氣相色譜柱溫對分離效果的影響和選擇方法說明

概述

色譜柱溫度，不僅是影響色譜過程的熱力學因素，也影響傳質過程的動力學因素。柱溫變化，不僅影響柱前端壓力、載氣流速等，更重要的是對物質的分離、分析結果帶來影響。

一、柱溫選擇的影響

氣相色譜儀中，柱溫是影響化合物保留時間的重要因素。使用中，應注意柱溫的選擇，因為柱溫關系到：

① 色譜柱固定液的壽命。若柱溫高于固定液的最高使用溫度，則會造成固定液隨載氣流失，不但影響柱的壽命，而且固定液隨載氣進入檢測器，將污染檢測器，影響分析結果。

② 分離效能和分析時間。若柱溫過高了，會使各組分的分配系數K值變小，分離度減小；但柱溫過低，傳質速率顯著降低，柱效能下降，而且會延長分析時間。

③ 化合物保留時間。柱溫越高，出峰越快，保留時間變小。柱溫變化會造成保留時間的重現性不好，從而影響樣品組分的定性結果。一般柱溫變化1℃，組分的保留時間變化5%；如果柱溫度變化5%，則組分的保留時間變化20%；

④ 色譜峰峰形。柱溫升高，正常情況下會導致半峰寬變窄，峰高變高，峰面積不變。但是組分峰高變高，以峰高進行定量時時分析結果可能產生變化；反之柱溫降低，則相反。

二、在色譜定性方法中柱溫變化對定性結果的影響

① 當采用絕對保留值定性時，其他色譜條件不變，柱溫變化時，保留時間就會發生變化，這樣就直接影響定性結果判斷。

② 當采用相對保留值α定性時，α只是柱溫和固定液的函數，只與待測組分的熱力學性質有關，消除了外界因素的影響，因此跟柱溫變化關系不大，但是柱溫變化影響判斷結果。

③ 當采用保留指數定性時，恒溫分析，保留指數與保留時間有關，而柱溫影響保留時間變化；程序升溫分析，除了保留時間，保留指數還與保留溫度有關。因此，這種定性方法易受柱溫變化影響。

④ 當采用純樣疊加法定性時，已知混合物中含某組分，將該組分的純樣加入，觀察加入前后的響應信號變化。柱溫變化，保留時間變化，但是加入前后的樣品影響信號變化是一致的，因此柱溫變化不影響采用這種方法定性的結果。

三、在色譜定量方法中柱溫變化對定性結果的影響

而在定量計算時，經常要用到校正因子，如重量校正因子，和組分的質量以及響應信號有關。柱溫變化，峰高變化，峰面積不變，因此，在柱溫變化不影響峰形正常的前提下，以峰高為響應信號的重量校正因子，受柱溫影響，而以峰面積為響應信號的重量校正因子將不受影響。    

常見定量方法中，在柱溫波動不影響出峰效果的前提下，對定量結果的影響如下：

① 采用歸一化法時，定量時需要各組分的校正因子，當以峰面積為響應信號時，定量結果不受影響，以峰高為響應信號則受影響

② 采用內標法時，需要計算定量校正因子，影響規律和①同。

③ 采用外標法時，即標準曲線法，當以峰面積為響應信號時，不受影響，但是當以峰高為響應信號時，影響很大。

總之，柱溫變化可能會導致定性、定量分析結果的變化。

四、柱溫選擇方法

既然柱溫變化對分析結果有重要影響，那么選擇合適的柱溫以及對柱溫進行控制就很重要了。

首先，應保證柱溫不高于固定液的最高使用溫度（即色譜柱的最高耐受溫度），避免固定液流失而影響色譜柱柱效和使用壽命；

其次，選擇合適的柱溫，柱溫的選擇應使難分離的兩組分達到預期的分離效果，峰形正常而分析時間又不長為宜，一般柱溫應比試樣中各組分的平均沸點低20-30℃，通過試驗決定。對于沸點范圍較寬的試樣，應采用程序升溫，按預定的加熱速度隨時間呈線性或非線性地增加溫度。一般升溫速度是呈線性的。

最后，特別是要保證儀器柱溫控制的穩定性、均勻性，以及實際溫度與預設溫度之間的一致性。一般氣相色譜儀柱溫控溫精度為±1℃，有些廠家的可達到±0.1℃。