小伙伴們大家好,在前期已經介紹了色譜柱老化過程中,我們需要注意哪些細節?那么,今天我們就詳細地聊一聊溫度對氣相分析的影響,在氣相的恒溫分析和程序升溫中,該如何來選擇并進行方法優化?
不管是程序升溫還是恒溫分析,終目的都是將樣品中的多種化合物達到基線分離,并呈現峰形尖銳,符合高斯分布的色譜峰。分離度在色譜分析中是衡量柱效至關重要的參數,那么影響分離度的因素有哪些呢?首先,我們先了解一下分離度方程。
01 分離度方程
上述公式中Rs代表分離度,N代表色譜柱柱效,α代表選擇性,K是指保留因子。
保留因子K:對化合物來說,溫度對保留時間的影響主要表現為:柱溫越高,保留越弱,保留時間越短;柱溫降低,保留增強,保留時間延長。一般而言,柱溫每上升30℃,保留時間就會降低50%。
選擇性α:柱溫降低有利于改善分離度。
柱效N:柱溫對色譜柱柱效也有一定的影響,一般情況下,柱溫升高,保留時間縮短,峰寬變小,柱效升高。
02 氣相分析方法中的恒溫分析和程序升溫分析
在恒溫分析中,氣相色譜柱的柱溫是不變的,主要適合分析沸點差異不大、保留性質相近的化合物。
但是,當待測組分之間保留性質相差較大時,晚出峰的化合物色譜峰會出現峰寬較寬、峰形變差、靈敏度不高等各種問題;較早流出的化合物色譜峰又會呈現分離度不好的現象。針對此種情況就需要使用程序升溫方法。
在程序升溫方法中,色譜柱起始溫度較低,有利于改善較早流出色譜峰的分離度。然后隨著柱溫上升,并在方法z高溫度下保持一段時間,可以讓較晚出峰化合物的保留時間前移,提高工作效率。
03 升溫程序的優化
一般情況下,可以采用下面的升溫梯度,來作為方法優化的起始。
■ 起始溫度不要太高,建議設置為比實驗室室溫高15℃即可
■ 升溫速率建議設置為10℃/min
■ z高溫度設置為色譜柱恒溫溫度上限以下20℃左右,然后保持10min,觀察色譜圖中待測組分的分離狀態
■ 再根據得到的色譜圖對升溫條件進行進一步優化
1、升溫方法的選擇
在色譜圖中,如果待測組分(所有化合物)出峰時間的“窗口”小于整個程序升溫時間的1/4,那么就建議采用恒溫分析。此時,恒溫溫度建議設置為比后一個峰的出峰溫度低45℃,然后再以10℃左右上下調整,直到達到所需的分離度。
另外,若是所有化合物出峰時間的“窗口”大于整個程序升溫時間的1/4,或者采用恒溫分析方法無法達到滿意的分離度,此種情況就需要使用程序升溫的分析方法。
2、程序升溫中,起始溫度的設定
■ 若是不分流進樣,一般將初始溫度設置為低于溶劑沸點10-20℃,并維持1min。目的就是降低溶劑效應,因為不分流進樣時,樣品膨化體積較大,載氣流速相對來說較小,氣化后的樣品不能瞬間進入色譜柱。將初始溫度設置為低于溶劑沸點10-20℃,并維持1min,有利于溶劑冷凝聚焦,獲得更窄的峰展寬,提高分離度。
■ 若是分流進樣,相對來說襯管里的載氣流速很快,待測組分能夠很快進入色譜柱。所以不需要對樣品進行冷凝聚焦,初始溫度的設置沒有特殊要求。
此外,有時候還可以通過稍微降低初始溫度和延長保持時間,來提高較早流出色譜峰的分離度。
3、升溫速率的設定
一般情況下,升溫速率越快,整體色譜峰的保留時間縮短,出峰也就越快,可以提高工作效率,但同時也會降低色譜峰的分離度。所以我們是希望用短的分析時間,來獲得z佳的分離效果。推薦的升溫速率可以用以上公式來計算:T0為死時間,指的是從進樣開始,不被固定相保留的組分出現峰大值時的時間。
4、恒溫平臺的設定
當我們采用同一個升溫速率,有些化合物的色譜峰還是達不到滿意的分離度,可以在這部分化合物出峰溫度以下45℃左右設置一個恒溫平臺,在此溫度下維持2-5min,然后繼續升溫。若是待測組分種類比較多,為了達到較好的分離度,可能需要設置多個恒溫平臺。
5、結束溫度的設定
關于結束溫度,一般設置為比后一個色譜峰出峰溫度高20℃左右。若是樣品基質比較復雜或者不分流進樣,需要把結束溫度設定的稍高一些,目的是對氣相柱進行高溫烘烤,除去可能存在的高沸點雜質。但同時需要注意設定的溫度不能超過色譜柱使用溫度上限。