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嘉峪檢測網 2021-10-12 21:11
在色譜分析中,柱溫是最重要的工作參數之一。我們總是需要通過調節柱溫來改善分離效果。但是溫度變化對固定相自身的影響常常被忽略。不同的溫度會對色譜柱固定的自身或分離效果產生不同的影響,接下來咱們就一起看看。
實際上,任何固定相都有一個適用的溫度范圍,我們在調節柱溫時必須要考慮這一范圍。如果超出這一范圍使用,不僅無法達到預期的效果,還可能對色譜柱造成不可逆的損壞。
高溫對固定相有哪些損害?
首先是揮發問題。固定相雖然是沸點很高的物質,但是在較高穩定性仍然具有一定的蒸氣壓,會隨載氣揮發。因此在檢測器中檢測到的信號實際上是固定相蒸汽與目標物共同產生的,只有當固定相蒸汽濃度遠低于目標物時才能實現準確定量。如果固定相蒸汽濃度太高,就會導致較高的背景信號,噪聲也隨之增大,此時樣品的微弱信號就被淹沒在固定相蒸汽產生的背景噪聲中,難以識別。
然后是分解問題。高溫下,固定相自身的化學鍵會發生斷裂,隨著溫度的上升,分解速率呈指數增長。同時樣品和載氣中的強極性雜質,如水、酸等,都容易與固定相發生反應導致分子鏈斷裂,這種反應也是隨溫度升高而呈指數增長的。分解產生的氣態小分子產物隨載氣流出,產生的影響與固定相蒸汽類似,都表現為較高的背景信號和較大的噪聲,因此統稱為“柱流失”或者“固定相流失”。有些分解產物在柱溫較低時被保留,隨著程序升溫過程逐步流出色譜柱,就形成鬼峰,也會干擾測定。
以上兩方面的問題,除了影響低濃度目標物的檢測外,同時也是色譜柱壽命損失的主要原因之一。柱流失的直接結果就是使固定相總量減少、色譜柱的容量因子降低。通常容量因子減小10%就說明色譜柱已經有明顯的損壞了,因為固定相的明顯流失意味著柱內壁涂層的破壞,會暴露出活性點從而產生吸附拖尾等問題。而且流失一旦開始,往往會加速發生,因為原有的化學鍵斷裂之后,剩余固定相的穩定性就會越來越差。
另外,柱流失也是污染檢測器的重要原因之一,這在氣質聯用中尤其突出,在使用其他檢測器時也時有發生,比如FID的噴嘴積碳、FID收集極沉積二氧化硅等。
低溫對固定相有哪些不利影響?
受傳質阻力的限制,固定相一般需要為液態(雖然吸附形固定相是固態的,也需要通過多孔結構來實現傳質)。如果液態的固定相在較低溫度下凝固,將導致傳質阻力顯著增加,其結果表現為保留能力顯著減弱、峰形嚴重展寬,因此固定相的使用溫度必然存在下限。這一現象在使用聚乙二醇固定相時尤其明顯,當柱溫低于聚乙二醇的熔點時,樣品變得幾乎不被保留,峰型也會異常變寬。對于一些粘稠固定相,比如分子量極大的OV-1、極性很強的氰丙基硅氧烷、丁二酸二乙二醇聚酯等,在較低溫度下即使不凝固,也會因粘度大而產生很大的傳質阻力,柱效下降很明顯,因此也不適合在較低柱溫下使用。
當然,與高溫的影響不同,低溫產生的不利影響是可逆的,重新恢復正常柱溫后,柱效可以完全恢復,不會造成損壞。
來源:儀器信息網