氣相色譜儀柱溫對分離效果的影響

　　色譜儀柱溫不僅影響色譜過程的熱力學因素，也影響傳質過程的動力學因素。柱溫變化，不僅影響柱前端壓力、載氣流速等，更重要的是對物質的分離、分析結果帶來影響。

　　一、氣相色譜升溫方式

　　程序升溫可分為線性程序升溫和非線性程序升溫。線性程序升溫，即隨時間線性變化的升溫方式，可分為一階線性程序升溫和N階線性程序升溫。對于每階程序升溫，都包含初溫、程升速率、終溫以及不同溫度下的保持時間四個基本參數。

　　氣相色譜恒溫分析中，對化學性質相似的同類型的化合物，保留時間和沸點呈對數關系，隨著保留時間增加，峰寬迅速增加，導致先流出峰相互疊加，后流出峰又因峰展寬，使檢測靈敏度下降。因此一般通過柱溫程序升溫來解決這個問題。

　　二、程序升溫階程確定

　　程序升溫時，在分離條件下，保留時間與沸點近似成線性關系，即隨著柱溫的升高，峰底寬基本不變或增加很小。程序升溫中各組分均在柱溫下出峰，但并不是N越多越好。

　　氣相色譜分析中，對于組分沸點范圍窄、化學性質類似的樣品，如同系物，可選用一階升溫；樣品組分沸點范圍寬、性質差異大的，應選擇N階程序升溫。N應根據化合物的多少、需要達到的分離效果、儀器的條件等各方面來選擇。

　　三、基本分離參數優化

　　每階程序升溫中，設置初溫、程升速率和終溫這三個基本參數優化分離條件，要從分離效果和分析速度兩方面考慮。

　　對于初溫，一般比樣品中沸點低的組分沸點要低，可參考低沸點組分恒溫分析時的溫度。初溫的選擇，主要是依據低沸點組分，但要高于固定液的凝固溫度。

　　升溫速率的選擇，在了解樣品組分復雜程度的基礎上，既要保證較小的保留時間，又要保證較大的分離度，一般在0-10℃/min之間。

　　終溫的選擇，主要根據固定相、樣品組分的熱穩定性和高沸點組分的沸點確定。同樣的樣品組分，流出時的柱溫，在毛細管柱上的溫度比填充柱低，毛細管柱上的溫度一般比樣品的沸點約低50℃。

　　四、柱溫選擇注意事項

　　氣相色譜中，柱溫是影響化合物保留時間的重要因素。使用中，應注意柱溫的選擇，因為柱溫關系到：

　　① 色譜柱固定液的壽命。若柱溫高于固定液的高使用溫度，則會造成固定液隨載氣流失，不但影響柱的壽命，而且固定液隨載氣進入檢測器，將污染檢測器，影響分析結果。

　　② 分離效能和分析時間。若柱溫過高了，會使各組分的分配系數K值變小，分離度減小；但柱溫過低，傳質速率顯著降低，柱效能下降，而且會延長分析時間。

　　③ 化合物保留時間。柱溫越高，出峰越快，保留時間變小。柱溫變化會造成保留時間的重現性不好，從而影響樣品組分的定性結果。一般柱溫變化1℃，組分的保留時間變化5%；如果柱溫度變化5%，則組分的保留時間變化20%；

　　④ 色譜峰峰形。柱溫升高，正常情況下會導致半峰寬變窄，峰高變高，峰面積不變。但是組分峰高變高，以峰高進行定量時時分析結果可能產生變化；反之柱溫降低，則相反。

　　而在色譜定性方法中，柱溫變化對定性結果的影響如下：

　　① 當采用保留值定性時，其他色譜條件不變，柱溫變化時，保留時間就會發生變化，這樣就直接影響定性結果判斷。

　　② 當采用相對保留值α定性時，α只是柱溫和固定液的函數，只與待測組分的熱力學性質有關，消除了外界因素的影響，因此跟柱溫變化關系不大，但是柱溫變化影響判斷結果。

　　③ 當采用保留指數定性時，恒溫分析，保留指數與保留時間有關，而柱溫影響保留時間變化；程序升溫分析，除了保留時間，保留指數還與保留溫度有關。因此，這種定性方法易受柱溫變化影響。

　　④ 當采用純樣疊加法定性時，已知混合物中含某組分，將該組分的純樣加入，觀察加入前后的響應信號變化。柱溫變化，保留時間變化，但是加入前后的樣品影響信號變化是一致的，因此柱溫變化不影響采用這種方法定性的結果。

　　而在定量計算時，經常要用到校正因子，如重量校正因子，和組分的質量以及響應信號有關。柱溫變化，峰高變化，峰面積不變，因此，在柱溫變化不影響峰形正常的前提下，以峰高為響應信號的重量校正因子，受柱溫影響，而以峰面積為響應信號的重量校正因子將不受影響。常見定量方法中，在柱溫波動不影響出峰效果的前提下，對定量結果的影響如下：

　　① 采用歸一化法時，定量時需要各組分的校正因子，當以峰面積為響應信號時，定量結果不受影響，以峰高為響應信號則受影響

　　② 采用內標法時，需要計算定量校正因子，影響規律和①同。

　　③ 采用外標法時，即標準曲線法，當以峰面積為響應信號時，不受影響，但是當以峰高為響應信號時，影響很大。

　　總之，柱溫變化可能會導致定性、定量分析結果的變化。

　　既然柱溫變化對分析結果有重要影響，那么選擇合適的柱溫以及對柱溫進行控制就很重要了。

　　五、柱溫選擇方法

　　首先，應保證柱溫不高于固定液的高使用溫度（即色譜柱的高耐受溫度），避免固定液流失而影響色譜柱柱效和使用壽命；

　　其次，選擇合適的柱溫，柱溫的選擇應使難分離的兩組分達到預期的分離效果，峰形正常而分析時間又不長為宜，一般柱溫應比試樣中各組分的平均沸點低20-30℃，通過試驗決定。對于沸點范圍較寬的試樣，應采用程序升溫，按預定的加熱速度隨時間呈線性或非線性地增加溫度。一般升溫速度是呈線性的。

　　后，特別是要保證儀器柱溫控制的穩定性、均勻性，以及實際溫度與預設溫度之間的一致性。一般氣相色譜儀柱溫控溫精度為±1℃，有些廠家的可達到±0.1℃。

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