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(二)填充柱使用的固定液
1.对固定液的要求
在气液色谱中为实现样品中各组分的分离,所用固定液应满足以下要求。
①固定液应是一种高沸点有机化合物,其蒸气压低,热稳定性好,在色谱分析操作温度下呈液体状态。固定液的沸点应比操作温度高100℃左右,否则固定液流失,会缩短色谱柱的使用寿命,还会引起保留值的变化,影响定性检测或引起检测器的本底电流增大。
②在色谱柱的操作温度下,固定液的黏度要低,以保证固定液能够均匀地分布在载体的表面上。一般降低柱温会增加固定液的黏度,降低色谱柱的分离效率。对某些固定液,使用温度不能低于使用的低限温度。如阿匹松L的低限温度为75℃,甲基硅橡胶的低限温度为100~125℃。
③在色谱柱的操作温度下固定液要有足够的化学稳定性,这对高温(200℃以上)色谱柱尤为重要。有些固定液在高温下会变质,并有结构上的变化。
④对所要分离的组分要有高选择性,即对两个沸点相同(或相近),但属于不同类型的异构体(如正、异构体,顺、反异构体)有尽可能高的分离能力。
2.固定液的分类
在气液色谱中使用的固定液已达1000多种,通常按固定液的组成大体可分为非极性、中等极性、极性、氢键型4类,如表8-24所示。固定液也可按相对极性划分,假设角鲨烷的极性为零,β,β'-氧二丙腈的极性为100,把固定液按相对极性划分,以每20个极性单位为一级,可分为0、+1、+2、+3、+4、+5六个等级,按0~+5顺序极性不断增强。
表8-24常用固定液分类
1970年W.O.麦克雷诺兹(W.O.McReynolds)为评价固定液的极性,选用10种标准试验溶质:苯、1-丁醇、2-戊酮、1-硝基丙烷、吡啶、2-甲基-2-戊醇、1-碘丁烷、2-辛炔、1,4-二噁烷、顺六氢化茚满,测量它们在欲测固定液极性的柱上和在角鳖烷柱上的保留指数(保留指数定义见定性部分),然后对每种溶质求出它们的保留指数增量:
△Ii=Ip-i-I sq-i
式中Ip-i—第i种标准溶质在欲测极性色谱柱上的保留指数;
Isq-i—第i种标准溶质在角鳖烷色谱柱上的保留指数;
△Ii—第i种标准溶质的保留指数增量。
W.O.麦克雷诺兹在226种固定液上,测量了10种标准试验溶质的△Ii值,就把这些△Ii值叫作麦克雷诺兹常数,其表示了每种固定液的极性特征,反映了每种固定液与不同性质溶质间的分子间作用力的差异。通常用麦克雷诺兹常数中前五项△Ii(X'、Y'、Z'、U'、S')的总和,来表示每种固定液的平均极性。近年来通过对大量试验数据总结和近代数学方法研究,已发现许多结构相似或结构不同的固定液,都具有相同的色谱分离特性。表8-25为麦克雷诺兹试验探针物质的性质。
表5-25麦克雷诺兹常数中所用的试验探针物质
表8-26为常用固定液的麦克雷诺兹常数。
表8-26麦克雷诺兹常数
注:固定液量20%柱温120℃,各固定液的平均相对极性用前五个试验探针的各个△Ii的加和∑△Ii数值表示;b表示直链烷烃的相对保留值的对数与碳数关系的直线斜率。选自W.O. McReynolds. J Chromatogr Sci,1970,685(8)。
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