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气相色谱法(六)

发布时间:2018-06-05 08:56 作者:周世红
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4、色谱柱的制备

(1)色谱柱管的清洗:玻璃管色谱柱可用洗液浸泡,然后用自来水冲至中性,再用蒸馏水清洗,烘干。不锈钢管色谱柱先用5%~10%热碱(NaOH或KOH)洗去管内油污,用自来水洗净,再用10%盐酸溶液洗去管内氧化物,最后用自来水、蒸馏水、无水乙醇依次冲洗数次,吹干备用。

(2)担体的预处理:担体在涂渍固定液前要进行预处理,即先经分样筛筛去不合规格的担体,用水漂洗除去粉末,烘干待用。

(3)固定液的涂渍:为了在担体表面得到一层薄而均匀的液膜,根据配比称取一定量的同定液,溶于适当的有机溶剂中,溶剂应将担体全部浸没。固定液在有机溶剂中全部溶解后,加入一定量经预处理的担体,轻轻搅拌,用红外灯照射或用水浴使溶剂挥发后即涂渍完毕。对于溶解性较差的高温固定液,可用回流法回流使其溶解,然后将担体倒人,继续回流1.5~2h后取下,让溶剂挥发。低浓度固定液的涂渍可考虑采用过滤法,将已知量的载体装入烧结玻璃漏斗中,将涂渍溶液加入,测定过滤前后涂渍溶液量(目的是计量载体中固定液的含量),最后抽除溶剂。

(4)装柱:色谱柱装填质量的好坏直接影响柱效能,要求装填紧密、均匀、不留空隙。通常在色谱柱末端塞上硅烷化玻璃棉,连接真空泵,另一端接漏斗。在真空泵的抽吸下,使固定相慢慢经漏斗倒入,边抽气边轻轻敲打色谱柱管,使固定相均匀装紧在色谱柱管中,填满后将漏斗一端填充好硅烷化玻璃棉。

(5)色谱柱的老化:装填好的色谱柱要进行老化处理后,才能接检测器使用。老化的目的在于:彻底除去固定相中残余溶剂和某些挥发性物质,确保检测器不受污染;促进固定液均匀地、牢固地分布在载体表面上,以提高色谱柱效能。老化的方法一般是将把色谱柱正常接在气化室上,另一端放空(不接检测器),用与操作时相近的载气流速,略高于操作温度10~20℃(但低于固定液的最高使用温度)的条件下,通气24~48 h,然后接上检测器即可使用。

(二)毛细管色谱柱

毛细管色谱柱的内径一般小于1mm,它可分为填充型和开管型两大类。目前使用的大多是开管型毛细管色谱柱。开管型毛细管色谱柱按其固定液的涂渍方法不同,可分以下几种:①涂壁开管色谱柱(WCOT),内壁预处理后再把固定液直接涂在毛细管内壁上,目前使用的毛细管色谱柱大部分属于这种类型;②多孔层开管色谱柱(PLOT),在管壁上涂一层多孔性吸附剂固体微粒,不再涂固定液,属于气固色谱开管色谱柱;③载体涂渍开管色谱柱(SCOT),毛细管内壁涂一层载体,载体上再涂固定液,这种毛细管柱液膜较厚,色谱柱容量较涂壁开管色谱柱大;④交联型开管色谱柱,采用交联引发剂,在高温处理下,把同定液交联到毛细管内壁,热稳定性和耐溶剂性能均优于涂壁开管色谱柱和载体涂渍开管色谱柱;⑤键合型开管色谱柱,将固定液用化学键合的方式键合到涂敷硅胶的色谱柱表面或经表面处理的毛细管内壁上,由于固定液是化学键合上去的,大大提高了热稳定性。

毛细管色谱柱显著的特点是效能高、渗透率大、容量小,分辨能力、灵敏度、分析速度以及色谱柱的相对惰性都优于填充色谱柱。弹性石英毛细管色谱柱使得操作更方便易行,进样系统的不断完善,提高了毛细管气相色谱分析的精密度和准确性,而且大大增加了进样量,进一步提高了灵敏度。农药残留分析已由过去以填充色谱柱为主转变成目前(尤其是对多残留分析)以毛细管色谱柱为主,对多类型多残留或同一类型多残留农药分析毛细管气相色谱是最有力的工具。

毛细管色谱柱的选择主要考虑的因素包括固定相、内径、膜厚和柱长。

1、固定相:待测组分的极性是决定样品与固定液相互作用的主要因子,根据样品待测组分的性质,按相似相溶规律选择固定液,即非极性样品选用非极性固定液,极性样品用极性固定液。由于毛细管色谱柱效能高,在考虑样品分离度的同时,应更多考虑样品兼容性、使用温度、稳定性、色谱柱流失情况等,尽可能选用具有较高的色谱柱效能、抗氧化能力强、使用温度高和流失少的较低极性固定液。农药残留分析中常用的毛细管色谱柱。

2、内径:毛细管色谱柱的理论塔板高度与内径呈正比,同样长度的毛细管色谱柱内径越小柱效能越高。在色谱柱内径的选择上要考虑待测组分分离度和检测器灵敏度,细口径色谱柱容量小、柱效能高,适合于分离度要求高的多组分农药残留分析;粗口径色谱柱容量大、柱效能相对低,适于待测组分量低、检测要求高的分析;对于分离度、检测器灵敏度均能满足的样品分析,可考虑选择细口径毛细管色谱柱以缩短柱长、缩短分析时间。

3、固定液膜厚度:固定液膜厚度影响样品分析的分离度和色谱柱容量,恰当的膜厚可以使目的组分得到更好的分离。液膜厚,色谱柱容量大,待测组分在色谱柱内滞留时间长,适合于挥发性较强组分的分离、分析。挥发性较弱的组分则考虑选择液膜相对薄的毛细管色谱柱。综合考虑分离效率和热稳定性,0.25mm内径毛细管色谱柱的适宜液膜厚是0.33μm,0.32mm内径和0.5mm内径色谱柱的适宜液膜厚为0.50μm。

4、柱长:色谱柱越长,色谱柱总效能越高,分析时间也长。分析样品复杂、待测组分多时,需要考虑长度。

四、检测器

检测器是测量色谱柱后流出物质成分和浓度变化的装置,通过化学作用和物理作用,将流出物质成分和浓度的变化转换为电信号。检测器可分为积分型和微分型两大类。积分型检测器测量的是色谱柱后流出组分的总量,其响应值与组分总量呈正比,所记录的是台阶形曲线,每一台阶的高度正比于某组分的含量。微分型检测器检测的是流出组分及其浓度的瞬间变化,记录的是近似于高斯曲线的峰,峰面积与组分含量呈正比。

微分型检测器又分为浓度型和质量型两类。浓度型检测器响应信号的大小取决于组分在载气中的浓度,这类检测器有热导检测器、电子捕获检测器等。质量型检测器响应信号的大小取决于组分在单位时间内进入检测器的量,这类型的检测器有氢火焰离子化检测器、火焰光度检测器和氮磷检测器。

(一)检测器的性能指标

1、噪声:在没有样品进入检测器的情况下,检测器或放大器本身以及其他操作条件(如色谱柱内固定液流失、气化室硅橡胶隔垫漏气、载气波动、温度波动、电压波动、气路漏气等)引起基线在短时间内的起伏称为噪声。基线在一定时间对原点产生的偏离称为漂移。

参考资料:农药残留分析

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