GC气相色谱衬管.docx

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GC气相色谱衬管

不分流衬管

由于样品在不分流衬管中滞留时间,取决于衬管的形状,气体速度,样品汽化的时间,所以通常不分流衬管被设计成直管,另外还有锥型设计,把样品聚集到色谱柱头,限制样品反冲,减少与样品口金属的接触.衬管中添加玻璃棉可以促进样品汽化,以及非挥发性残留物,防止色谱柱污染.常用的不分流衬管如下:

所有衬管

100%

经过惰性处理

所有衬管都采用中等极

性脱活,除非特殊要求

A直管

用于分子量较接近,并且不易分解的样品.推荐使用玻璃棉,因为其有助于高分子量化合物汽化,使歧视最小。

优点:

经济

缺点:

填充玻璃棉后,对于活性化合物具有潜在分解,例如:

异狄氏剂（一种杀虫剂）和苯酚

容易歧视高分子量的样品

样品与进样口金属接触

B锥形

优点:

减少样品与进样口金属的接触

把样品聚集到色谱柱头

C隐藏式锥形管

综合了锥形和双锥形的优点,并且可以填充玻璃棉.另外,这种衬管可以用双孔卡套,进行双柱分析

优点:

提高了不分流效率

减少了像异狄氏剂和DDT活性化合物分解

汽化充分可以填充玻璃毛

D双锥形

优点:

限制样品反冲

降低样品歧视

缺点:

不能填充玻璃毛

难于清洗

E隐藏式双锥形管

对于易发生变化或高分子量化合物是最好的选择.样品与进样口金属不接触,对于脏样品采用循环方式

优点:

不分流效率最高

减小活性化合物分解

汽化充分可以填充玻璃毛

缺点:

与直管相比成本较高

F钻孔衬管

顶部钻孔

底部钻孔

这种钻孔衬管,在EPC系统可以直接进样,与其它不分流进样相比,减小了样品歧视.当感兴趣化合物受溶剂峰拖尾影响时,推荐采用底部钻孔的衬管.对于水样以及与溶剂峰较远的感兴趣化合物分析,推荐采用顶部钻孔的衬管

优点:

最佳的移动方式

减小进样口歧视

可除去过量的溶剂蒸汽

不需要玻璃毛

吸附小-样品不与金属接触

缺点:

对于非挥发性物质需要更大的量

G玻璃毛不分流衬管

玻璃毛提供较大的表面积使样品快速蒸发,并形成均匀的蒸汽到分流点.少量的玻璃毛就能促使蒸发完全

优点:

经济

重现性好

缺点:

玻璃毛具有吸附性,特别当纤维断裂后

需要频繁维护

分流衬管

分流衬管的设计特点是一个混合腔和弯曲的流路,以保证到达分流点之前能够全部蒸发并均匀化样品蒸汽.所有分流衬管在高温条件下,用硅烷化试剂完全去活,以保证样品中活性化合物即不会降解,也不会吸附.分析较脏的样品时,可以用玻璃毛,石墨化碳黑或石英珠填充分流衬管,用来捕集非挥发性化合物,防止色谱柱污染.常见的分流衬管如下:

所有衬管

100%

经过惰性处理

所有衬管都采用中等极

性脱活,除非特殊要求

A玻璃毛分流衬管

玻璃毛提供较大的表面积是样品快速蒸发,并形成均匀的蒸汽到分流点.少量的玻璃毛就能促进蒸发完全.

优点:

经济

重现性好

缺点:

玻璃毛具有吸附性,特别当纤维断裂后

需要频繁维护

B层流型衬管

样品穿过一个小孔进入一个延长的玻璃盅的顶部,然后通过外层和内层两层通道到达分流点.玻璃盅衬管允许大体积的进样量,因为液态样品在没有完全汽化之前,将一直驻留在内层低部而不能逃逸.

优点:

色谱专家推荐

蒸发体积可达5uL之多

非常适合高分子量化合物

层流提供了高分辨率

缺点:

价格高

C筛板型分流衬管

样品必须通过多孔的釉料,其高表面积和弯曲流路确保样品完全蒸发

优点:

捕集隔膜颗粒和残留物

缺点:

釉料具有活性

清洗困难

D玻璃毛固定型衬管

玻璃毛始终处于衬管中最佳蒸发位置,不受压力脉冲变化或注射器进样时来回移动的影响

优点:

蒸发效果最大化

提高重现性

E玻璃盅分流衬管

样品通过微型漏斗到达玻璃盅,然后通过外层和内层到达分流点

优点:

弯曲的流路有助于样品蒸发

分子量歧视最小

可以填充玻璃毛用于捕集颗粒

缺点:

清洗困难

F螺旋型分流衬管

流路设计为圆筒状螺旋型,提供了较大的蒸发面积

优点:

非常适合脏样品

多次进样以后才有必要清洗

清洗容易

缺点:

不推荐大体积进样

G挡板分流衬管

隔板增加了流路的阻力,样品在玻璃衬管墙往返

优点:

重现性好

缺点:

倾向于分子量歧视

隔膜颗粒和残留物直接进入柱子

有不完全汽化的可能

H迷你层流型玻璃盅分流衬管

流路原理与玻璃盅分流器基本相同,此衬管设计缩短了混合部分,并翻转小盅,用二孔套环改造后成为双柱毛细管接口

优点:

与玻璃盅分流类似,但成本低

蒸发体积可达4uL之多

对高分子量化合物近乎完美

容易清洗

直接进样衬管

A标准型

缓冲室内样品蒸汽不会与金属进样口接触,减少了大量进样峰形脱尾现象.因为沙漏设计,要求样品相对干净,否则污染物也可以从漏斗通过进入柱子.

B开口型

填充玻璃毛,适合较脏的样品.脏的玻璃毛容易更换,衬管可用尼龙刷或管子清洁器清洗.

C螺旋型

对于分子量范围很宽的样品,螺旋玻璃衬管提供了极好的蒸发表面.脏样品中污染物首先在螺旋管被捕集,减小了随后残留物/样品相互作用.

D钻孔衬管

顶部钻孔

底部钻孔

用于EPC气相系统近乎完美.孔补偿了压力,使其达到最佳的灵敏度.当感兴趣化合物受溶剂峰拖尾影响时,推荐采用底部钻孔的衬管.对于水样以及与溶剂峰较远的感兴趣化合物分析,推荐采用顶部钻孔的衬管.

衬管的脱活技术

中等极性脱活

苯基甲基脱活表面,对于极性和非极性化合物回收较高

与大部分普通溶剂互溶

所有衬管都是采用中等极性脱活,除非特殊要求

Siltek脱活

样品流路具有最高惰性

革命性的脱活技术,尤其适用对于复杂的介质和活性物质

不活泼,适用于宽PH范围

适用于含氯农药分析;异狄氏剂分解小于1%

不易损坏

低流失

热稳定

环保无污染,制造过程不用有害的有机溶剂

碱性脱活

对于碱性化合物具有极好的惰性

推荐用于各种胺类分析的专用柱

所有衬管都可以提供碱性脱活处理,请查询

所有衬管

100%

经过惰性处理

所有衬管都采用中等极

性脱活,除非特殊要求

Siltek脱活衬管

什么是SiltekSiltek

是一种最新发展的,在金属或玻璃表面上的去活处理技术,是目前技术所能达到的最高惰性水平.在色谱应用中,能显着提高以往分析中难以解决的活性物质的灵敏度.

衬管容积

进样口应能把样品重复地、有再现性地注入气相色谱仪.挥发了的样品能真正代表液体样品的组成,除非特殊需要,样品应该不发生化学变化.所用的蒸发温度要能使液体样品转化为气体,以便进入色谱柱柱头.溶解样品的溶剂,随着相态的改变会有很大的体积变化,形成的蒸气体积必须小于衬管的容积,才能和衬管容积很好地配合.如果蒸气体积大于衬管的容积,样品蒸气就会反冲到隔垫吹扫和分流排放口,造成样品的损失,因而影响了重复性和灵敏度.表1是各种溶剂在给定的温度和压力下蒸气的膨胀体积.这些数据说明1uL水蒸发后会产生1261uL蒸气,这会超过很多类型衬管的容积,为此必须把进样体积减小到uL或更小.

表1.蒸气膨胀因子（250oC,13psig/90kPa）

溶剂

估计膨胀的体积比

溶剂

估计膨胀的体积比

异辛烷

138:

1

氯仿

284:

1

己烷

174:

1

二氯甲烷

356:

1

戊烷

198:

1

甲醇

563:

1

乙酸乙酯

233:

1

水

1261:

1

衬管的脱活

衬管上的活化点会吸附样品,因而造成拖尾并会大大降低灵敏度和再现性.在使用不分流进样或在分析稍有极性的化合物时,一定要用脱活的衬管.即使使用经过脱活的衬管也可能出现活性,碰到这种情况就要清洗衬管或更换衬管.清洗衬管可除去其中的颗粒物或用溶剂洗去挥发性差的化合物,但是选择适合的清洗衬管的步骤是困难的.有些溶剂会把衬管上的脱活层溶解,用工具会把玻璃表面划伤又产生新的不希望有的活化点.

衬管安装

为操作正确,色谱柱必须正确地安装在进样口中,色谱柱末端要置于锥形管内中间部位,或者根据需要色谱柱安装在不同的深度可以获得好的结果,请参考仪器手册来决定您要安装色谱柱的距离.要得到重复性的定量分析结果,色谱柱要放到重复性的位置是很重要的.

内的玻璃衬管（尤其是经过硅烷化的玻璃衬管）会对行为造成影响。

玻璃衬管的作用：

1提供一个温度均匀的汽化室，防止局部过热。

2玻璃的惰性比不锈钢好，减少了在汽化期间样品催化分解的可能性。

3易于拆换清洗，以保持清洁的汽化室表面，一些痕量非挥发性组分会逐渐积累残存于汽化室，高温下会慢慢分解，使基流增加，噪声增大，通过清洗玻璃衬套可以消除这种影响。

4可根据需要选择管壁厚度及内径适宜的玻璃衬套，以改变汽化室的体积，而不用更换整个进样加热块。

玻璃成分分类

　　玻璃通常按主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃。

非氧化物玻璃品种和数量很少，主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。

硫系玻璃的阴离子多为硫、硒、碲等，可截止短波长光线而通过黄、红光，以及近、远红外光，其电阻低，具有开关与记忆特性。

卤化物玻璃的折射率低，色散低，多用作光学玻璃。

　　氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。

硅酸盐玻璃指基本成分为SiO2的玻璃，其品种多，用途广。

通常按玻璃中SiO2以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量，又分为：

　　①石英玻璃。

SiO含量大于%，热膨胀系数低，耐高温，化学稳定性好，透紫外光和红外光，熔制温度高、粘度大，成型较难。

多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中。

　　②高硅氧玻璃。

SiO含量约96%，其性质与石英玻璃相似。

　　③钠钙玻璃。

以SiO含量为主，还含有15%的Na2O和16%的CaO，其成本低廉，易成型，适宜大规模生产，其产量占实用玻璃的90%。

可生产玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、灯泡等。

　　④铅硅酸盐玻璃。

主要成分有SiO2和PbO，具有独特的高折射率和高体积电阻，与金属有良好的浸润性，可用于制造灯泡、真空管芯柱、晶质玻璃器皿、火石光学玻璃等。

含有大量PbO的铅玻璃能阻挡X射线和γ射线。

　　⑤铝硅酸盐玻璃。

以SiO2和Al2O3为主要成分，软化变形温度高，用于制作放电灯泡、高温玻璃温度计、化学燃烧管和玻璃纤维等。

　　⑥硼硅酸盐玻璃。

以SiO2和B2O3为主要成分，具有良好的耐热性和化学稳定性，用以制造烹饪器具、实验室仪器、金属焊封玻璃等。

硼酸盐玻璃以B2O3为主要成分，熔融温度低，可抵抗钠蒸气腐蚀。

含稀土元素的硼酸盐玻璃折射率高、色散低，是一种新型光学玻璃。

磷酸盐玻璃以P2O5为主要成分，折射率低、色散低，用于光学仪器中。

（1）普通玻璃（Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2）

（2）石英玻璃（以纯净的石英为主要原料制成的玻璃，成分仅为SiO2）

　　（3）钢化玻璃（与普通玻璃成分相同）

　　（4）钾玻璃（K2O、CaO、SiO2）

　　（5）硼酸盐玻璃（SiO2、B2O3）

　　（6）有色玻璃在（普通玻璃制造过程中加入一些金属氧化物。

Cu2O——红色；CuO——蓝绿色；CdO——浅黄色；CO2O3——蓝色；Ni2O3——墨绿色；MnO2——紫色；胶体Au——红色；胶体Ag——黄色）

　　（7）变色玻璃（用稀土元素的氧化物作为着色剂的高级有色玻璃）

　　（8）光学玻璃（在普通的硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感的物质，如AgCl、AgBr等，再加入极少量的敏化剂，如CuO等，使玻璃对光线变得更加敏感）

　　（9）彩虹玻璃（在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化剂和溴化物制成）

　　（10）防护玻璃（在普通玻璃制造过程加入适当辅助料，使其具有防止强光、强热或辐射线透过而保护人身安全的功能。

如灰色——重铬酸盐，氧化铁吸收紫外线和部分可见光；蓝绿色——氧化镍、氧化亚铁吸收红外线和部分可见光；铅玻璃——氧化铅吸收X射线和r射线；暗蓝色——重铬酸盐、氧化亚铁、氧化铁吸收紫外线、红外线和大部分可见光；加入氧化镉和氧化硼吸收中子流。

　　（11）微晶玻璃（又叫结晶玻璃或玻璃陶瓷，是在普通玻璃中加入金、银、铜等晶核制成，代替不锈钢和宝石，作雷达罩和导弹头等）。

　　（12）玻璃纤维（由熔融玻璃拉成或吹成的直径为几微米至几千微米的纤维，成分与玻璃相同）

　　（13）玻璃丝（即长玻璃纤维）

　　（14）玻璃钢（由环氧树脂与玻璃纤维复合而得到的强度类似钢材的增强塑料）

　　（15）玻璃纸（用粘胶溶液制成的透明的纤维素薄膜）

　　（16）水玻璃（Na2SiO3）的水溶液，因与普通玻璃中部分成分相同而得名）

　　（17）金属玻璃（玻璃态金属，一般由熔融的金属迅速冷却而制得）

　　（18）萤石（氟石）（无色透明的CaF2，用作光学仪器中的棱镜和透光镜）