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氣相毛細管柱塔板數下降的煩惱

來源:上海安譜實驗科技股份有限公司      分類:產品評測 2019-09-24 10:36:41 4105閱讀次數
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       色譜分析的小伙伴們,你是否遇到過色譜柱使用一段時間后,理論塔板數下降,達不到標準要求的情況,或者更換了新的品牌的色譜柱,理論塔板數達不到之前的水平,是不是很捉急,有什么方法可以提高理論塔板數嗎?

       Z近小編實驗室也發生了這個問題,使用CNW CD-1701(30m*0.32mm*0.25μm)的毛細色譜柱進行中藥中9種有機氯的檢測,參照的標準是《ZG藥典 2015版》 四部通則 2341(見下圖),標準中要求α-BHC的理論板數不低于1×106,具體色譜條件和要求如下:


《ZG藥典 2015版》 四部通則 2341

在該色譜條件下,9種有機氯農殘混標的譜圖如下: 


       流速1.0mL/min的條件下,α-BHC的理論塔板數在0.7×106左右,接下來我們來一起看下能否在方法允許的范圍內進行一些調整來增加理論塔板數。
       首先我們要了解下色譜分離的基礎理論,色譜分離的兩個基礎理論分別是塔板理論和速率理論,在之前文章“CD-2560分離37種脂肪酸甲酯的小秘密,你知道嗎”中也有提到過,塔板理論是個半經驗理論,它把色譜分離的過程看作蒸餾過程,將連續的色譜分離過程分割成多次平衡過程的重復(類似于蒸餾塔塔板上的平衡過程)?;谶@一類理論,引入了塔板數和塔板高度作為衡量柱效的指標,用來評價色譜柱的分離效能,用理論塔板數和理論塔板高度作為衡量柱效能的指標時,應指明測定物質。理論塔板高度(H)和理論塔板數(n)的關系是:H=L/n,其中L為柱長。理論塔板數(n)可通過保留時間tR和峰寬(W)或半峰寬(Wh/2)來進行計算,《ZG藥典2015版》四部通則 0512 (見下圖)中規定,按n=16(tR/W)2或 n=5.54(tR/Wh/2)2計算色譜柱的理論板數。從公式可看出,提高理論塔板數需要增大保留時間,減小峰寬。
ZG藥典2015版》四部通則 0512

       因藥典中9種有機氯測定方法中未給出色譜柱具體流速,因此我們先嘗試通過調整流速提高塔板數,下表為不同流速條件下α-BHC的理論塔板數,從表中可以看出,減小流速可以提高理論塔板數,但減小到0.6mL/min后繼續減小流速到0.5mL/min,α-BHC的理論塔板數反而降低了,這是因為減小流速,可以使目標物保留時間變大,提高理論塔板數,但減小流速同時也會影響色譜峰的峰寬,在流速減小到一定程度后,峰寬變大起到決定作用,因此理論塔板數又有所減小。不過在Z 優的流速0.6mL/min條件下,α-BHC的理論塔板數也沒有達到1×106的要求,而且流速0.6mL/min條件下,在藥典規定的升溫程序時間內9種有機氯目標物無法全部出峰。



       難道這根色譜柱柱效真的達不到要求了嗎?小編沒有放棄,通過多次反復試驗,小編使用類似于液相梯度洗脫的方法,設置了一個梯度的色譜柱流速條件,具體條件和結果見下表,在此條件下,前期保持較低的流速,保證目標物α-BHC的保留時間不會太小,在α-BHC出峰前將流速迅速調整到高流速,這樣保證了目標峰不會變寬,即同時增大了tR,又減小了W h/2,因此得到了較高的理論塔板數,滿足了藥典1×106的要求。這樣我們就在不改變藥典標準方法的前提下通過巧妙的流速條件設置滿足了理論塔板數的要求。


      

       上述方法沒有改變藥典標準方法要求中的任何儀器條件,包括進樣口,升溫程序,檢測器條件等,但實際上在《ZG藥典2015版》四部通則 0512(見上圖)中也有說明,是允許對色譜系統條件進行適當調整以滿足系統適用性要求的,只要滿足相應的方法學驗證即可。因此小編也試驗了通過改變升溫程序是否可以提高理論塔板數,藥典標準方法中柱溫箱的初始溫度為100℃,我們設置了不同的初始溫度,后續升溫速率和Z終溫度等和標準方法一致,不同初始溫度條件下的α-BHC的理論塔板數結果見下表,從表可以看出,隨著初始溫度的降低,α-BHC的保留時間tR也隨之變大,而流速等其條件沒有改變,目標峰的半峰寬變化不大,因此α-BHC理論塔板數隨之變大。


     

       小編以中藥中9種有機氯測定方法為例,說明了兩種優化理論塔板數的方法,小伙伴們在遇到類似問題的時候也可以按照這個思路進行優化。




(來源:上海安譜實驗科技股份有限公司)


標簽:氣相毛細管柱

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