效，柱容量较低。分离复杂样品较好。 0.32mm：柱效稍低于0.25mm的色谱柱，但柱容量约高60%。 0.53mm：具有类似于填充柱的柱容量，可用于分流进样，也可用于不分流进样，当柱容量是主要考虑因素时（如痕量分析），选择大口径毛细管柱较为合适。 3)液膜厚度的选择 液膜厚度影响柱子的保留特性和柱容量。厚度增加，保留也增加。 0.1～0.2μm ：薄液膜厚度的毛细管柱比厚液膜的毛细管柱洗脱组分快，所需柱温度低，且高温下柱流失较小，适用高沸点的化合物的分析。 0.25～0.5μm ：常用的液膜厚度。 厚液膜：对分析低沸点的化合物较为有利。
气相色谱之色谱柱篇
气相色谱柱 学习完本单元你应该掌握： 解释和说明气相色谱中分析物和固定相之间的相互作用力。 针对不同的分析物和应用类型选择合适的色谱固定相。 针对不同应用类型选择合适的色谱柱规格。 理解如何调整色谱柱的物理参数，从而能在合理的时间内获得高质量的分离效果 掌握在实际操作中色谱柱的存放、安装和老化原则。 比较对照气相填充柱和气相毛细管的异同。 描述气相色谱作用力与保留时间的关系及分子间基本的相互作用力。 探讨各种不同种类的色谱固定相，以及选择固定相时的关键因素； 研究气相毛细管色谱柱的重要物理参数，以及与气相色谱保留时间、分离度和柱效率之间的关系 简述色谱柱流失以及降低柱流失的方法 正确安装色谱柱和老化操作 气相毛细管色谱柱 毛细管色谱柱出现在1958年9月Golay发表的专利中，但是从那 以后并没有被广泛使用，直到19世纪70年代后期才开始越来越流行。而现在绝大多数气相色谱仪使用毛细管色谱柱。空心毛细管柱是一个长且细的二氧化硅管在其内壁涂有固定相薄膜，膜的厚度非常薄，固定相一般包括聚合物液体、树脂、微粒或沸石。因此，将这种色谱柱称为涂
壁空心柱(WCOT)，在所有气相色谱柱中分辨率及柱效率最高。这主要是由于毛细管色谱柱技术可以实现细长且均匀的固定相薄膜。 石英玻璃是生产涂壁空心毛细管色谱柱最好的材料，因为其可塑性强、化学惰性而且柱效率很高。当聚合物固定相完全“湿润”玻璃管，便在其内表面形成均匀的固定相薄膜。虽然使用的石英玻璃具有较高的抗拉强度，但是，石英管的管壁很薄，在实验室环境中也很容易被快速腐蚀或损坏。因此，在色谱柱的外表面涂有聚酰亚胺的保护层，可以使最高使用温度(硅胶柱)达到360℃左右。 在使用过程中若所需柱炉温度较高，可选用不锈钢包裹的石英柱。石英管的内表面用化学方法处理减小样品与管道之间的相互作用。所选用的试剂和涂层方法取决于管壁的固定相类型。大多数色谱柱需要进行硅烷化，即石英管表面的硅醇基(Si-OH)与一个硅烷试剂进行反应 (相关内容见钝化作用章节)。 气相色谱填充柱与毛细柱的比较 气相色谱填充柱通常用玻璃或不锈钢制成。填充柱由固定相涂层的二氧化硅颗粒(通常在30/40目到100/120目之间)填充而成，颗粒越小
气相色谱色谱柱的选择及分类
气相色谱色谱柱的选择及分类 1.1 固定相的选择 当面对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。 非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。 极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、O、P、S或卤素。样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。 可极化物质——主要由C和H组成同时包含不饱和键。通常有：炔和芳香族化合物。 如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馏分中的烃，你可以试用OV-1毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-52或SE-54柱。 极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的WAX固定相。 1.2膜厚选择 薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。 一般而言，色谱柱的膜厚为0.25到0.5μm。对于流出达300℃的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、甾族化合物等）能够很好的分析。对于更高的洗脱温度，可以用0.1μm的液膜。而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃～200℃之间的物质，用1～1.5μm的液膜效果较好。超厚膜（3～5μm）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。由于这个原因，大口径柱都只有厚膜。厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。 1.3长度选择 一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。30m柱是最普遍的柱长。超长柱（50、60或100m、150m）用于非常复杂的样品。
气相色谱法检测时色谱柱的选择
气相色谱法检测时色谱柱的选择 气相色谱柱是样品中残留溶剂测定的理论与物质基础,所以对色谱柱的选择也是最关键的步骤。气相色谱柱可分为填充柱和毛细管柱两大类,其中填充柱又分玻璃柱和不锈钢柱;毛细管柱按柱__口直径一般又有0153mm和0132mm两种规格,前者又叫大口径毛细管柱,柱容量大,在残留溶剂测定中应用较多。由于毛细管柱造价高,中国药典2000年版结合中国国情,用填充柱测定,美国药典24版（USPXXIV）和英国药典2000年版（BP2000）要求用毛细管柱。从填料来分,填充柱一般选用高分子多孔小球系列（GDX101,GDX102,GDX103,GDX301,GDX401）直接测定。GDX的表面积大（1～500m2/g）,有一定的机械强度,可在250℃以下应用。无论极性还是非极性物质,在这种固定相上的拖尾现象都降到最低限度;它和羟基的化合物亲和力极小,可使水、醇类物质大大提前流出柱子;氧化氮、HCN、NH3、SO2、COS等活泼气体可以很快流出,不干扰测定,这些优点对残留溶剂测定来说是比较理想的。 这类填料的应用约占填充柱测定残留溶剂的文献的90%。GDX既是性能优良的吸附剂,能直接作为气相色谱的固定相,直接用于气固分析,也能作为担体涂布 PEG系（PEG20M,PEG2M,PEG10000,PGE5000）,DEGS（丁二酸二乙二醇酯）,DG （缩二甘油）,丙二醇乙二酸聚酯,OV- 225,SE52（苯基甲基硅酮）等固定液,用于残留溶剂测定,当然担体的选择也有多种,如6201、硅藻土、PoraparkQ等。在柱子的选择上,一般选用GDX系列就能解决问题,但对于某些样品,就需要用某些固定液来进行分离才能满足要求,如二甲基甲酰胺26。选择原则是相似相溶,对于醇、胺等能形成氢键的物质,除上面介绍的GDX外,也可选择极性固定液。另外也可将不同极性的固定液混合涂布在担体上进行分离27。 毛细管柱的种类也很多,如 OV-101,SE-54,CP-Sil-5CB28,AC-20,SE-30,HP-5,HP-20M,100%二甲基硅氧 烷,AT- 624,TFAP等,一般长10～30m不等。填充柱价格便宜,易得,一直占据溶剂残留量检测的主导地位,只是柱效较低,只有500～1000左右,分离复杂样品的能力差。杨绍英、陈志华在测定心痛定中两种残留溶剂时就分别用两种色谱条件,比较麻烦29。但填充柱仍然是我们的首要选择。张咏梅、洪铮在紫杉醇原料药中有机溶剂残留量的气相色谱分析中,应用GDX401填充柱同时检测甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷,方法准确可靠30。王卫、高立勤在测定盐酸莫索尼定有机溶剂残留量时以正丙醇为内标,用GDX-401填充柱测定乙醚和异丙醇的残留量,方法灵敏、准确、可信31。 邓湘昱也用GDX-401填充柱测定盐酸土霉素中残留甲醇,结果证明方法简单可靠32。黄剑英、顾以振用GDX-401填充柱、用恒温条件建立同时测定中国药典规定的7种溶剂的测定方法,方法分离度较好,准确可靠33。这些均说明填充柱在测定残留溶剂中的重要作用。近年来,毛细管柱应用越来越多,有取而代之的趋势。特别是近两年,文献报道关于残留溶剂测定的文章中,用毛细管柱测定的约占总数的90%,填充柱只占10%,由此可见其趋势。毛细管柱的理论塔板数约为10万左右,与填充柱相比柱效和灵敏度均要高的多,对复杂和微量残留溶剂的分析能力有极大的提高,所以选择毛细管柱一般都能解决分离问题。其中柱口直径为0153mm的大口径毛细管柱因其柱容量大尤其应用广泛。姚倩、李章万、张
常用色谱柱简介
常用色谱柱简介 气相色谱毛细柱 （键合，聚二甲基硅氧烷） HP-1，DB-1，P-1，CP-SIL5CB， Ultra-1,007-1,RTx-1,AT-1 类似固定相：SE-30，SP-2100，OV-1，OV-101,使用 温度：-60℃-320℃ 应用范围：烷烃，芳烃，多环芳烃，醇，酚，酮，酯，醛，胺，卤代烃，吡啶，糖衍生物，氨基酸衍 生物，维生素衍生物，镇痛药，农药，溶剂，胆固SPB-50型中等极性柱 醇，香料，咖啡，食品添加剂等。 (键合, 50%二苯基,50%二甲基聚硅氧烷) 对照品牌：HP-50，HP-17，DB-17，RTx-50，AT-50 SPB-5型弱极性柱 类似固定相：OV-17, SP-2250,使用温度：30℃-310℃（键合，5%苯基，95%甲基聚硅氧烷） 应用范围：烷烃，低沸点芳烃，多环芳烃，醇，甘 对照品牌：HP-5，DB-5，BP-5，CP-SIL 8CB， 油三酸酯，喹啉，卤素化合物，香料，农药，酯，Ultra-2, ,RTx-5,AT-5 镇痛药，除草剂等。 类似固定相：SE-54，SE-52，OV-73 使用温度： -60℃-320℃ PTE-5，PTE-5QTM型弱极性柱
应用范围：烷基苯，多环芳烃，醇，酚，酮，脂肪(MS专用柱,键合,5%苯基,95%甲基聚硅氧烷) 酸酯，苯二甲酸酯，硝基芳烃，芳胺，烷基胺，联 对照品牌：HP-5 MS，DB-5 MS, DB-5.625，XTI-5， 苯胺，卤代烃，多氯联苯，，糖类衍生物，维生素衍BPX625，半挥发污染物分析柱（US EPA方法525， 生物，有机酸，镇痛药，农药，抗组胺药，溶剂，625.5，625） 生物碱，防腐剂，香料等。 类似固定相：SE-54,SE-52 使用温度：-60℃-320℃ 应用范围：多氯联苯，胺，有机磷，有机氯农药，SUPELCOWAX 10型极性柱 含氯除草剂，酚，苯胺，香料等。 (键合,聚乙二醇二万) 对照品牌：HP-Wax，DB-Wax，BP-20，CP-Wax 52CB，SPB-1701型中等极性柱 HP-INNO Wax,AT-Wax (键合, 14%氰丙基,86%二甲基聚硅氧烷) 类似固定相：PEG-20M, CARBOWAX-20M,使用温 对照品牌：HP-1701，DB-1701，RTx-1701，AT-1701，度：35℃-280℃ BP-10，CPSil19CB 应用范围：低沸点芳烃，醇，酮，酸，酯，醛，醚， 类似固定相：OV-1701,SP-2250 使用温度：室温-280 乙二醇，丙二醇，甘油，吡啶，胺，亚硝胺，卤代 ℃ 烃，胆汁酸衍生物，冰片，薄荷，精油，香料，酒，
图解气相色谱柱
一分钟认识气相色谱柱 我们见到的绝大多数气相色谱柱都长成下面这个样子。外人都会觉得很奇怪，说你这个像一卷鱼线的东西，怎么能叫柱子呢？ 1结构 这种柱子叫做毛细管色谱柱，是最常用的一种色谱柱。 在长长的石英毛细管的内部加上一层薄薄的固定相液体涂层，在外部加上一层聚酰胺外套，用来增加毛细管的韧性和抗腐蚀的能力。 这就组成了我们最常见的壁涂层开口毛细管柱。
2分离原理 根据进入色谱柱的化合物的极性，沸点等一系列的化学性质，固定相对于它们有着不同的吸附和解吸附的能力，导致化合物在色谱柱上被分离。
我们还是拿长跑比赛来做例子，如果蝙蝠侠和超人赛跑，谁会跑得快呢？ 这主要取决于跑道旁边的粉丝。 如果跑道旁边全是超人的疯狂粉丝，各种握手，拥抱，求合影，他能快的起来吗？相反，如果跑道旁边全是蝙蝠侠的粉丝，超人就能全神贯注，最先到达终点啦。 所以大家可以看到，不同固定相的色谱柱，对于化合物的分离能力是不一样的，同样的化合物，在一根色谱柱上无法分开，在另外一种色谱柱上就可以分开了。 3固定相类别 了解了固定相对于分离的作用原理后，我们还是来看看，固定相到底是个什么东西？固定相以液态的形式附着于毛细管的内壁。
聚硅氧烷是最常见的固定相，如果100%的R都是甲基的话，这种柱子就是1号柱，也就是我们常见的HP1等。 如果其中5%的R是苯基，剩下95%的是甲基的话，这种柱子就是5号柱。 如果35%的R是苯基，就是DB35。 如果50%的R是苯基的话，就是DB17。
除了苯基取代的固定相，还有氰丙基-苯基取代的固定相。 如果14%的R是氰丙基-苯基的固定相，就是常用的1701柱，比如DB1701。 当然，还有许多不同取代基团的各种固定相，他们都可以理解成不同的粉丝群体。需要根据要分离什么化合物，去决定使用什么样固定相的色谱柱。 举个例子，你本来要把超人，美国队长，蝙蝠侠这些动漫英雄分开，选的粉丝群体却全是60岁以上大爷大妈，结果能分开吗？
气相色谱进样方式的选择
气相色谱分析中,要求液体样品的进样量较少，而且进样需要准确、快速,并有较高的重现性。但在日常的气相色谱分析中，特别是对于毛细管气相色谱来说，液体样品的进样常常会有一些问题产生。只有使用高效、可靠的进样系统才能解决这些问题。通常使用的液态样品进样技术有四种：分流进样、不分流进样、柱头进样、程序升温进样。下面将主要介绍这几种进样方式在分析液态样品中的应用。 分流进样 分流进样，先将液体样品注入进样器的加热室中，加热室迅速升温使样品瞬间蒸发；在大流速的载气的吹扫下，样品与载气迅速混合，混合气通过分流口时大部分的混合气体被排出而少量的混合气体进入色谱，进行分析。分流有两个目的:一是减少载气中样品的含量使其符合毛细管色谱进样量的要求；二是可以使样品以较窄的带宽进入色谱柱。但这种进样方式只有1-5%的样品可以进入色谱柱，不适合样品中痕量组分的分析。当使用火焰离子化检测器（FID）时，分析的检测限约为50ppm（w/w）。在进样过程中，进样针将样品注入加热室时，部分挥发性组分会损失掉，所以这种进样方式的分析重现性不高。分流模式进样适合分析挥发性物质，在定量分析时待测化合物的沸点要求低于n-C20的沸点。分流模式进样不适合分析热不稳定性物质。因为在加热室中常常会发生待测物质的分解反应，尤其是使用玻璃纤维填料的衬管时。虽然分流进样方式有许多弊端，但是由于它操作简便、适应性强,仍然是分析工作中最常使用的进样方式之一。 不分流进样 不分流式进样和分流式进样需要的设备相似。样品在导入加热的衬管后迅速蒸发，这时关闭分流管将样品导入色谱柱中。在20-60秒后开启分流阀将加热的衬管中的微量蒸汽排出。待测组分在较低的柱温下由于溶剂效应在色谱柱顶端再次富集，使样品以较窄的带宽进行分离。理想的再富集是溶质组分在色谱柱入口形成一层液膜。这种效果可以通过使用弱极性溶液作为溶剂来实现。对于极性较强的溶剂如甲醇，只能小体积进样（<2μl）。如果进样体积较大，样品的峰形就会失真。类似的情况在分流进样模式中也会发生。因为样品需要在加热室中放置更长的时间，所以不分流进样模式的热分解效应比分流进样模式更明显。与分流进样模式相比不分流进样更适于用对痕量组分的分析。
气相色谱柱的正确安装
色谱柱的正确安装才能保证发挥其最佳的性能和延长使用寿命。 正确的安装请参考以下步骤： 步骤1. 检查气体过滤器、载气、进样垫和衬管等检查气体过滤器和进样垫，保证辅助气和检测器的用气畅通有效。如果以前做过较脏样品或活性较高的化合物，需要将进样口的衬管清洗或更换。 步骤2.将螺母和密封垫装在色谱柱上，并将色谱柱两端要小心切平. 步骤 3.将色谱柱连接于进样口上色谱柱在进样口中插入深度根据所使用的GC仪器不同而定。正确合适的插入能最大可能地保证试验结果的重现性。通常来说，色谱柱的入口应保持在进样口的中下部，当进样针穿过隔垫完全插入进样口后如果针尖与色谱柱入口相差1-2cm，这就是较为理想的状态。避免用力弯曲挤压毛细管柱，并小心不要让标记牌等有锋利边缘的物品与毛细柱接触摩擦，以防柱身断裂受损。将色谱柱正确插入进样口后，用手把连接螺母拧上，拧紧后（用手拧不动了）用扳手再多拧1/4-1/2圈，保证安装的密封程度。因为不紧密的安装，不仅会引起装置的泄漏，而且有可能对色谱柱造成永久损坏。 步骤 4.接通载气当色谱柱与进样口接好后，通载气, 调节柱前压以得到合适的载气流速（见下表）。柱前压设置为Psi 15m 25m 30m 50m 100m 0.20mm 10-15 20-30 18-30 40-60 80-120 0.25mm 8-12 13-22 15-25 28-45 55-90 0.32mm 5-10 8-15 10-20 16-30 32-60 0.53mm 1-2 2-3 2-4 4-8 6-14 (以上仅为建议的起始设置，具体数值要依据实际的载气流速。)将色谱柱的出口端插入装有己烷的样品瓶中，正常情况下，我们可以看见瓶中稳定持续的气泡。如果没有气泡，就要重新检查一下载气装置和流量控制器等是否正确设置，并检查一下整个气路有无泄漏。等所有问题解决后，将色谱柱出口从瓶中取出，保证柱端口无溶剂残留，再进行下一步的安装。 步骤 5.将色谱柱连接于检测器上其安装和所需注意的事项与色谱柱与进样口连接大致相同。如果在应用中系统所使用的是ECD或NPD等，那么在老化色谱柱时，应该将柱子与检测器断开，这样检测器可能会更快达到稳定。 步骤 6.确定载气流量，再对色谱柱的安装进行检查注意：如果不通入载气就对色谱柱进行加热，会快速且永久性的损坏色谱柱。 步骤7.色谱柱的老化色谱柱安装和系统检漏工作完成后，就可以对色谱柱进行老化了。对色谱柱升至一恒定温度，通常为其温度上限。特殊情况下，可加热至高于最高使用温度10-20℃左右，但是一定不能超过色谱柱的温度上限，那样极易损坏色谱柱。当到达老化温度后，记录并观察基线。初始阶段基线应持续上升，在到达老化温度后5-10分钟开始下降，并且会持续30-90分钟。当到达一个固定的值后就会稳定下来。如果在2-3小时后基线仍无法稳定或在15-20分钟后仍无明显的下降趋势，那么有可能系统装置有泄漏或者污染。遇到这样的情况，应立即将柱温降到40℃以下，尽快的检查系统并解决相关的问题。如果还是继续的老化，不仅对色谱柱有损坏而且始终得不到正常稳定的基线。一般来说，涂有极性固定相和较厚涂层的色谱柱老化时间长，而弱极性固定相和较薄涂层的色谱柱所需时间较短。而PLOT色谱柱的老化方法有各不相同。PLOT柱的老化步骤:HLZ Pora 系列250℃， 8小时以上Molesieve(分子筛) 300℃ 12小时Alumina(氧化铝) 200℃ 8小时以上由于水在氧化铝和分子筛PLOT柱中的不可逆吸附，使得这两种色谱柱容易发生保留行为漂移。当柱子分离过含有高水分样品后，需要将色谱柱重新老化，以除去固定相中吸附的水分。
气相色谱色谱柱的选择及分类
气相色谱色谱柱的选择及分类 1.1固定相的选择 当面对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。 非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。 极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、O、P、S或卤素。样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。 可极化物质——主要由C和H组成同时包含不饱和键。通常有：炔和芳香族化合物。 如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馏分中的烃，你可以试用OV-1毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-52或SE-54柱。 极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的WA X固定相。 1.2膜厚选择 薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。 一般而言，色谱柱的膜厚为0.25到0.5μm。对于流出达300℃的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、甾族化合物等）能够很好的分析。对于更高的洗脱温度，可以用0.1μm的液膜。而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃～200℃之间的物质，用1～1.5μm的液膜效果较好。超厚膜（3～5μm）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。由于这个原因，大口径柱都只有厚膜。厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。 1.3长度选择 一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。30m柱是最普遍的柱长。超长柱（5 0、60或100m、150m）用于非常复杂的样品。 柱长度在柱性能上不是一个重要参数，例如：加倍柱长，恒温分析时间则加倍但峰分辨率仅增大约40%。如果分析只是比较好但不是特别好时，有比增加柱长度更好的办法来改进分析结果，如考虑更薄的膜，优化载气流量或用程序升温等。 分析活性极强的组分是一种特殊情况。如果样品与柱材质接触，那么峰会严重拖尾。较厚的膜、相对短的柱可以由于较少的柱材和较厚的固定液体掩盖其表面以屏蔽活性表面,从而减少相互作用的机会。 1.4内径选择
气相色谱的使用经验和色谱柱的选择
如何能选择到理想的色谱柱, 如何知道应该选用什么色谱柱 一些分析工作只能选定一种特定的色谱柱而不能自由的选择色谱柱.有的分析方法虽然可以选用相同的色谱柱也可以工作, 但是对这些样品却并非是最佳的选择. 所使用柱子选择是否正确所选择的柱子是否是经过性能调查取得最佳结果所使用的柱子是否是色谱仪方法调试时刚巧装上以后便直接使用, 色谱柱的选择对分析方法是否成功是一个很苛刻的问题. Restek 有900 多种不同的毛细管柱.如果不知道如何准确的选择色谱柱, 其结果将会影响分析结果. 我们介绍的的色谱柱材料,参数,诸如固定相极性,内径,膜厚和柱长等将有助于分析时选择合适的色谱柱.另外也可以帮助你审定一下你已经 采用的色谱柱是否是最佳选择.可以从中选择最恰当的色谱柱以帮助提高分辨率,分析速度以及定量的结果. 色谱柱材料:石英柱管及MXT柱管 石英和MXT不锈钢两种柱管材料都具有钝化和柔性的优越性.在很多的应用场合都使用这两种材料.由于MXT柱管材料的优越性,现在很多毛细管GC 都越来越多的使用这种材料.MXT柱管材料抗磨损,耐刮擦,当GC 在任何温度下工作时,产生自然断裂的机会很少.它可以卷成很小的螺旋直径以适应类似手提便携式色谱使用.在操作条件恶劣情况下,不锈钢MXT柱是最佳选择.另外,MXT柱管在高温色谱中耐温可达430℃(取决于固定相的耐温情况).当对折断的问题考虑较少,而且希望能观察鉴别柱内不挥发物质的污染时最好选择石英玻璃柱.石英玻璃柱适合于使用紧压式接头方式安装保护柱,也可以做成一体柱. 固定相选择 选择一个新色谱柱的时候, 首要是要考虑的是固定相. 在分析物质和固定相功能团之间有不同的相互作用关系.这种相互作用对分析的影响比任何其他因素都重要.因此应该尽量的多了解色谱柱和要分析的样品.固定液的选择应遵循"相似相溶"的基本原理.在分析非极性的样品时, 非极性固定液是首选.这时, 固定液与被分离组分间主要靠色散力起作用,固定液的次甲基越多, 色散力越强. 各组分基本上按沸点顺序彼此分离. 沸点低的先流出. 如果被分离的组分是极性和非极性的混合物, 则同沸点的极性物质先流出. 对于极性物质的分离, 首选为极性固定液. 这类固定液分子中含有极性基团, 组分与固定液之间的作用力主要是静电力, 诱导力和色散力则占次要地位. 各组分的流出顺序按极性排列, 极性小的先流出, 极性大的后流出.如果样品是极性和非
气相色谱柱的基本知识
气相色谱柱的基本知识 本文简单介绍了气相色谱柱固定相极性、保留机制、基本柱参数，以及气相柱固定相选择的方法。仅供参考。 1、固定相极性：极性或非极性。相似相容原理：非极性化合物-非极性固定相 80%的应用使用最普遍的固定相：ZB-1、ZB-5、ZB-WAX；其他20%的应用使用特殊固定相。 Q Q 3 0 9 3 3 5 7 4 0 5 2、固定相保留机制：（1）色散力；（2）永久偶极；（3）诱导偶极；（4）H-键合；（5）π-π键合（1）色散力：非极性相互作用，最弱的作用力，按沸点差别分离 对应色谱柱：ZB-1、ZB-1ms、ZB-5、ZB-5ms （2）偶极-偶极：极性相互作用，中等强度，最普遍用于含O、N或卤化的化合物 对应色谱柱：ZB-624、ZB-1701、ZB-wax、ZB-waxplus、ZB-FFAP （3）H-键合：极性相互作用，最强的相互作用（有时是不利的） 对应色谱柱：ZB-wax、ZB-waxplus、ZB-FFAP （4）π-π作用：π电子的相互作用，中等强度，如芳香族、腈类、羰类和烯/炔 对应色谱柱：ZB-5、ZB-5ms、ZB-35、ZB-50、ZB-624、ZB-1701 3、气相柱基本柱参数，膜厚、柱容量、色谱柱极限温度 图1 色谱柱规格描述 （1）膜厚：一根气相柱的膜厚度会影响到几个重要的色谱参数 ①保留：厚膜柱对低沸点化合物有更强保留 ②柱效：膜越薄柱效越高 ③活性：膜越厚对酸碱的活性越低 ④载样量：膜越厚载样量越大 ⑤流失：膜越薄流失越低 （2）柱容量：色谱柱对溶质可容纳的最大值，超过该值，峰型会发生畸变。 与柱容量相关的因素：①固定相与溶质极性的匹配性；②膜厚；③内径；④柱长
气相色谱基础知识
气相色谱基本知识 1、什么是气相色谱法 以气体为流动相（称载气）的色谱分析法称气相色谱法（GC ）。 2.、气相色谱是基于时间的差别进行分离 在加温的状态下使样品瞬间气化，由载气带入色谱柱，由于各组分在固定相与流动相（载气）间相对吸附能力/保留性能不同而在两相间进行分配，在色谱柱中以不同速度移动，经一段时间后得到分离，再依次被载气带入检测器，将各组分的浓度或质量转换成电信号变化并记录成色谱图，每一个峰代表最初混合物中不同的组分。峰出现的时间称为保留时间（t R ），可以用来对每个组分进行定性，根据峰的大小（峰面积）对每个组分进行定量。 涉及的几个术语： 固定相（stationary phase ）： 在色谱分离中固定不动、对样品产生保留的一相； 流动相（mobile phase ）：与固定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另一相； 色谱图：若干物质的流出曲线，即在不同时间的浓度或响应大小； 保留时间 （retention time ，t R ）：样品注入到色谱峰最大值出现的时间； 3、气相色谱法特点 3.⒈选择性高：能分离同位素、同分异构体等物理、化学性质十分相近的物质。 3.⒉分离效能高：一次可进行含有150多个组分的烃类混合物的分离分析。 3.⒊灵敏度高：气相色谱可检测11 10 -～13 10 -ｇ的物质。 3.⒋分析速度快：一般几分钟或几十分钟便可完成一个分析周期。 3.⒌应用范围广：450℃以下有不低于27～330Pa 的蒸气压，热稳定性好的物质。
3.⒍缺点：不适应于大部分沸点高的和热不稳定的化合物；需要有已知标准物作对照。 4、气相色谱系统 主要包括五大系统：载气系统、进样系统、分离系统、检测系统和记录系统。基本流程如下 脱水管限流器 4.1、载气系统： 可控而纯净的载气源。载气从起源钢瓶/气体发生器出来后依次经过减压阀、净化器、气化室、色谱柱、检测器，然后放空。 载气必须是纯洁的（99.999%），要求化学惰性，不与有关物质反应。载气的选择除了要求考虑对柱效的影响外，还要与分析对象和所用的检测器相配。常用的载气有氢气、氮气、氦气等惰性气体。一般用热导检测器时，使用氢气、氦气，其它检测器使用氮气， 净化器：多为分子筛和活性碳管的串联，可除去水、氧气以及其它杂质。 4.2、进样系统： 包括气化室和进样装置，保证样品瞬间完全气化而引入载气流。常以微量注射器(穿过隔膜垫)将液体样品注入气化室。 进样条件的选择:影响色谱的分离效率以及分析结果的精密度和准确度 气化室温度：一般稍高于样品沸点，保证样品瞬间完全气化； 进样量：不可过大，否则造成拖尾峰，进样量不超过数微升；柱径越细，进样量应越少；采用毛细管柱时，应分流进样以免过载； 进样速度（时间）：1秒内完成，时间过长可引起色谱峰变宽或变形。 4.3分离系统： 分离系统是色谱分析的心脏部分，是在色谱柱内完成试样的分离，因为大多数分离都强烈