氣相和液相是有機檢測中的兩種基本工具,佔據了有機實驗室的統治地位。雖然都是用來做有機檢測的,但是這兩種儀器本身有著千差萬別,冉盛網將從5個方面(流動相、固定相、分析物、檢測技術和製備分離)進行比較。
氣相色譜是20世紀50年代的一項重大科技成果。這是一種新的分離分析技術,現在廣泛應用於工業、農業、國防、建築、科研等領域。液相色譜也是分離與分析技術的一種,特點是以液體作為流動相,固定相可以有紙、薄板、填充床等多種形式。那麼,氣相色譜與液相色譜相比有什麼特點呢?可以從以下幾個方面進行比較:
流動相:
氣相色譜用氣體作為流動相,又稱為載氣。常用的載氣有氦氣、氮氣和氫氣。與高效液相色譜相比,氣相色譜流動相的種類較少,選擇範圍小。載氣的主要功能是將樣品帶入氣相色譜系統進行分離,其本身對分離效果的影響是非常有限的。
在高效液相色譜中,流動相的種類繁多,對分離結果有著很大的影響。但是換另一個角度來看,氣相色譜的操作參數優化要比高效液相色譜要簡單。此外,氣相色譜載氣的成本低於高效液相色譜流動相。
固定相:
由於氣相色譜的載氣的種類相對較少,其分離選擇性主要通過不同的固定相進行改變,特別是在填充柱GC中,固定相經常由載體和塗覆在其表面上的固定液組成,這對分離具有決定性的影響,因此導致了多種GC固定相的開發研究。到目前為止,已經有數百種色譜固定相可供選擇使用,但常用的色譜固定相也就十多種而已。
因此,液相在很大程度上依賴於不同流動相的選擇來改變分離選擇性。當然,毛細管氣相色譜中常用的固定相不過十幾種。在實際分析中,氣相色譜通常選擇一種載氣,然後通過改變色譜柱(即固定相)和操作參數(柱溫和載氣流速等)來進行優化分離。而液相則是選定色譜柱後,通過改變流動相的種類以及操作參數(柱溫和流動相的流速等)來優化分離。)。
分析對象:
氣相色譜能直接分離的樣品往往是有揮發性且熱穩定的,通常沸點一般不會超過500℃。根據相關數據統計,在當前已知的化合物中,有20%至25%的化合物可以通過氣相色譜直接分析,剩餘的原則上可以通過液相進行分析。也就是說,氣相的分析對象要比液相少得多。
值得注意的是,雖然有一些樣品不能直接用氣相色譜進行分析,但是可以通過特殊的取樣技術,如頂空進樣和裂解進樣等,間接地用氣相進行分析。比如高分子材料的裂解色譜就是這樣。這在某種程度上增加了氣相分析對象的範圍。此外,氣相要比液相更適合於氣體的分析。
檢測技術:
氣相通常用於檢測技術,例如熱導檢測器(TCD)、火焰離子化檢測器(FID)、電子捕獲檢測器(ECD)、氮氣和磷檢測器(NPD)等,其中FID對大多數有機化合物都有響應且並且具有相當高的靈敏度,最小檢測限可以達到納米級別的水平。
然而,在液相中並沒有通用性這麼好的高靈敏度檢測器。商業液相儀器通常只配備紫外-可見光吸收檢測器(UV-VIS)和差折光檢測器(RI)。前者的通用性遠不如氣相中的FID,後者的靈敏度又很低。當然,不管是氣相還是液相都有一些高靈敏度的選擇性檢測器,氣相有ECD和NPD等,液相具有螢光和電化學檢測器。較為理想的檢測器應該首選質譜,但在這一點上,氣相色譜比液相色譜好。
由於氣相流動相的特性,他和質譜的在線聯用是沒有問題的,特別是毛細管氣相和質譜的聯用已經成為常規的分析方法。而液相色譜和質譜的結合受到流動相的限制。儘管目前已經有多種接口,例如離子束、熱噴霧、電噴霧等。但是其流動性還是會受到限制的。
製備分離:
在新產品的研發或未知物質的定性鑑定中,往往需要將色譜分離後的組分收集起來進行進一步的分析,而一些高純度的生化試劑則是通過色譜分離直接製備的。在這點上,氣相色譜在原理上應該是更具有優勢的,因為在收集餾分之後很容易除去載氣。但是,由於氣相色譜的柱容量遠小於液相色譜的柱容量,如果用氣相色譜法進行製備,將非常耗時。因此,製備氣相色譜的實用價值非常有限。反之,液相色譜的製備應用則相對廣泛。
下面就來介紹一下,與氣相色譜法相比,液相色譜法具有以下三個方面的優點。
第一、氣相色譜法不適用於非揮發性和熱不穩定物質,而液相色譜法不受樣品揮發性和熱穩定性的限制。有些樣品無法通過柱子,因為它們很難氣化。熱不穩定物質受熱會發生分解,不適於氣相色譜。這限制了氣相色譜法的應用。
第二、對於難以分離的樣品,由於以下三個主要原因,與氣相色譜法相比,通常更容易通過液相色譜分離。
(1)液相色譜中,流動相會對對分離過程造成影響,這就對分離的控制和改進增加了額外的因素。而氣相色譜中的載氣一般不影響分配,即在液相色譜中,有兩個相與樣品分子發生選擇性的相互作用。
(2)液相色譜中具有獨特的效能的柱填料(固定相),使得固定相的選擇更加廣泛,增加了分離的可能性。
(3)液相色譜使用較低的分離溫度,使分子間的相互作用在低溫下更為有效,因此降低了溫度會提高了色譜分離效率。
第三、與氣相色譜法相比,液相色譜法易於回收樣品,且具有定量的特點。樣品的各個組分都易於分離。因此,在很多場合仲,液相色譜法不僅是分析方法,而且還可以提純和製備具有中等純度的單一物質的一種分離手段。
綜上所述,與氣相色譜相比,液相色譜法在適用性、分離能力和樣品回收率等方面具有一定的優勢。由於該技術的這些優點,液相色譜在更多領域得到了廣泛的應用。
文章來源:冉盛網科技儀器共享平臺