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探究离子色谱柱分离效果的鉴定方法

发布时间:2017-11-27浏览:560次
离子色谱柱是在色谱分离系统中用来分离检测样品的仪器,它是色谱分离系统的心脏,起着至关重要的作用。因此,选择一个好的色谱柱对气相色谱仪、液相色谱仪的分析速率可以大大提高,要求是柱效高、选择性好,分析速度快。
离子色谱柱柱的分离效率由理论塔板数(简称柱效,N)判定,柱效取决于固定相的种类、性质(粒度、粒径分布等)、填充状况、柱长、流动相的种类和流速及测定柱效所用物质的性质。N如果峰形对称并符合正态分布,可近似表示为:N=16(Tr/W)^2=5.54(Tr/W(1/2))^2=L/H,显然,N值越大,或H值越小,柱效越高。因此,分离效果主要取决于所选择的固定相。
固定相的选择对样品的分离起着重要作用,在色谱分离中固定不动,使样品保留并使之分离。不同类型的色谱采用不同的固定相,如气-固色谱的固定相为各种具有吸附活性的固体吸附剂;气-液色谱的固定相是载体表面涂渍的固定液,液相色谱中的固定相为各种键合型的硅胶小球,离子交换色谱中的固定相为各种离子交换剂,排阻色谱中的固定相为各种不同类型的凝胶等,常见的吸附柱填料为硅胶柱。
离子色谱柱的性能除了与固定相性能有关外,还与填充技术有关。在正常条件下,填料粒度> 20um时,干法填充制备柱较为合适;颗粒< 20um时,湿法填充较为理想。填充方法一般有四种:高压匀浆法,多用于分析柱和小规模制备柱的填充;径向加压法,Waters;轴向加压法,主要用于装填大直径柱;干法,柱填充的技术性很强,大多数实验室使用已填充好的商品柱。必须指出,液相色谱柱的获得,装填技术是重要环节,但根本问题还在于填料本身性能的优劣,以及配套的色谱仪系统的的结构是否合理。
柱效受柱内外因素影响,为使色谱柱达到zui佳效率,柱外死体积要小外,还要有合理的柱结构(尽可能减少填充床以外的死体积)及装填技术。即使的装填技术,在柱中心部位和沿管壁部位的填充情况总是不一样的,靠近管壁的部位比较疏松,易产生沟流,流速较快,影响冲洗剂的流形,使谱带加宽,这就是管壁效应。这种管壁区大约是从管壁向内算起30倍粒径的厚度。在一般的液相色谱系统中,柱外效应对柱效的影响远远大于管壁效应。
评判色谱柱的好坏,使用前都要对其性能进行考察,使用期间或放置一段时间后也要重新检查。柱性能指标包括在一定实验条件下(样品、流动相、流速、温度)下的柱压、理论塔板数、对称因子、容量因子和选择性因子的重复性,或分离度。一般说来容量因子和选择性因子的重复性在±5%或±10%以内。进行柱效比较时,还要注意柱外效应是否有变化。具体操作方法如下:
1、在进行样品检测前,至少使用20倍柱体积流动相使色谱柱充分平衡。流动相一定要使用色谱级别的溶剂。如使用水相的缓冲液应当天配制以保持新鲜避免细菌产生。
2、流动相使用前需用微孔滤膜过滤,消除流动相中颗粒对色谱系统和色谱柱的损坏。缓冲液与其他流动相混合后应重新过滤避免溶解度变化造成产生新的沉淀。不应使用纯水作为流动相冲洗C18色谱柱,以免柱性能损坏(添加5%的有机溶剂冲洗色谱柱,同时可以达到对缓冲盐清洗的作用。还可以使色谱柱更容易平衡)。
3、流动相需脱气后使用,可避免因气泡导致的泵和检测器的工作不正常。如果测试时使用的流动相与色谱柱保存使用的流动相有较大区别,应该使用过度分布的形式进行平衡。避免由于流动相的突然变化造成柱压增加过大或流动相缓冲盐结晶造成对色谱柱和仪器系统的损坏。正相色谱柱比反相色谱柱需要更长的平衡时间。
 
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