氣相色譜儀影響峰峰分離的幾種因素的應(yīng)用

冼麗屏+陳炳耀+毛秋燕

摘 要：在氣相色譜分析中通過調(diào)節(jié)載氣流量、分流比、程序升溫速率、氣化室溫度等方面，對色譜條件進行優(yōu)化得出最佳的分離度。

關(guān)鍵詞：氣相色譜分析；峰峰分離；分離度；完全分離；分離條件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.038

氣相色譜儀廣泛應(yīng)用于石油化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)，主要針對一些可氣化的熱穩(wěn)定性高的有機物的定量分析。定量分析準確性的首要條件就是要有最佳的峰峰分離。有些混合物溶劑性質(zhì)相近，要達到完全分離需要對色譜條件進行調(diào)節(jié)。為此，分享在工作中總結(jié)出的幾種影響峰峰分離的因素，以此為導(dǎo)向找到最佳的峰峰分離條件。

1 分離度的定義

分離度是反映色譜峰分離情況的重要數(shù)據(jù)，通過計算分離度，可以知道兩個峰是否達到完全分離。分離度[1]定義：兩個相鄰色譜峰的分離程度，以兩個組分的保留值之差與其平均峰寬之比表示，如圖1所示：

2 幾種影響因素的探討

2.1 載氣流速的影響

試驗使用FID檢測器[2]，高純氮為載氣，柱子為毛細柱。載氣流速可通過皂膜流量計測量。在各種條件均適宜并不變的情況下，僅通過調(diào)節(jié)載氣流速[3]，進行分離度計算，得出最佳分離度時的載氣流速。測試數(shù)據(jù)見表1，以二甲苯溶劑（鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙苯）樣品為例，測試鄰二甲苯、間二甲苯在各種流速下的分離度，可見當(dāng)樣品中兩組分的沸點、性質(zhì)相近時，可通過調(diào)節(jié)載氣的流速改善保留時間。 載氣流速越大，峰保留時間越短；載氣流速越小，峰保留時間越長。 根據(jù)此原則，適當(dāng)調(diào)大載氣流速，可提高峰分離度，可以達到組分完全分離的結(jié)果。但要避免載氣過大，如果是毛細柱，載氣過大會損耗柱子。

2.2 分流比的影響

分流比=（分流流速+柱體積流速）/柱體積流速。各種條件均適宜并不變的情況下，僅通過調(diào)節(jié)分流比，進行分離度計算，得出最佳分離度時的分流比。測試數(shù)據(jù)見表2。以二甲苯溶劑（鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、乙苯）樣品為例，測試鄰二甲苯、間二甲苯在各種分流比下的分離度，可見當(dāng)樣品中兩組分的沸點相近性質(zhì)相似，難以分離時，可通過調(diào)節(jié)分流比[4]改善保留時間。分流比越大，峰的保留時間越短；分流比越小，峰保留時間越長。按照此原則，適當(dāng)調(diào)大分流，可提高峰分離度，可以達到組分完全分離的結(jié)果。但分流比過大會影響樣品在柱子中的靈敏度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)峰面積過小時，則不易再調(diào)大分流比。

2.3 程序升溫速率的影響

程序升溫，是指色譜柱的溫度按設(shè)置的程序連續(xù)地隨時間線性或非線性逐漸升高，以使低沸點組分和高沸點組分在色譜柱中都有適宜的保留、色譜峰分布均勻且峰形對稱。程序升溫具有改進分離、使峰變窄、檢測限下降及節(jié)省時間等優(yōu)點。 相比恒溫（是指色譜柱的溫度在檢測過程中為恒定的溫度）來說，程序升溫能夠使后面出峰的高沸點物質(zhì)加快出峰，減小擴散，而對于前面組分也會有更大的保留，利于分離。各種條件均適宜并不變的情況下，僅通過調(diào)節(jié)程序升溫速率，進行分離度計算，得出最佳分離度時的升溫速率。 可見當(dāng)樣品中兩組分的沸點，難以分離時，適當(dāng)調(diào)小程序升溫速率改善峰分離度，可以達到組分完全分離的結(jié)果。但升溫速率不易太小，升溫速率過小，會引起拖尾峰。

2.4 氣化室溫度的影響

氣化室溫度[5]也稱進樣口溫度，當(dāng)樣品進入氣化室后，由于氣化室溫度足夠高，樣品馬上由液體變?yōu)闅怏w。當(dāng)各種條件均適宜并不變的情況下，樣品中兩組分難以分離時，可考慮適當(dāng)升高氣化室溫度，使峰寬變窄，有利于峰峰分離。

2.5 柱效的影響

柱效簡而言之就是色譜柱對色譜中兩種物質(zhì)分離能力的大小。校柱效越高，分離效果越好，峰形越好，反之則分離效果差，峰形差，甚至不能完全分開兩個物質(zhì)。色譜柱的柱效和填料、柱長、柱內(nèi)徑均有關(guān)系，一般來說，填料越細密、柱長徑比越大，柱效越高。

當(dāng)柱效下降，峰分離度也下降，可通過對柱子進行老化提高柱效。老化柱子既是在吹掃氣（載氣）流動的情況下，將柱箱的溫度升高到所測樣品所需溫度稍高的溫度，此溫度稱為老化溫度，通過老化柱子，可徹底除去填充物中的殘余溶劑，和某些揮發(fā)性雜質(zhì)。

3 結(jié)語

氣相色譜儀應(yīng)用越來越普及，自動化程度也越來越高，但目前尚未達到可根據(jù)樣品自動調(diào)節(jié)出最佳峰分離條件的自動化程度，仍然需要分析人員根據(jù)樣品的物理、化學(xué)特性自行摸索，調(diào)試出最佳分離效果的色譜分析條件。當(dāng)然影響峰分離的因素還會是一些人為因素的影響、進樣器堵塞的影響和進樣墊密封性的影響，這些要靠操作者細心的一一排除。以上是在工作中總結(jié)出的幾種影響峰峰分離的因素，希望日后在色譜檢測中能提供參考和幫助。

參考文獻：

[1]余仲建.分離度的探討[J].色譜，1988，6（02）.

[2]王珂，何宏群.氣相色譜儀常見故障的排除[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督 ，39（03）.

[3]唐付，任悅，李垚博等.氣相色譜儀檢定中常見問題的分析與解決[J].上海計量測試，2017/1總第257期.

[4]李德林.氣相色譜儀檢定中常見異形峰分析[J].工業(yè)計量，2011（增刊1）.

[5]李戲戲.探討氣相色譜儀在藥品檢驗中的應(yīng)用探析[J].科技資訊 ，2017（11）.endprint