固定相的選擇
抖化學(xué) / 2022-11-07
固定相的選擇對(duì)給定的溶質(zhì)混合物所要用的正確色譜系統(tǒng)的選擇,難以事先肯定,必須由實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。如果已知樣品組分的大概化學(xué)性質(zhì),則可根據(jù)文獻(xiàn)中這類混合物的參考資料來(lái)選擇相體系。如果對(duì)樣品的化學(xué)性質(zhì)毫無(wú)所知,則其溶解度將對(duì)最可能采用的色譜體系給出一些指示。如果樣品可溶于有機(jī)溶劑,則可以使用液一固系統(tǒng)。
正常情況下,硅膠是首選的吸附劑,除非已知有些物質(zhì)在酸性介質(zhì)上是不穩(wěn)定的。如果發(fā)現(xiàn)混合物的組分在硅膠上不穩(wěn)定,則可使用氧化鋁。如果溶質(zhì)在硅膠或氧化鋁上均被分解,則可用極性鍵合相。經(jīng)驗(yàn)表明,硅膠應(yīng)是首先試用的固定相。如樣品不溶于有機(jī)溶劑卻溶于水,產(chǎn)生的溶液不是中性,或只溶于稀酸或稀堿,則可采用離子交換色譜法的技術(shù)。對(duì)于這類工作特別推薦使用微粒離子交換固定相。
市售的硅膠填充物有不同范圍的粒徑和不同的表面積。假如柱的填充良好,則粒徑越小,得到的柱效越高。直徑5或10微米的所謂微粒填充物,推薦用于分析工作。一根250毫米長(zhǎng),4.6毫米內(nèi)徑,填充了10微米硅膠的柱子,應(yīng)具有超過(guò)5000理論塔板的效率。有很多方法可評(píng)價(jià)柱的填充。使用以不同材料,在標(biāo)準(zhǔn)條件下填充的標(biāo)準(zhǔn)柱,柱的性能可根據(jù)理論塔板數(shù)、有效塔板數(shù)、在給定的k’值可分離的溶質(zhì)對(duì)的最小分離比、或柱子在給定ke'值的分辨能力來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。最后一個(gè)參數(shù),柱子的分辨能力,可能是最好的,并可簡(jiǎn)單地由有效塔板數(shù)求得。有效塔板數(shù)的計(jì)算與理論塔板數(shù)的方法相似,只是保留值距離是從死體積那點(diǎn)測(cè)量,而不是從注樣點(diǎn)開始。柱的分辨能力由Giddingsl11定義為k'/?k’,在此,?k'等于在k'洗脫的溶質(zhì)峰的底寬。理論上易
于證明柱的分辨能力R由下式給定,
式中N是柱的有效塔板數(shù)。因而N和R將隨著洗脫溶質(zhì)的k’而變,因此,應(yīng)對(duì)在感興趣的ke'值范圍內(nèi)洗脫的一系列溶質(zhì)計(jì)算R并將結(jié)果作圖。曲線愈高,柱的分辨力就愈好。這種曲線,可用于比較任何幾何形狀或填充情況的柱子。在有標(biāo)準(zhǔn)柱的情況下也可用
來(lái)比較不同的填充物。Scott 和Kucera觀察了多種不同的吸附劑[2],圖12-1表示分辨率(如上所定義)對(duì)溶質(zhì)在他們所研究的許多不同吸附劑上洗脫的k’值的曲線??煽吹教畛淞宋⒘N?/span>劑的柱顯示最好的分辨力。對(duì)于實(shí)踐的色譜工作者很有用的另一
參數(shù),是最小的a值。這也可根據(jù)有效塔板數(shù)用下列方程算出:
于是,已知所要分離溶質(zhì)的a值,就可計(jì)算所需的分辨能力。
不同表面積的硅膠吸附劑也有供應(yīng),其范圍從400米/克到薄殼填充物的7米/克。在以硅膠作為吸附劑的液相色譜中,起保留作用的部分是該凝膠表面的OH基,未改性硅膠所呈現(xiàn)的OH基的數(shù)目直接與表面積有關(guān)。因而凝膠的表面積直接與所用的固
定相有關(guān)。如與氣相色譜柱進(jìn)行比較,高載敷量和低載敷的GC柱就可與填充了高表面積和低表面積硅膠的LC柱相比。如進(jìn)一步作類似的比較,則GC柱的 等溫操作就相應(yīng)于LC柱的等強(qiáng)度操作。因此,正如非極性的高載敷GC柱的等溫操作,僅對(duì)具有相
對(duì)窄的沸點(diǎn)范圍并且沸點(diǎn)接近柱溫的溶質(zhì)分離有效一樣,高表面積硅膠柱的等強(qiáng)度操作,也將只對(duì)分離極性范圍窄的溶質(zhì)和極性接近于溶劑極性的溶質(zhì)有效。反之,低載敷的GC柱可以分離具有寬沸點(diǎn)范圍的溶質(zhì)混合物,就象填充了低表面積硅膠的LC柱將能分離寬極性范圍的混合溶質(zhì)。由此可見,具有高分辨力的高表面積微粒吸附劑,要用于分離極性相似溶質(zhì)的復(fù)雜混合物,而具有相對(duì)地低分辨力的低表面積薄殼填充物,應(yīng)用于分離寬極性范圍的簡(jiǎn)單混合物。