氣相色譜儀影響峰峰分離的幾種因素的應用

冼麗屏+陳炳耀+毛秋燕

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

關鍵詞：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

氣相色譜儀廣泛應用于石油化工、醫藥、食品等行業，主要針對一些可氣化的熱穩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相近，要達到完全分離需要對色譜條件進行調節。為此，分享在工作中總結出的幾種影響峰峰分離的因素，以此為導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據，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，僅通過調節載氣流速[3]，進行分離度計算，得出最佳分離度時的載氣流速。測試數據見表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，可見當樣品中兩組分的沸點、性質相近時，可通過調節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。 根據此原則，適當調大載氣流速，可提高峰分離度，可以達到組分完全分離的結果。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，僅通過調節分流比，進行分離度計算，得出最佳分離度時的分流比。測試數據見表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，可見當樣品中兩組分的沸點相近性質相似，難以分離時，可通過調節分流比[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，適當調大分流，可提高峰分離度，可以達到組分完全分離的結果。但分流比過大會影響樣品在柱子中的靈敏度，當發現峰面積過小時，則不易再調大分流比。

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置的程序連續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、檢測限下降及節省時間等優點。 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，僅通過調節程序升溫速率，進行分離度計算，得出最佳分離度時的升溫速率。 可見當樣品中兩組分的沸點，難以分離時，適當調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，樣品馬上由液體變為氣體。當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。色譜柱的柱效和填料、柱長、柱內徑均有關系，一般來說，填料越細密、柱長徑比越大，柱效越高。

當柱效下降，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，和某些揮發性雜質。

3 結語

氣相色譜儀應用越來越普及，自動化程度也越來越高，但目前尚未達到可根據樣品自動調節出最佳峰分離條件的自動化程度，仍然需要分析人員根據樣品的物理、化學特性自行摸索，調試出最佳分離效果的色譜分析條件。當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].鐵道技術監督 ，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用探析[J].科技資訊 ，2017（11）.endprint