信號(hào)記錄系統(tǒng)是構(gòu)成氣相色譜儀*的部件大幅拓展,由它給出的色譜圖是進(jìn)行定性意料之外、定量分析的主要依據(jù)體驗區,也是衡量色譜柱柱效、分離度和檢測(cè)器性能優(yōu)劣的可靠依據(jù)創新能力。
色譜工作者通過(guò)信號(hào)記錄系統(tǒng)得到色譜圖新品技,對(duì)色譜圖進(jìn)行定性、定量分析求得平衡。但是在工作中常常會(huì)碰到如色譜峰拖尾紮實做、色譜峰形不對(duì)稱、峰形變異顯示、相鄰色譜峰分不開(kāi)雙向互動、倒峰、鬼峰設計能力、保留時(shí)間改變等問(wèn)題品牌,給樣品組分定性、定量帶來(lái)了很大的困難和麻煩更為一致。針對(duì)這些問(wèn)題等形式,本文針對(duì)色譜峰異常系列問(wèn)題,提供實(shí)例并給出譜圖信號(hào)異常的解決辦法研究與應用。
色譜峰展寬
理想情況下飛躍,經(jīng)色譜分離獲得色譜峰的形狀應(yīng)為高斯分布曲線,即對(duì)稱峰全面協議。但實(shí)際測(cè)定時(shí)隨著樣品在色譜柱中的移動(dòng)重要部署,樣品分子會(huì)向譜帶兩側(cè)擴(kuò)散,從而使色譜柱出口處的樣品譜帶比柱入口時(shí)寬工具,且可能產(chǎn)生不對(duì)稱的峰智慧與合力,這就是譜峰展寬。峰展寬對(duì)組分間的分離和分析是不利的重要的角色,那么是什么原因?qū)е路逭箤掗_放要求?該如何解決呢向好態勢?
原因
影響色譜峰展寬的因素很多種,但不外乎柱內(nèi)和柱外兩類服務機製。柱內(nèi)因素是指色譜柱本身的性能貢獻力量,如柱活性大小、固定相是否與樣品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)大幅拓展、柱效是否足夠高發行速度、樣品是否超載等;柱外因素主要是指接頭的死體積積極性、進(jìn)樣口和檢測(cè)器死體積等奮勇向前。
進(jìn)樣口造成峰展寬的機(jī)理有兩種:
一是時(shí)間上的展寬:
時(shí)間上的峰展寬是由樣品蒸氣從進(jìn)樣口到色譜柱的遷移速度決定的,速度越快,初始峰寬越小高品質。
二是空間上的展寬:
而空間上的峰展寬則是樣品進(jìn)入色譜柱頭時(shí)產(chǎn)生的集成應用,如不分流進(jìn)樣和冷柱上進(jìn)樣時(shí),樣品進(jìn)入柱頭會(huì)發(fā)生部分或全部冷凝增強,冷凝的液體樣品會(huì)在載氣的吹掃下移動(dòng),從而在一定的長(zhǎng)度上分布,這一長(zhǎng)度就是初始峰寬開拓創新,如果樣品與固定相的相容性不好,還會(huì)形成液滴而分布必然趨勢,這就使初始峰寬進(jìn)一步加大促進善治,嚴(yán)重的還會(huì)造成分裂峰。
荷蘭學(xué)者范第姆特等人在研究氣相色譜時(shí)多樣性,提出了色譜過(guò)程的動(dòng)力學(xué)理論---速率理論發揮效力。根據(jù)速率理論,譜峰展寬的因素包括渦流擴(kuò)散明顯、分子擴(kuò)散安全鏈、氣相傳質(zhì)阻力、流動(dòng)相的流速等創新為先。
01渦流擴(kuò)散是指在填充色譜柱中真正做到,流動(dòng)相通過(guò)填充物的不規(guī)則空隙時(shí),其流動(dòng)方向不斷地改變創新延展,因而形成紊亂的類似“渦流”的流動(dòng)強化意識。由于填充物的大小、形狀各異以及填充的不均勻性基本情況,使組分各分子在色譜柱中經(jīng)過(guò)的通道直徑和長(zhǎng)度不等現場,從而造成他們?cè)谥械耐A魰r(shí)間不同,其結(jié)果是使色譜峰變寬至關重要;
02分子擴(kuò)散是指試樣進(jìn)入色譜柱后不久前,在色譜柱軸向上造成濃度梯度,使組分分子產(chǎn)生濃差擴(kuò)散,主要與組分在氣相中的擴(kuò)散系數(shù)大小有關(guān)能力建設;
03氣相傳質(zhì)阻力與填充物粒度關註、組分在載氣流中的擴(kuò)散系數(shù)有關(guān),主要是試樣在兩相界面上不能瞬間達(dá)到分配平衡無障礙,有的分子還來(lái)不及進(jìn)入兩相界面就被氣相帶走連日來,有的分子在進(jìn)入兩相界面后還來(lái)不及返回氣相,這就造成了色譜峰展寬認為;
04固定相傳質(zhì)阻力同氣相傳質(zhì)阻力類似系統,與固定液膜厚度、組分在液相中的擴(kuò)散系數(shù)有關(guān)更合理,不過(guò)它是發(fā)生在氣液界面和固定相之間的適應能力,也會(huì)引起色譜峰的擴(kuò)張。
解決方案
針對(duì)導(dǎo)致色譜峰展寬的原因各方面,可從以下考慮:使用相對(duì)分子質(zhì)量較大的載氣(如N2)防控,采用較高的載氣流速,控制較低的柱溫適應性,從而盡量減小分子擴(kuò)散項(xiàng)堅實基礎;減小固定液膜厚度,增大組分在液相中的擴(kuò)散系數(shù)重要作用,可以減小固定相傳質(zhì)阻力等地;采用粒度小的填料和相對(duì)分子質(zhì)量小的氣體(如He、H2)作載氣尤為突出,可減小流動(dòng)相傳質(zhì)阻力規定。
具體可從以下幾方面優(yōu)化分離條件來(lái)改善峰展寬,在盡可能短的分析時(shí)間內(nèi)獲得滿意的分離效果改造層面。
01改變動(dòng)力學(xué)因素中的理論塔板數(shù)n和理論塔板高度H供給。理想的方法是在不斷增加柱長(zhǎng)的條件下減小板高以達(dá)到增加流速縮短分析時(shí)間的目的。一般可以采用接近合適的流速的載氣流速經驗分享,采用小內(nèi)徑的色譜柱解決方案,填充柱的話使用的填料要粒度細(xì)、顆粒均勻有力扭轉,且均勻填充上高質量,以減少渦流擴(kuò)散,提高柱效廣度和深度。
02改變固定相與流動(dòng)相的容量因子k深入交流,提高分離度R。k在一定范圍內(nèi)增加可有效提高R加強宣傳,但當(dāng)k大于5時(shí)R的變化就很小了臺上與臺下,反而使保留時(shí)間迅速增加用的舒心。此時(shí),可采取降低柱溫集聚效應、降低載氣流速等措施集成。
03改變相對(duì)保留值α。在流動(dòng)相和固定相一定時(shí)互動講,α只與柱溫有關(guān)穩定性。當(dāng)兩個(gè)組分的α接近1時(shí),改變H和k都難以改善峰形實(shí)現(xiàn)分離講故事,此時(shí)可通過(guò)改變柱溫非常完善、更換色譜柱(改變固定相)、采用化學(xué)作用如衍生化反應(yīng)改變待測(cè)物的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)全面革新。
04GC毛細(xì)管柱可采用程序升溫作用。程序升溫可使待測(cè)物在適當(dāng)?shù)臏囟认铝鞒觯员WC每個(gè)組分有合適的k值線上線下,同時(shí)改善R發揮重要作用。
05優(yōu)化進(jìn)樣和檢測(cè)條件。要消除進(jìn)樣口對(duì)色譜峰展寬的影響就要使進(jìn)入色譜柱的樣品初始譜帶盡可能窄數據顯示。一般地講,進(jìn)樣量小一些也逐步提升、進(jìn)樣口溫度高一些記得牢、載氣流速快一些、襯管內(nèi)徑小一點(diǎn)重要的作用、氣化室體積小一些更多可能性、分流比大一些,都對(duì)形成窄的初始譜帶寬度有利足夠的實力。
當(dāng)然還可以利用進(jìn)樣過(guò)程中的聚焦技術(shù)來(lái)減小初始譜帶寬度緊迫性,分為固定相聚焦、溶劑聚焦和熱聚焦更適合。
a.固定相聚焦高效。這是常用的聚焦技術(shù),但只能用于程序升溫分析要素配置改革。在GC中體系,保留時(shí)間是柱溫的指數(shù)函數(shù),柱溫低時(shí)帶動產業發展,樣品從氣化室進(jìn)入色譜柱后的移動(dòng)速度就會(huì)減慢責任製。這時(shí)固定相與樣品相互作用,從而使樣品組分聚焦到一個(gè)窄的譜帶中倍增效應。實(shí)現(xiàn)固定相聚焦的條件是初始柱溫要低規則製定,樣品與固定相的相容性要好(相似相溶規(guī)律判斷)製造業。
b.溶劑聚焦。樣品在柱頭部分或全部冷凝后關規定,溶劑開(kāi)始揮發(fā)發展基礎,與溶劑揮發(fā)性接近的組分就會(huì)濃縮在未揮發(fā)的溶劑中,從而產(chǎn)生很窄的初始譜帶指導,這就是溶劑聚焦競爭力,也叫溶劑效應(yīng)。根據(jù)樣品組分的沸點(diǎn)和初始柱溫選擇合適溶劑進一步完善,往往可以抑制進(jìn)樣過(guò)程對(duì)峰展寬的影響集聚。
c.熱聚焦。樣品在柱頭冷凝的過(guò)程中調整推進,由于溶劑先進(jìn)入色譜柱而導(dǎo)致溶質(zhì)發(fā)生濃縮狀況,這就是熱聚焦。當(dāng)柱溫達(dá)到溶質(zhì)氣化溫度后機製,樣品就以很窄的譜帶在色譜柱中移動(dòng)全過程。在冷柱上進(jìn)樣時(shí),采用液氮或二氧化碳使柱頭處于低溫下探討,就是為了實(shí)現(xiàn)熱聚焦不負眾望,可見(jiàn)低的初始柱溫是熱聚焦的關(guān)鍵。
實(shí)際進(jìn)樣測(cè)定時(shí)調解製度,針對(duì)峰展寬還應(yīng)注意:手動(dòng)進(jìn)樣時(shí)注射速度要快精準調控,速度慢會(huì)使樣品氣化過(guò)程變長(zhǎng),導(dǎo)致樣品進(jìn)入色譜柱的初始譜帶變寬應用的因素之一;確保載氣合適氣流和流量下分析解決;樣品過(guò)載時(shí),增大分流比或降低進(jìn)樣量和進(jìn)樣濃度敢於監督;發(fā)現(xiàn)進(jìn)樣口污染時(shí)幅度,應(yīng)及時(shí)更換襯管和隔墊;色譜柱用久后重要的作用,柱效會(huì)下降貢獻,前端會(huì)污染,固定相流失會(huì)聚集在末端各方面,此時(shí)應(yīng)截去色譜柱前后一段防控,檢測(cè)柱效;檢測(cè)器溫度不能太低等適應性。
多個(gè)化合物出峰重疊在一起
色譜峰之間怎樣才算達(dá)到*分離堅實基礎?
首先是兩個(gè)色譜峰的峰間距必須相差足夠大,若兩峰間僅有一定距離重要作用,而每一個(gè)峰卻很寬行動力,致使彼此重疊提供有力支撐,則兩組分仍無(wú)法*分離;
第二是峰寬必須窄保供;只有同時(shí)滿足這兩個(gè)條件時(shí)自行開發,兩組分才能*分離。
判斷相鄰兩組分在色譜柱中的分離情況責任,常用分離度R作為色譜柱的分離效能指標(biāo)應用情況。R定義為相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩個(gè)色譜峰峰底寬度總和之半的比值。R值越大組建,意味著相鄰兩組分分離得越好表現。
因此,分離度R是柱效能深刻變革、選擇性影響因素的總和結論,可用其作為色譜柱的總分離效能指標(biāo)。從理論上可以證明質生產力,若峰形對(duì)稱且滿足于正態(tài)分布適應性強,當(dāng)R<1時(shí),兩峰有明顯的重疊先進的解決方案;R=1時(shí)拓展,分離程度可達(dá)95%,宣講活動;當(dāng)R=1.5時(shí)前來體驗,分離程度可達(dá)99.7%,因而可用R=1.5來(lái)作為相鄰兩峰已*分離的標(biāo)志確定性。
當(dāng)多個(gè)化合物色譜峰重疊時(shí),如何提高分離度損耗,使其*分開(kāi)講故事?
原因
當(dāng)多個(gè)化合物出峰重疊時(shí),可采用減小載氣流速性能穩定、降低柱溫或升溫速率全面革新、減小進(jìn)樣量、提高氣化室溫度等措施來(lái)提高分離度情況正常;當(dāng)改變柱溫和載氣流速也達(dá)不到分離目的時(shí)行業分類,就應(yīng)更換更長(zhǎng)的色譜柱,或更換不同固定相的色譜柱提高鍛煉,在氣相分析中相結合,色譜柱是分離成敗的關(guān)鍵⊙u高點項目;衔锍龇逯丿B的主要原因有:
載氣流速過(guò)快為產業發展;
色譜柱溫度過(guò)高範圍和領域;
進(jìn)樣量過(guò)大;
氣化室溫度偏低各項要求;
進(jìn)樣時(shí)未選擇合適的分流比分流更高要求;
色譜柱長(zhǎng)不夠,導(dǎo)致分離度不夠新技術;
色譜柱型號(hào)選用不對(duì)共同學習。
解決方案
載氣類型和流速的選擇
首先要根據(jù)考慮使用的檢測(cè)器類型選擇合適載氣。熱導(dǎo)池檢測(cè)器TCD常選用氫或氦氣作載氣深入,能提高靈敏度效高,氫載氣還能延長(zhǎng)熱敏元件鎢絲的壽命;氫火焰檢測(cè)器FID用氮?dú)庾鬏d氣全方位,也可用氫氣高效節能;電子捕獲檢測(cè)器ECD常用氮?dú)猓换鹧婀舛葯z測(cè)器FPD常用氮?dú)夂蜌錃狻?br />
載氣成分越輕大局、純度越高新創新即將到來,越有利于提高分離度。當(dāng)然有序推進,現(xiàn)在的儀器都是固定采用某一種載氣設施,一般不常更換載氣種類。
載氣流速對(duì)柱效率和分析速度都會(huì)產(chǎn)生影響堅定不移。根據(jù)范氏方程組合運用,載氣流速快,能加快分析速度迎難而上,減少分子擴(kuò)散積極,縮短分析時(shí)間,但同時(shí)可能降低分離度堅持先行;載氣流速慢有利于傳質(zhì)產業,一般可提高分離度,同時(shí)也可能會(huì)造成峰展寬而降低分離度情況較常見。所以當(dāng)多個(gè)化合物峰重疊時(shí)可持續,應(yīng)選擇合適的載氣流速。根據(jù)范氏方程生產體系,一定的色譜柱對(duì)一定的化合物有一個(gè)流速點(diǎn)服務,這時(shí)候柱效高,分離能力好能力和水平,但是人們常用“實(shí)用佳流速”即合適的載氣流速覆蓋。
柱溫的選擇
柱溫直接影響分離效能和分析速度。柱溫低有利于分配明確相關要求,有利于組分分離重要意義,但溫度過(guò)低會(huì)造成被測(cè)組分在柱上冷凝或傳質(zhì)阻力增加統籌發展,使色譜峰擴(kuò)張甚至拖尾;柱溫高有利于傳質(zhì)體系,但會(huì)使分配系數(shù)變小生產製造,不利于分離。對(duì)沸點(diǎn)范圍寬攜手共進、組成復(fù)雜的混合物應(yīng)利用色譜柱的程序升溫技術(shù)共同,獲得高分離度、短分析時(shí)間的分析結(jié)果經過。
色譜柱的選擇
色譜柱的選擇是整個(gè)色譜分析條件優(yōu)化過(guò)程中重要的一環(huán)簡單化。色譜柱選擇是否恰當(dāng)直接決定了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性、數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性明確了方向、峰形的美觀等系統性。
毛細(xì)管色譜柱參數(shù)主要包括:固定液極性、柱長(zhǎng)單產提升、內(nèi)徑傳遞、膜厚等四方面。選擇色譜柱應(yīng)根據(jù)“相似相溶”原理勞動精神,分析非極性物質(zhì)用非極性色譜柱開展攻關合作,極性物質(zhì)用極性色譜柱。根據(jù)固定液極性強(qiáng)弱可以分非極性柱(DB-1或等同的其它品牌)預下達、弱極性柱(DB-5等)的有效手段、中等極性柱(DB-17等)、強(qiáng)極性柱(DB-WAX等)方案。
色譜柱中固定液用量對(duì)分離起決定作用關鍵技術。一般來(lái)說(shuō),載體表面積越大深入,固定液用量可以越高有很大提升空間,允許的進(jìn)樣量也就越多。為了改善液相傳質(zhì)首次,應(yīng)使液膜薄一些,固定液液膜薄部署安排,柱效能提高搖籃,可縮短分析時(shí)間;但是膜厚是一個(gè)選擇空間比較大的參數(shù)推廣開來,膜厚越厚推動,對(duì)分析物的保留會(huì)增加,保留時(shí)間增大資源配置,有助于分離信息;但是由于傳質(zhì)阻力的增加相關,柱效又會(huì)降低。因此豐富內涵,如果分析保留弱的物質(zhì)(如一些小分子)生產效率,可考慮試試厚液膜的柱子,反之則選擇薄液膜的色譜柱適應性。
對(duì)填充柱來(lái)說(shuō)節點,要求載體表面積大,表面孔徑分布均勻落地生根。固定液涂在載體表面上成為均勻薄膜的特點,液相傳質(zhì)就快,柱效就可提高有效保障;載體粒度均勻大數據、細(xì)小,也有利于柱效提高講實踐;但粒度過(guò)小數字技術,柱壓增大,對(duì)操作不利為產業發展。柱長(zhǎng)對(duì)分離的影響也很明顯範圍和領域。通常色譜柱越長(zhǎng),理論塔板數(shù)越大各項要求,分理效果越好更高要求,但是保留時(shí)間增加也很明顯。對(duì)于特別難分離的物質(zhì)新技術,一般應(yīng)選用長(zhǎng)柱的可能性。內(nèi)徑對(duì)柱容量和柱效亦有較大影響,內(nèi)徑越小服務為一體,柱容量會(huì)下降問題,但柱效會(huì)變高。
進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量
手動(dòng)進(jìn)樣時(shí)速度必須快全會精神,一般應(yīng)在1s之內(nèi)系統穩定性。進(jìn)樣時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)造成峰展寬集中展示、前伸或拖尾變形實力增強。進(jìn)樣量一般液體0.1-5μL,氣體0.1-10mL探索創新。進(jìn)樣太多帶來全新智能,會(huì)使色譜峰展寬,造成前伸、拖尾或重疊而分離不好去完善。
氣化室溫度的選擇
合適的氣化室溫度既能保證樣品組分瞬間*氣化橋梁作用,又不引起樣品分解。氣化室溫度一般比柱溫高30-70℃或比樣品組分沸點(diǎn)高30-50℃求索。在保證不發(fā)生熱分解時(shí)讓人糾結,適當(dāng)提高氣化溫度對(duì)分離及定量均有利。