關於氣相色譜柱的膜厚,我們錯了1000倍´¯`( >·<)´¯`

2021-02-13 色譜學堂

我們之前的 「色譜柱都沒搞懂,還做什麼氣相?」文章裡面提到,固定相塗層的厚度(膜厚)對於色譜分離有些直接的影響。

但是當時講到這一點的時候,我們犯了一個錯誤,將膜厚的單位搞錯了。本來常見的氣相柱的膜厚大多介於100nm到1um之間,結果因為我們的粗心大意,寫成了100um到1mm之間,一下子就差出去了1000倍。是的,毛細管都沒那麼粗……
我們也在文章的留言區做了回復。但是由於很多同學沒有特別留意到留言裡面的勘誤,所以我們決定在這裡特別發一次勘誤,同時也感謝給我們提出問題的同學們!再次為可能給大家帶來的苦擾致歉!

一般來說,內徑0.32mm的色譜柱,標準膜厚是250nm左右,常見的氣相柱的膜厚大多介於100nm到1um之間。既然說到了色譜柱的膜厚,那我們今天就一起來更仔細地看看 膜厚對於色譜分離的影響 吧。我們先另外打一個比方,把樣品在毛細管色譜柱中的分離過程看成是樣品在一條河邊跑步的話,那它們前進的方式就是,在岸邊往前跑一會兒,然後又跳進河裡面往前遊一會兒。大概就像下面這樣:大家在岸上跑步速度都差不多,但是一到河裡面,差距就拉開了。在這個比喻的情況下,膜厚就相當於這條河的深度。河越深,你一個猛子紮下去就能扎的越深,要遊上來花的時間就越長。

理解了這些,關於膜厚對色譜分離的影響就很好理解了。
也就是說,在色譜條件和其他色譜柱參數,比如同樣長度,內徑,固定相類型的色譜柱都一樣的情況下,膜厚越厚,化合物的保留時間就越長,對於不同化合物的分離能力也越強。

如果我們想要讓高沸點,分子量較大的化合物出峰快一點,除了提高程序升溫的最高溫度以外,我們還可以用膜厚相對薄一些的色譜柱。

因為膜厚薄的話,對於化合物的保留較弱,所以出峰就越快。

而相反,如果我們想要讓低沸點的,揮發性強的化合物出峰出峰慢一點,能夠跟其他峰分的更開一些,除了降低程序升溫的起始溫度外,還可以使用膜厚相對厚一些的色譜柱。因為膜厚厚的話,對於化合物的保留較強,所以出峰就越慢。其次,這條河越深,能容納同時往前遊的人數也就越多。

也就是說膜厚跟可以分析的樣品量有關係。膜厚越大,可以容納和分離的樣品量越大。反之膜厚越小可以容納和分離的樣品量就越小。所以在有些時候,進樣量過大會導致峰拖尾,也就是「過載」的現象。這時候,一般我們都會稀釋樣品,增大分流比,也可以考慮使用膜厚更厚的色譜柱。

比較大的膜厚也會導致一些問題,比如色譜柱需要更高的溫度,才能讓化合物流出。

而且大的膜厚更容易導致固定相的流失,也就是我們常說的柱流失。所以一般大膜厚的色譜柱,其能耐受的最高溫度更低

同時,柱流失讓檢測器的本底基線更高,噪音更大。對於普通的氣相FID檢測器來說,可能問題不大,但是在使用質譜這種靈敏度高很多的檢測器跟氣相聯用時,就很少能看大膜厚的色譜柱了。

最後,感謝大家對色譜學堂的各種意見和建議! 歡迎大家給我們留言,參與交流和討論。

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