對(duì)柱溫箱作一些簡(jiǎn)單的探討

更新時(shí)間:2025-01-03

前言:說(shuō)起柱溫箱,對(duì)于常做液相分析的人肯定不陌生,幾乎是標(biāo)配;柱溫箱可以更穩(wěn)定地保持色譜(不受溫度變化的干擾,色譜重現(xiàn)性好); 更好的色譜分離效率和更對(duì)稱的峰形(改善范第姆特方程的傳質(zhì)項(xiàng))。 但是,對(duì)從事蛋白質(zhì)組學(xué)的朋友來(lái)說(shuō),這似乎并不常見。 最大的原因是這個(gè)產(chǎn)品的很多實(shí)驗(yàn)室基本上都是自制的,沒有廠家的標(biāo)準(zhǔn)裝備產(chǎn)品。 對(duì)納米液相色譜而言,色譜柱溫箱除了具有上述優(yōu)點(diǎn)外,還可以降低系統(tǒng)的壓力; 降低系統(tǒng)壓力可以使我們的系統(tǒng)更穩(wěn)定,使用更細(xì)的柱和更細(xì)的填充劑,可以得到更好的分離度和系統(tǒng)靈敏度。

  一、液相柱溫對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響

  一般而言,色譜分析過(guò)程是靠流動(dòng)相中的樣品和固定相的結(jié)合-分離差異達(dá)到分離物質(zhì)的作用,溫度可以影響結(jié)合-分離過(guò)程,從而影響色譜分析過(guò)程。改變柱溫對(duì)分離度和峰形是有影響的,但影響比較小,影響色譜柱分離度的因素是固定相的種類、性質(zhì)(粒度、粒徑分布等)、填充狀況、柱長(zhǎng)、流動(dòng)相的種類和流速及測(cè)定柱效所用物質(zhì)的性質(zhì)等。具體如下:

 ?。?)色譜長(zhǎng)度和填料的性質(zhì),色譜柱越長(zhǎng),組分之間分辯效果越好,但色譜柱越長(zhǎng)壓降越大,而輸入的壓力是有限的。色譜柱過(guò)長(zhǎng)會(huì)增大進(jìn)出口壓力比,相反會(huì)降低分離度;

 ?。?)色譜柱填料顆粒大小也是主要因素,粒子越細(xì),由于表面積增加,分辯效果越好,但是顆粒細(xì)會(huì)增大柱壓降,也會(huì)起反作用;

  (3)柱溫對(duì)分辯效果也有很大影響,因?yàn)闅怏w在液體中的溶解度或在固體表面的吸附程度都隨溫度增高而降低,在氣液色譜分析中,當(dāng)超過(guò)一定溫度時(shí),靜態(tài)的液體通常會(huì)從色譜柱中揮發(fā)掉,所以選擇柱溫時(shí)應(yīng)考慮到樣品的沸點(diǎn)。一般是略低于樣品沸點(diǎn)的平均值;

 ?。?)載氣種類的影響。常用的載氣有 N2、H2、He、Ar等,其中H2、He 氣的分子量較小,有利于提高分析速度,但濃度較高的介質(zhì)易在其間形成擴(kuò)散,影響分離度,所以在實(shí)際測(cè)量中H2、 He氣體一般都用在介質(zhì)濃度較低的區(qū)域并提高其流速,減少擴(kuò)散的影響。N2、Ar等分子量較大的氣體的優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)散作用小,缺點(diǎn)是在柱中壓降大流速慢,即分析周期長(zhǎng);

 ?。?)載氣流速的影響。介質(zhì)在固定相上的滯留時(shí)間,主要取決于介質(zhì)自身的特性(揮發(fā)性,極性等)和載氣的流速。所以流速快慢直接影響分離度;

  (6)進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量的影響。進(jìn)樣時(shí)間應(yīng)盡量短,原則上的瞬間進(jìn)樣會(huì)提高分離度。進(jìn)樣量應(yīng)盡量小,但應(yīng)使檢測(cè)器能夠識(shí)別。

  因此,提高色譜柱分離度可以通過(guò)增加柱長(zhǎng),減少進(jìn)樣量,降低載氣流速,降低色譜柱溫度,提高汽化室溫度,減少系統(tǒng)的死體來(lái)實(shí)現(xiàn)。

  二、柱溫箱的任務(wù)

  不論使用液相色譜儀進(jìn)行是何種分析,穩(wěn)定高、靈敏度高以及重現(xiàn)性好這幾點(diǎn)要求都是必不可少,而如何更好的做到這一點(diǎn),在我看來(lái)柱溫箱起到了關(guān)鍵的作用。

  柱溫箱主要作用在于使柱子的溫度保持一定,按照溫度調(diào)節(jié)方式大致可分為三種,分別為:空氣循環(huán)式、浴液式(水夾套式)以及模塊加熱式。

  這里就柱溫箱的任務(wù)作一些簡(jiǎn)單的探討。

  分析的重現(xiàn)性·柱效率

  在液體色譜法中,支配在柱內(nèi)之分離的方式有①分配,②吸附,③離子交換,④尺寸排除等。這些方式在于化學(xué)性的或者物理性的平衡狀態(tài),也依存于溫度。因此,通過(guò)穩(wěn)定地保持柱溫,可使平衡穩(wěn)定化,在試樣的分離,選擇性,以及保留時(shí)間上得到良好的重現(xiàn)性。一般來(lái)說(shuō),由于與ODS柱等分析方式的柱相比,離子交換柱更易于受到溫度影響,因此溫度調(diào)節(jié)更為重要。

  另外,由于溫度趨高的其目的成分與固定相的平衡將變快,因此一般來(lái)說(shuō)柱效率將增長(zhǎng),峰更明晰,分離呈改善的傾向。

  柱的壓力

  隨著溫度的升高,液體的粘度將降低。因此,通過(guò)在高于室溫的溫度下進(jìn)行分析,可以降低柱入口處的壓力,控制給柱帶來(lái)的負(fù)擔(dān)。尤其是在采用了耐壓性低的聚合物系填料時(shí),更尤為重要。

  分析的溫度穩(wěn)定性

  示差檢測(cè)器、電化學(xué)檢測(cè)器、電導(dǎo)度檢測(cè)器等一些檢測(cè)器容易受到溫度變化的影響,一旦由于室溫變化使流動(dòng)相溫度變化,則基線將偏移或彎曲,不能進(jìn)行穩(wěn)定的分析,通過(guò)使柱溫保持一定,也就是使流入檢測(cè)器內(nèi)的移動(dòng)相溫度保持一定,從而能夠有穩(wěn)定的分析

  如上面說(shuō)明的,通過(guò)采用柱溫箱,可以得到各種不同的效果。但是需要注意的是,如果將溫箱溫度提得過(guò)高,則會(huì)縮短柱的壽命,有時(shí)候會(huì)使柱的分離選擇性變差。