氣相色譜層析

即為混合樣品的氣流通過固定相時,根據各組分對固定相的吸附強弱不同使不同成分得到分離。氣相色譜儀的基本流程。

氣相色譜層析
氣相色譜儀的基本部件
(1)載氣 常用的載氣主要有氮、、氫和二氧化碳等。這些氣體一般都由高壓氣瓶供給
(2)進樣器 氣相色譜儀可以用於分離固相、氣相和液相標本。液相標本採用微升注射器穿過橡皮隔片注入,氣相標本採用特種氣相注射器注入。
(3)譜柱及加熱爐 色譜柱一般由金屬或玻璃製成,通常採用的柱長2m~4m,內徑2mm,毛細管柱長度可達20m~150m,內徑為0.2mm。
載體一般採用惰性、多孔的固體顆粒。多由硅藻土或玻璃珠製成,分析不同極性的微生物化合物,為了獲得最適的分離條件,要求有不同固定相的載體。目前比較常用的載體有:聚乙二醇(CARBOWAX 20M)、F F A P(聚乙二醇20M 和2-硝基對苯二甲酸的反應產物),OV-17(苯基甲基矽酮)。OV-210、SE-30(甲基矽酮)、Chromosorb G(白色硅藻土載體)等。柱加熱爐在溫度控制上是非常重要。
(4)紀錄儀
(5)數據處理裝置 一般均附有數據處理計算機。
試驗條件的選擇
(1)柱的選擇 要注意極性及最高使用溫度,柱溫不能超過最高使用溫度。固定相按極性相似的原則選擇。
色譜柱的內徑大小、長度都能影響分離率。一般而言,內徑越小,長度越長,分離效果越好,一般柱長為1m~5m(毛細管柱則20m~100m)。
填充劑顆粒一般採用40目~60目,60目~80目及80目~100目大小。長柱子宜用粒度大些的,以減少柱壓降,短柱子則用粒度細的。
氣相色譜中固定液的含量對分離效率的影響較大。一般採用固定液與載體重量之比為15︰100~25︰100。採用高靈敏度的檢測器,由於進樣量減少,固定液含量可以降至5︰100以下。這樣可以使用較低柱溫,從而提高柱效,縮短分析時間。但固定液用量太少會引起吸附。
(2)柱溫選擇 柱溫選擇對分離度影響很大,常是條件選擇的關鍵。選擇的基本原則是:在使最難分離的組分有儘可能好的分離高度的前提下,儘可能採取較低溫度,但以保留時間適宜及不拖尾為度。
①高沸點混合物(200℃~400℃),若需在較低的柱溫下分析,可採用低固定液配比1%~3%,採用高靈敏檢測器,柱溫可比沸點低100℃~150℃,在200℃~250℃的柱溫下分析。
②沸點<300℃的樣品,可用3%~25%固定液配比。沸點越低,所用配比越高,柱溫可比平均沸點低50℃至平均沸點的範圍選擇。
(3)載體選擇 載體採用低線速時,宜用氮氣;高線速時用氫氣。柱越長,柱內有較大壓力降,宜用氫氣。載氣採用低線速時為20mL~80mL/min。
(4)其它條件
氣化室溫度及檢測室溫度選擇:氣化溫度取決於樣品的揮發性、沸點、穩定性以及進樣量,一般選擇稍高於樣品沸點,但不要超過沸點50%以上,以防分解。檢測室溫度需高於柱溫,一般高於柱溫30℃左右或與氣化室同溫。
②進樣量:固定相在配比15%~35%的層析柱時,最大進樣量液體為10μl,氣體為10mL。一般樣品量液體4μl,氣體為0.5mL~3mL,固體小於1mg。
③橋電位選擇:散熱多和選擇大的橋電位,在靈敏度相同的情況下,應儘量選擇低橋電位,以保護熱敏元件。
填充柱的製備
(1)稱取一定量的載體於蒸發皿中,加2倍於載體體積的低沸點溶劑(氯仿丙酮、三氯甲烷等),使之溶解。
(2)取適量的固定液,倒入蒸發皿中,拌勻。注意應使載體全部覆蓋在液面下,於紅外燈下緩緩加熱,不時輕輕攪拌,待溶液全部揮發。
(3)先將柱的一端用玻璃毛輕輕堵上,接上吸濾真空泵,柱的另一端接上漏斗,將填充劑從漏斗加入,同時啟動真空泵,不時輕敲柱子各部,以使填充均勻。裝滿後,關閉真空泵,取下色譜柱,將加樣的一端也填上一小團玻璃毛。
(4)將柱裝入色譜柱中,在通載氣前,先將爐溫升至略高於操作溫度,保持約1h,以使固定液受熱熔化或粘度減小,在載體表面流布均勻,然後再通入載氣,使色譜柱在操作溫度下通載氣數小時。
操作方法
(1)參考儀器使用說明書,將有關設備安裝好,檢查各系統各接頭是否漏氣,確定無誤後,可開始操作。
(2)開氣流總閥門,調節表頭上的減壓閥,使氣體壓力為22kg/cm2左右,調節穩壓器針形閥,使載
流速控制在所需要的流速值。
(3)設定柱溫 (根據儀器恆溫箱的性能控制溫度波動值在一定的範圍之內,如±0.5℃)。一般所用的柱溫是在被分析物質的平均沸點左右或更低一些。若被分析物的沸程太寬,則可用程式升溫法來升高柱溫。
(4)加熱進樣器(氣化室),使溫度高於樣品沸點的最高組分的沸點。
(5)加熱檢測器恆溫箱,使溫度與柱溫一樣或高於一定的值。
(6)氣流和溫度均達穩定後,給檢測器通電流。若採用氫火焰離子化檢測器則啟動微電流放大器部分。
(7)檢樣器為零點,待穩定後,即可開始進樣。
結果分析
氣相色譜層析(Gas Chromatography GC)是一種分離分析的方法,它的特點是適合於多組分混合物的定性和定量分析。
(1)定性 對於一已知範圍的混合物,用此法定性很容易,但對於範圍未知的混合物來說,則需要配合化學分析及其它儀器分析。
①利用保留值定性法:同一種物質在一根層析柱上保留時間相同。取樣品各可能組分的純物質加入樣品中,混合進樣,對比加入後的色譜圖,若某色譜峰相對譜高,則該色譜峰的組分與純物質可能為同一物質。
②化學反應定性法:即把色譜柱的流出物,通過加入官能團試劑進行反應,觀察試劑的顏色是否發生變化或是否有沉澱,而判斷該組分含什麼官能團或屬於何類化合物。
③兩譜聯用定性法:即結合質譜儀、紅外分光光度計等來進行分析、定性。
(2)定量 在實驗條件恆定時,峰面積或峰高與組分的含量成正比,因此可以利用峰面積或峰高面積或峰高來進行定量。同時與標準化合物的相對保留時間進行對比,對某化合物做出鑑定。

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