氣相色譜柱-填充柱的預(yù)處理及處理
一、柱管材質(zhì)及預(yù)處理
1.玻璃管柱及其預(yù)處理
玻璃管柱具有化學惰性好、制備的柱子柱效高等優(yōu)點,缺點是脆弱易破碎,雖然玻璃柱的應(yīng)用沒有不銹鋼柱普及,但被認為是一般分析應(yīng)用中最好的制柱材料。玻璃管柱還能觀察柱子的填充情況,以及使用過程中柱內(nèi)填充和固定相的變化情況。如果柱子在使用過程中出現(xiàn)部分填料變色,色譜峰變寬,則可根據(jù)柱子使用情況做相應(yīng)的調(diào)整。
玻璃表面有一些硅醇基團,可能對分析組分有一定的吸附性和催化性,一般需要經(jīng)過脫活預(yù)處理,即將管柱用5%二甲基二氯硅烷的甲苯溶液浸泡數(shù)分鐘,然后用甲苯、甲醇沖洗干凈,最后用氮氣吹干。
2.金屬管柱及其預(yù)處理
金屬管柱有不銹鋼管、銅管、鋁管柱以及金、銀、鈦、鎳管柱。鎳管柱兼顧了金屬管柱的耐久性、韌性和玻璃管柱的惰性。銅鋁管柱具有催化活性,使用較少不銹鋼柱強韌不易破碎,是最常用的填充柱管材,其缺點足難以觀察固定相裝入柱后的情況。它特別適合分析脂肪酸酯、烴類化合物、永久性氣體和有機溶劑,但對于一些強極性化合物,如果是痕量分析,應(yīng)使用內(nèi)壁經(jīng)過拋光打磨的不銹鋼柱。
使用不銹鋼管內(nèi)壁要特別洗凈,其方法如下;將內(nèi)壁用布條擦凈的不銹鋼管先用10%熱氫氧化鈉溶液浸泡,再用水沖至中性。進一步洗滌還可以用(1+20)稀鹽酸浸泡,再沖洗至中性。也可用乙酸乙酯、甲醇、蒸餾水洗,然后用10%硝酸充填10min,用水洗到中性后,再用甲醇、丙酮洗,最后在氮氣流中吹干。由于不銹鋼中過渡金屬的存在,類固醇和農(nóng)藥或許會發(fā)生分解。
3.塑料管柱及其預(yù)處理
塑料管柱采用聚四氟乙烯作為管材制成。這種管柱的優(yōu)點是化學惰性最好,可用于分離不能在其他管柱上進行分離的組分(如化學性質(zhì)活潑的含硫氣體、HCl、鹵素單質(zhì)、HF)。其缺點是水蒸氣、氧和氫等低分子量氣體可在150℃以上從多孔的管壁滲入,使其中固體吸附劑受損壞;另外柱效頗低,其最高使用溫度不可超過250℃。
二、固定相的制備
(一)固體固定相的制備
先將購買的固體固定相擇除雜物,有些還要適當粉碎,除去粉塵(如分子篩),然后進行篩分;若需使之改性,則此時將相應(yīng)的物質(zhì)涂布在表面上;最后依規(guī)定的操作規(guī)程進行活化,儲存即可。
(二)液體固定相的制備
應(yīng)將適量的固定液均勻地涂布在載體表面上,既使固定液很好地分散,又使載體表面的活性點被掩蓋。在制備時,溶解固定液的溶劑體積不宜過大,以能潤濕載體為好;沸點不宜過高,以免溶劑揮發(fā)時損失了固定液;化學性質(zhì)要穩(wěn)定,不與固定液起任何作用(例如有文獻報道:QF-1、OV-210、SP-2401在丙酮中迅速分解,須用乙酸乙酯代替)。注意載體機械強度不高者,容易破碎,不僅增加消耗,而且破碎的載體還會呈現(xiàn)出活性點。
涂布固定液于載體的方法有蒸發(fā)法、回流法、過濾法、柱內(nèi)涂漬法和氣相涂漬法、化學交聯(lián)法等,這里介紹主要的涂漬方法。
1.蒸發(fā)法
用溶劑溶解已知質(zhì)量的固定液,可用熱水浴加快溶解。將經(jīng)預(yù)處理和過篩后的載體以旋轉(zhuǎn)方式緩慢倒入溶解后的固定液,把溶液倒入布氏漏斗,抽真空去除溶劑,量取濾液的量,然后放置托盤自然晾干,或以紅外燈烘烤,保留在載體上的固定相可以計算出來。這是最常用的方法,操作簡便,但易造成涂布不勻,所以更適合濃度大或者黏度大的固定液。
2.回流法
將固定液加熱冷凝回流,待固定液完全溶解后加入載體,繼續(xù)回流,最后將載體和溶劑倒入燒杯,置于通風處自然烘干,此法適合溶解性能較差的高溫固定液涂漬。
(三)填充柱的制備和老化
總體來說,裝填充柱有兩點要求:一是將固定相填充均勻、緊密、減少空隙和死空間;二是填充時不得敲打過猛,以免造成載體機械粉碎,致使柱性能變壞。
操作多采用抽真空裝柱法,也稱減壓法,即將填充柱的一端塞好硅烷化的玻璃棉,將柱口接真空泵抽氣,固定相從入口傾入(安裝色譜柱時,注意不要接反,否則固定相將在柱中移動,使柱效發(fā)生變化),為防止潮濕空氣進入,可接氯化鈣和硅膠干燥塔。填充沸點較低的固定相時,則不宜用泵抽裝柱,一般采用邊裝邊敲打的手工法填裝。填裝聚四氟乙烯作為載體的固定相,需將固定相冷凍過夜,然后再0℃填裝到色譜柱中。色譜柱的濕氣先用干燥氣體置換,以免0℃時色譜柱結(jié)冰,固定相結(jié)塊。
加壓法是將填充柱一端塞好硅烷化的玻璃棉另一端接填充池,而填充池連接氮氣或空氣鋼瓶的減壓閥。將固定相加入填充池,后壓入填充柱內(nèi),同時用木棒敲打柱體以使其填充均勻。填充完后,連接填充池的這一端應(yīng)與進樣室相連,而另一端與檢測器相連,不能接反。
老化色譜柱的目的是除去管柱內(nèi)剩余的溶液、固定液的低沸程餾分及易揮發(fā)的雜質(zhì),同時使固定液更均勻地分布于載體或管壁上。老化的方法多采用氣體流動法;將柱入口與進樣室相連,出口勿接檢測器,通以載氣,以2~4℃/min程序升溫至低于固定液最高使用溫度20~30℃,老化12~24h,獲得平穩(wěn)基線,則表明老化已合格。
空心柱的老化與填充柱基本相同,參照執(zhí)行即可。