如何选择色谱柱
液相色谱柱的选择
液相色谱柱得选择、使用、维护与常见故障及排除液相色谱得柱子通常分为正相柱与反相柱。
正相柱大多以硅胶为柱,或就是在硅胶表面键合-CN,-NH3等官能团得键合相硅胶柱;反相柱填料主要以硅胶为基质,在其表面键合非极性得十八烷基官能团(ODS)称为C18柱,其它常用得反相柱还有C8,C4,C2与苯基柱等。
另外还有离子交换柱,GPC柱,聚合物填料柱等。
本文重点介绍反相色谱柱得选择与使用:一、反相色谱柱得选择1.柱子得PH值使用范围反相柱优点就是固定相稳定,应用广泛,可使用多种溶剂。
但硅胶为基质得填料,使用时一定要注意流动相得PH范围。
一般得C18柱PH值范围都在2-8,流动相得PH值小于2时,会导致键合相得水解;当PH值大于7时硅胶易溶解;经常使用缓冲液固定相要降解。
一旦发生上述情况,色谱柱人口处会塌陷。
同样填料各种不同牌号得色谱柱不尽相同。
如果流动相PH较高或经常使用缓冲液时,建议选择PH范围大得柱子,例如戴安公司得Acclaim柱PH 2-9或Zorbax得PH 2-11、 5得柱子。
2.填料得端基封尾(或称封口)把填料得残余硅羟基采用封口技术进行端基封尾,可改善对极性化合物得吸附或拖尾;含碳量增高了,有利于不易保留化合物得分离;填料稳定性好了,组分得保留时间重现性就好。
如果待分析得样品属酸性或碱性得化合物,最好选用填料经端基封尾得色谱柱。
3.戴安公司Acclaim柱子介绍—极性封尾C16固定相柱戴安公司有28种类型得柱子,Acclaim反相柱填料高纯,金属含量极低,完全封尾。
PH 2-9范围内兼容,低流失,高柱效。
尤其就是2003年推出得Acclaim极性封尾C16柱,就是最先商品化得磺酰氨-O链接键得色谱柱,具极低得硅羟基活性,能在极性溶剂甚至100%水得条件下长期使用。
对酸性与碱性化合物有极为尖锐得好得色谱峰形,与现有得一流色谱柱相比有更好得立体选择性。
(下图就是Acclaim极性封尾C16柱与市售极性封尾一流色谱柱分离酸性化合物谱图得比较)二、液相色谱柱得使用色谱柱在使用前,最好进行柱得性能测试,并将结果保存起来,作为今后评价柱性能变化得参考。
色谱柱规格的选择
要选择一根合适的商用毛细管柱，主要需要考虑以下几个因素：固定相、内径、柱长、膜厚。
下面分别就这些因素加以讨论。
1、固定相色谱理论上讲，选择固定相首选遵循相似性原则，即：用非极性固定相分析非极性物质，用极性固定相分析极性物质，用含芳香基团的固定相分析芳香族化合物。
在填充柱时代，这个想法是非常正确的，因为那个时候，分离度是首先需要把握的关键因素，分不开，就没办法想其它。
它的理由在于塔板理论的推论，即：组分在固定相中有越大的溶解度，同样的溶解度差异就会产生越大的分离度。
但是在毛细管色谱时代，分离度不再始终是分析的首选问题。
毛细管具有几十万块塔板，如此大的柱效率，以至于不再需要充分考虑分离问题了。
这个时候，样品兼容性、使用温度、稳定性、柱流失情况等，都可能成为选择的主要理由。
例如分析甲醇乙醇丙醇等低级醇类，正常应选择wax类高极性色谱柱。
但是在杂质较少的情况下，选择DB-1这样的非极性柱具有更高的灵活性和使用寿命。
具体选择主要依据以下规则：1）、因为非极性毛细管柱具有明显的稳定性、高使用温度、良好的色谱峰型等有利因素，因此易分离物质应首先选用极性小的色谱柱。
2）、分析氢键型物质用氢键型PEG柱更佳。
3）、轻烃或永久气体用Plot柱更佳。
4）、高苯基固定相对芳香族物质保留能力更强。
但是分析二甲苯等芳烃异构体，首选Wax类强极性色谱柱。
2、内径毛细管柱理论塔板高度与内径成正比。
因此相同长度的毛细管，内径越小柱效率越高。
但内径越小，通常意味着柱容量的减小，在分析低含量组分时，对检测器灵敏度和进样口分流能力的要求越高。
因此在选择内经的时候，首先考虑的是样品分析难点在于分离还是检测。
对于分离困难的样品，首选较小口径的色谱柱；对于含量过低检测困难的样品，首选较大口径的色谱柱。
在没有分析难点的情况下，选择小口径毛细管柱可以缩短柱长，减小分析时间。
下面一张谱图，可以看到不同口径毛细管柱的分离效果。
下面一张表格，是不同口径毛细管柱理论塔板数的参考数据。
怎样选择合适的液相色谱柱
HPLC色谱柱一、色谱分离模式——正相、反相、离子交换、离子抑制、亲水作用正相色谱是色谱的经典形式，使用极性固定相和非极性流动相。
洗脱物通过其极性基团和固定相上的极性基团作用被保留。
这种应用，经典的是使用未键合的硅胶和氧化铝，但现在使用的极性键合相有以下优点：键合相平衡快，对流动相中微量的水不敏感，和产生不同的选择性。
二醇基键合相比纯硅胶极性小，平衡速度快；氰基键合相是保留能力最小的正相吸附剂；氨基键合相适宜分离芳香族碳氢化合物反相色谱已成为最流行的色谱分离模式。
反相色谱中，固定相非极性，流动相极性。
典型的流动相一般是水或水系缓冲液与甲醇、乙腈或四氢呋喃的混合物。
典型的固定相是用脂肪烃硅完化的硅胶键合相，其它用于反相色谱的基质有石墨化碳和苯乙烯-二乙烯苯基质。
反相色谱的性能还受残留的硅醇基的活性的影响。
硅醇基与洗脱物的极性基团作用。
因此，根据硅醇基的活性不同，填料显示出不同的选择性。
而且，常能观察到碱性物质在硅醇基活性高的填料上产生拖尾峰。
修饰硅醇基活性的一个办法是封端，即用硅烷化试剂把硅醇基转变成三甲基甲硅烷基基团。
不过，即使是作了封端，基质表面的硅醇基密度还是比键合配基的密度大。
硅醇基的活性也和硅胶的预处理（基质灭活）、硅胶纯度有关。
碱性分析物的色谱分析推荐使用高纯度硅胶基质、充分封端的键合相。
未封端的填料在许多应用中有可以获得不同选择性的优点。
使用带有离子电荷的固定相，使根据洗脱物电荷进行分离成为可能。
对于硅胶基质的离子交换填料，离子基团通过标准的硅烷化技术键合到硅胶表面。
对于聚合物基质的离子交换填料，离子交换基团分布于交联聚合物的整体（through the matrix）。
有四种离子交换填料：强/弱阳离子交换填料和强/弱离子交换填料。
弱离子交换填料的特征是电量与pH值有函数关系。
以羧酸基为功能基的离子交换剂是弱阳离子交换剂的代表。
弱阴离子交换剂由一级、二级、三级铵为功能基。
大部分强离子交换剂的电荷与pH值无关。
色谱柱填料如何选择
色谱柱填料如何选择色谱柱是一种用于分离混合物中不同成分的设备，选择合适的色谱柱填料非常重要，因为它直接影响到色谱分离的效果。
下面将从样品性质、目标分离、柱填料种类以及柱填料特性四个方面介绍如何选择色谱柱填料。
首先，需要考虑样品的性质。
样品的性质对柱填料的选择起到决定性的作用。
例如，如果样品是极性物质，则可以选择极性填料，如硅胶和亲水性柱填料；如果样品是非极性物质，则可以选择非极性填料，如疏水性柱填料。
此外，还需考虑样品的溶解度、毒性等特性，以避免填料与样品发生不兼容的情况。
其次，要考虑目标分离。
目标分离意味着需要根据需要选择柱填料的分离性能。
分离性能包括选择分离度、副反应、分析速度等。
例如，如果需要高分离度，则可以选择具有较高耐用性和高分离度的填料；如果需要高选择性，则可以选择对目标分析物具有选择性保留的填料。
需要注意的是，柱填料的分离性能与填料特性和操作条件有关，因此需要综合考虑。
第三，需要考虑柱填料的种类。
根据柱填料的基本材料可以将其划分为无机填料、有机填料和生物填料等类型。
无机填料通常具有高机械稳定性、高温稳定性和酸碱稳定性，适用于较为苛刻的条件。
有机填料适用于对极性分析物有较高吸附选择性要求的情况。
生物填料则适用于生物大分子分析，如蛋白质或核酸。
最后，需要考虑柱填料的特性。
柱填料的特性包括填料颗粒大小、孔隙结构和载流速度等。
颗粒大小直接影响到柱填料的分离性能，通常情况下，较小的颗粒大小可以提供更高的分辨率。
孔隙结构决定了填料的表面积和孔径分布，对于较大的分析物，需要选择较大的孔径填料。
载流速度取决于填料粒径和柱直径等因素，较快的载流速度通常可以提供较短的分析时间。
综上所述，色谱柱填料的选择需要综合考虑样品性质、目标分离、柱填料种类和柱填料特性等因素。
合理的选择可以提高色谱分离的效果，提高分离的准确性和重复性。
在实际操作中，还需要结合实验室的条件和经验进行选择，逐步优化分析方法。
试述气相色谱法色谱条件的选择
试述气相色谱法色谱条件的选择
气相色谱法的色谱条件选择主要包括以下几个方面：
1. 色谱柱选择：色谱柱是气相色谱法的关键部分，合适的色谱柱应具有良好的分离性和高效性。
选择色谱柱时需要考虑样品的性质、分离目标和分析条件等因素，常用的色谱柱包括非极性柱、极性柱和选择性柱等。
2. 柱温选择：柱温是气相色谱法中一个重要的操作条件，它会影响样品在色谱柱上的保留时间
和分离度。
一般通过改变柱温来调节分离效果，通常柱温的选择要考虑到样品稳定性、分离度
和分离速度等因素。
3. 柱衬底选择：柱衬底可以提高色谱柱的稳定性和降低分析物对柱的吸附性，常用的柱衬底材
料有聚硅氧烷和聚脂木素等。
4. 柱流速选择：柱流速是指气相色谱法中气相流速的选择，它会影响分离度和分析时间。
一般
来说，柱流速越高，分析时间越短，但可能会影响分离度。
柱流速的选择要综合考虑分离度、
分析时间和样品浓度等因素。
5. 检测器选择：气相色谱法常用的检测器包括火焰离子化检测器（FID）、热导率检测器（TCD）、质谱检测器（MS）等。
选择合适的检测器要考虑到样品的性质、检测灵敏度和选
择性等因素。
综上所述，气相色谱法的色谱条件选择需要综合考虑样品的性质、分离目标、分析条件和实验要求等因素，通过合理选择色谱柱、柱温、柱衬底、柱流速和检测器等条件，来达到最佳的分
离和分析效果。
气相色谱法色谱条件的选择
气相色谱法色谱条件的选择
气相色谱法（Gas Chromatography, GC）是常用的一种分离和
定性分析方法，其色谱条件的选择对于分析结果的准确性和稳定性至关重要。
以下是一些建议的气相色谱法色谱条件的选择：
1. 色谱柱选择：根据分析物的性质选择合适的色谱柱，如非极性柱、极性柱、离子柱等。
需要注意柱长、内径和填充物粒径的选择，这些参数可以根据分离目标和分析物的性质进行优化。
2. 载气选择：常用的载气包括氮气、氢气和乙烷等。
选择载气时要考虑分析物的挥发性、稳定性以及色谱柱的耐受性等因素。
此外，压力和流速也是需要考虑的参数，可以根据柱长和类型进行调整。
3. 柱温选择：柱温对于色谱分离的效果和分析时间有很大影响。
一般情况下，柱温可以根据分析物的挥发性和热稳定性进行优化，一般在室温至300℃之间选择。
4. 检测器选择：常用的检测器有火焰离子化检测器（Flame Ionization Detector, FID）、热导率检测器（Thermal Conductivity Detector, TCD）、质谱检测器（Mass Spectrometry, MS）等。
选择检测器时要考虑分析物的性质以
及灵敏度、选择性等因素。
5. 标准品选择：根据分析物的特性和分析要求选择合适的标准品，可以是单一化合物的标准品、混合标准品或是内标法等。
综上所述，选择适合的色谱条件是确保气相色谱法分析准确性和稳定性的重要环节，需要综合考虑分析物特性和要求、色谱柱、载气、柱温、检测器和标准品等各方面因素进行优化。
正确选购色谱柱需要注意哪些方便
正确选购色谱柱需要注意哪些方便色谱柱是气相色谱、液相色谱等分析仪器的核心部件，其性能直接影响到分析结果的准确性和可靠性。
因此，在选购色谱柱时，需要关注以下几个方面的注意事项：1、确定分析目的和样品类型首先，需要明确分析的目的和样品类型，以便选择合适的色谱柱。
例如，假如需要进行环境监测、食品安全、药物分析等领域的分析，可以选择相应的专用色谱柱；假如需要进行石油、化工、制药等行业的分析，可以选择相应的行业专用色谱柱。
2、选择合适的固定相固定相是色谱柱的核心部分，其性能直接影响到色谱柱的分别效果和稳定性。
常见的固定相有硅胶、氧化铝、聚合物等。
硅胶固定相具有较好的耐高温性和化学稳定性，适用于各种类型的样品分析；氧化铝固定相具有较高的选择性和分别度，适用于多而杂样品的分析；聚合物固定相具有良好的亲水性和选择性，适用于生物样品、食品等亲水性样品的分析。
3、选择合适的柱尺寸和内径色谱柱的尺寸和内径直接影响到色谱柱的分别效果和分析速度。
一般来说，柱尺寸越大，分别效果越好，但分析时间越长；柱内径越小，分别效果越好，但分析时间越长。
因此，需要依据实际需求选择合适的柱尺寸和内径。
4、选择合适的柱温柱温对色谱柱的分别效果和分析速度有很大影响。
一般来说，柱温越高，分别效果越好，但分析时间越长；柱温越低，分别效果越差，但分析时间越短。
因此，需要依据实际需求选择合适的柱温。
同时，还需要考虑色谱柱的热稳定性，以确保在高温下仍能保持良好的分别效果。
5、选择合适的流动相流动相是推动样品在色谱柱中移动的动力，其性能直接影响到色谱柱的分别效果和分析速度。
常见的流动相应有甲醇、乙腈、水等。
在选择流动相时，需要考虑其与固定相的兼容性、极性、粘度等因素，以确保在实际应用中能够获得良好的分别效果。
6、考虑色谱柱的品牌和价格市场上有很多不同品牌和型号的色谱柱，价格差别较大。
在选择色谱柱时，需要综合考虑品牌、价格、性能等因素，选择性价比较高的产品。
如何选择合适的气相色谱柱？
如何选择合适的气相色谱柱？选择合适的气相色谱柱需要考虑以下几个关键因素：1. 固定相类型- 非极性柱：适用于分析非极性和弱极性化合物，如聚二甲基硅氧烷（PDMS）柱。
- 极性柱：适合分离极性化合物，如聚乙二醇（PEG）柱。
- 中等极性柱：用于分析极性适中的物质，如氰丙基苯基聚硅氧烷柱。
2. 柱长- 短柱（10 - 15 米）：适用于快速分析简单混合物，分离效果相对较弱。
- 中长柱（25 - 30 米）：能提供较好的分离效果，适用于中等复杂的混合物。
- 长柱（50 - 60 米）：对于复杂混合物或需要高分离度的情况，如同分异构体的分离。
3. 内径- 小内径（0.1 - 0.25 毫米）：适用于样品量少、需要高灵敏度和高分离度的分析。
- 常规内径（0.25 - 0.32 毫米）：应用广泛，能满足大多数常规分析需求。
- 大内径（0.53 毫米）：适用于大体积进样或分析浓度较高的样品。
4. 膜厚- 薄液膜（0.1 - 0.25 微米）：适合分析低沸点、小分子化合物，出峰快。
- 厚液膜（0.5 - 5 微米）：用于保留挥发性较差的化合物，提高检测灵敏度。
5. 样品性质- 了解样品的极性、沸点范围、分子量等。
极性样品选择极性柱，高沸点样品选择厚液膜柱。
6. 分析目的- 定性分析：更注重分离度，可能选择长柱和膜厚适中的柱子。
- 定量分析：考虑灵敏度和重复性，选择与样品匹配的柱子。
7. 温度限制- 确保所选柱子能承受分析过程中的最高和最低温度。
8. 预算- 不同类型和规格的柱子价格有所差异，需根据预算进行选择。
例如，分析挥发性有机化合物（VOCs）混合物时，如果需要快速分离且样品较简单，可能会选择短的、小内径、薄液膜的非极性柱；而分析复杂的天然产物提取物时，可能需要长的、常规内径、厚液膜的中等极性柱。
综合考虑以上因素，可以选择到适合具体分析需求的气相色谱柱。
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如何选择色谱柱？
要选择色谱柱，首先需要确定要使用的是填充柱还是毛细管柱。
填充柱或毛细管柱？填充柱比毛细管柱具有更高的样品容量，虽然这一差距由于HP 发明了大孔 530mm 毛细管而大大缩小。
检测器灵敏度的改进也减少了对大剂量样品的需要。
填充柱可能具有优势的领域是气体样品的分析。
对于几乎所有的其他样品，毛细管柱具有高很多的效率（窄峰），这可以大大改进峰分离。
实际上，分离能力很大，以至于许多分析物在很简单的分析中使用非常短的色谱柱就可以完成分离了。
节省的时间可以直接转化为循环时间的缩短和样品通量的增加。
对于新的或更新的方法，如果没有非常具有说服力的理由使用填充柱的话，我们推荐使用毛细管柱。
色谱柱材料
这种材料必须尽可能是惰性的，尤其是对于痕量分析或容易拖尾的化合物，例如硫醇或类似的活性化合物。
对于毛细管柱，熔融石英是可选的材料。
有两种类型的熔融石英毛细管柱：壁涂开管柱 (WCOT) 色谱柱和多孔层开管柱(PLOT) 色谱柱。
WCOT 色谱柱是固定相液膜涂渍在去活的色谱柱壁上。
这是气相色谱中最常用的色谱柱。
PLOT 色谱柱中固定相是固体物质涂渍到色谱柱壁上。
填充柱可以是玻璃或金属，通常是不锈钢的。
金属虽然比较有活性，但其对非极性物质比较稳定。
但是如果样品中有极性组分需要分析，请选择玻璃柱。
如果玻璃柱还是活性强（引起峰拖尾、样品丢失等），请进行去活处理。
固定相
选择毛细管柱时，首先需要确定是否需要 PLOT 色谱柱。
下面是 3 种 PLOT 色谱柱的典型应用领域：
分子筛不挥发气体，对水比较敏感
二乙烯基苯 (DVB) — HP-PLOT Q C1 到 C3 全部异构体的分离，部分 C4 和更高的（直到 C14）的异构体分离，极性化合物，挥发性溶剂可以允许含水
氧化铝 Al2O3 C1 到 C10 异构体的分离, 对水比较敏感
如果上面提到的应用没有感兴趣的，则您可以选择一个 WCOT 类型色谱柱。
当面对一种未知样品时，首先尝试目前在 GC 上的色谱柱。
如果不能获得满意的结果，请考虑所了解的样品信息。
基本原理是分析物与具有相似化学性质的固定相间更容易相互作用。
这意味着了解的样品信息越多，越容易找到最佳分离固定相。
最重要的步骤是确定分析物的极性特征：
§ 非极性分子—通常只包含碳氢原子没有偶极距。
§ 直链碳氢化合物（n-烷烃）是非极性化合物的例子。
§ 极性分子—主要包含碳氢，也包含氮、氧、磷、硫或卤原子。
例如醇、胺、硫醇、酮、腈、有机卤化物等。
§ 可极化的分子—主要包含碳氢，也包含不饱和键。
例如烯烃、炔烃和芳香族化合物。
针对特定分离需要提供正确的固定相：样品是具有相同化学类型的非极性物质的混合物吗？例如大多数石油馏分中的碳氢化合物？请尝试非极性色谱柱，如
HP-1，可以将它们按（近似）沸点顺序分离。
如果怀疑有一些芳香族化合物，请尝试 HP-5 或 HP-35 等适用苯基化合物的色谱柱。
极性或可极化化合物通常在含有苯基的更强极性和/或可极化基团的固定相上进行分离，其分离度会更好一些。
例如 HP-210 或 HP-225 色谱柱。
如果需要更强的极性固定相，则可以选择聚乙二醇 (PEG) 固定相，通常称为 WAX 固定相。
键合可以在固定相和色谱柱管间产生化学键。
交联在适当位置聚合固定相以增加分子量。
这两个过程是在制备键合/交联色谱柱过程中同时发生的，它可以增加热稳定性并减少色谱柱流失。
可以冲洗键合/交联色谱柱以去除可能随时间积累的污染物并允许更大的进样量。
如果可以选择，则我们建议在标准涂渍型色谱柱类型中选择键合/交联色谱柱。
膜厚
一般规律为薄液膜比厚液膜分离物质的速度快一些，并可以在相对较低温度下得到更高的分离度。
这说明它适合于高沸点化合物、接近的化合物或热敏性化合物。
“标准”膜厚为 0.25~0.5mm。
这些厚度对在高达300°C 温度下分离的大多数样品（包括石蜡、甘油三酸酯和类固醇）效果很好。
对于需要在更高温度下分离的物质，可以使用薄液膜 (0.1mm) 色谱柱。
标准或薄液膜色谱柱用于分离高沸点物质，而厚液膜柱用于分离低沸点物质。
1~1.5mm 的膜可以很好的分离沸点为100~ 200°C 的物质。
超厚液膜 (3~5mm) 用于气体、溶剂和吹扫物以提高它们和固定相的相互作用。
使用超厚液膜色谱柱的另一个原因是当更换大孔径色谱柱时，可以保持分离度和保留时间。
由于这个原因，大孔径色谱柱都使用厚液膜。
厚液膜意味着色谱柱中有更多物质，因此会有更多的流失。
随着膜厚度的增加，能达到的最高温度将降低。
柱长
一般而言，15m 色谱柱用于快速分离、简单混合物或大分子量化合物。
对于大多数分析，30m 长的色谱柱是最常用的一种。
很长的色谱柱（50、60 和 105m）用于非常复杂的样品。
柱长并不是色谱柱性能中一个很重要的参数。
例如，柱长加倍，等温分析时间加倍，但峰分离度仅增加 40%。
如果分析不是很理想，则有比柱长更有效的途径来改善它。
可以选择薄一点的液膜、优化载气通过色谱柱的流速、使用温度程序等。
一种特殊情况是含有非常活性组分的样品分析。
如果它们接触色谱柱材料，则它们拖尾会非常严重。
相对短一些的色谱柱，使用厚膜可以减少接触的机会，这是由于接触色谱柱材料的时间相对少一些，并可以将分析物用固定相封闭与活化点的接触。
内径
增加内径意味着固定相增加，即使厚度不变，可以分析更大量的样品。
它也意味着减小分离能力和更大的流失。
细柱用于复杂样品分离，但是通常要求分流进样，这是由于允许的样品量较小。
如果可以允许减小分离度，则使用更粗的色谱柱可以避免这种情况。
当样品量为主要因素时，比如气体、易挥发样品、吹扫和捕集或顶空进样，大内径或者甚至PLOT 色谱柱更为合适。
同时也要考虑所使用仪器的限制和需要。
一个适合的填充柱进样口可以使用大孔径毛细管柱，但不能用细柱。
专门为毛细管柱设计的进样口通常适用于所有内径的色谱柱。
GC/MS 和 MSD 直接联合可能要求细色谱柱，这是由于真空泵不能处理粗柱中的高流速。
考察整个系统以查明哪些部分限制对色谱柱内径的选择。