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氣相色譜與液相色譜的比較(總結)
  • 发布日期:2021-08-12      浏览次数:1061
    •   液相色譜和氣相色譜相比較,在以下幾個方面具有優越性:(1)氣相色譜不適用于不揮發物質和對熱不穩定物質,而液相色譜卻不受樣品的揮發性和熱穩定性的限制。有些樣品因爲難以汽化而不能通過柱子,熱不穩定的物質受熱會發生分解,也不適用于氣相色譜法。這使氣相色譜法的使用範圍受到了限制。據統計,目前氣相色譜法所能分析的有機物,只占全部有機物的15%~20%。另一方面,液相色譜卻不受樣品的揮發性和熱穩定性的限制。所以液相色譜非常適合于分離生物、醫藥有關的大分子和離子型化合物,不穩定的天然産物,種類繁多的其它高分子及不穩定的化合物。
        (2)對于很難分離的樣品,用液相色譜常比用氣相色譜容易完成分離,主要有以下三個方面的原因:
        ①液相色譜中,由于流動相也影響分離過程,這就對分離的控制和改善提供了額外的因素。而氣相色譜中的載氣一般不影響分配,也就是說,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液相色譜中具有獨能的柱填料(固定相)的種類較多,這樣就使固定相的選擇余地更大,從而增加了分離的可能性。
        ③液相色譜使用較低的分離溫度,分子間的相互作用在低溫時更爲有效,因此降低溫度一般會提高色譜分離效率。
        (3)和氣相色譜相比,液相色譜對樣品的回收比較容易,而且是定量的,樣品的各個組分很容易被分離出來。因此,在很多場合,液相色譜不僅作爲一種分析方法,而且可以作爲一種分離手段,用以提純和制備具有中等純度的單一物質。在氣相色譜中所分離出的各樣品組分雖也可以回收,但一般都不太方便,而且定量性差。液相色譜法由于具有這些氣相色譜法不具備的優點,因此在許多領域得到廣泛的應用。
        氣相色譜和液相色譜相比各有什麽特點呢?讓必发集团游戏平台從以下幾個方面進行考察:
        1、流動相
        GC用氣體作流動相,又叫載氣。常用的載氣有氦氣、氮氣和氫氣。與HPLC相比,GC流動相的種類少,可選擇範圍小,載氣的主要作用是將樣品帶入GC系統進行分離,其本身對分離結果的影響很有限。而在HPLC中,流動相種類多,且對分離結果的貢獻很大。換一個角度看,GC的操作參數優化相對HPLC要簡單一些。此外,GC載氣的成本要低于HPLC流動相的成本。
        2、固定相
        因爲GC的載氣種類相對少,故其分離選擇性主要通過不同的固定相來改變,尤其在填充柱GC中,固定相常由載體和塗敷在其表面的固定液組成,這對分離有決定性的影響,所以,導致了種類繁多的GC固定相的開發研究。迄今已有數百種GC固定相可供必发集团游戏平台選擇使用,但常用的HPLC固定相也就十幾種。故LC在很大程度上要靠選用不同的流動相來改變分離選擇性。當然,毛細管GC常用的固定相也不過十幾種。在實際分析中,GC一般是選用一種載氣,然後通過改變色譜柱(即固定相)以及操作參數(柱溫和載氣流速等)來優化分離,而LC則往往是選定色譜柱後,通過改變流動相的種類和組成以及操作參數(柱溫和流動相流速等)來優化分離。
        3、分析對象
        GC所能直接分離的樣品是可揮發、且熱穩定的,沸點一般不超過500℃。據有關資料統計,在目前已知的化合物中,有20%~25%可用GC直接分析,其余原則上均可用LC分析。也就是說GC的分析對象遠沒有LC多。需要指出的是,有些雖然不能用GC直接分析的樣品,通過特殊的進樣技術,如頂空進樣和裂解進樣,也可用GC間接分析。比如高分子材料的裂解色譜就是如此。這在一定程度上擴大了GC分析對象的範圍。此外,GC比LC更適合于氣體的分析。
        4、檢測技術
        GC常用的檢測技術有多種,比如熱導檢測器(TCD)、火焰離子化檢測器(FID)、電子俘獲檢測器(ECD)、氮磷檢測器(NPD)等,其中FID對大部分有機化合物均有響應,且靈敏度相當高,最小檢測限可達納克級。而在LC中尚無通用性這麽好的高靈敏度檢測器。商品LC儀器常配的也就是紫外-可見光吸收檢測器(UV-Vis)和示差折光檢測器(RI)。前者的通用性遠不及GC中的FID,後者的靈敏度又較低,且不適于梯度洗脫。當然,不論GC還是LC,都有一些高靈敏度的選擇性檢測器,GC有ECD和NPD等,LC有熒光和電化學檢測器。較爲理想的檢測器應該首推MS,但在這一點上,GC目前要優于LC。因爲GC流動相的特點,它與MS的在線聯用已不存在任何問題,特別是毛細管GC與MS的聯用已成爲常規分析方法。而LC與MS的聯用就受到了流動相的限制。雖然目前已有多種接口,如離子束、熱噴霧、電噴霧等,但流動相的選擇還是受到明顯的限制。
        5、制備分離
        在新産品的研究開發過程中,或在未知物的定性鑒定工作中,常需要收集色譜分離後的組分作進一步分析,而某些高純度的生化試劑則是直接用色譜分離來制備的。就這一點而言,GC在原理上應該是有優勢的,因爲收集餾分後載氣很容易除去。然而,由于GC的柱容量遠不及LC,如果用GC作制備,那是相當費時的。因此,制備GC的實用價值很有限。制備LC則有很廣泛的應用。
        比較氣相色譜法與高效液相色譜法怎樣區別
        一、分離原理:1.氣相:氣相色譜是一種物理的分離方法。利用被測物質各組分在不同兩相間分配系數(溶解度)的微小差異,當兩相作相對運動時,這些物質在兩相間進行反複多次的分配,使原來只有微小的性質差異産生很大的效果,而使不同組分得到分離。2.液相:高效液相色譜法是在經典色譜法的基礎上,引用了氣相色譜的理論,在技術上,流動相改爲高壓輸送(最高輸送壓力可達4.9´107Pa);色譜柱是以特殊的方法用小粒徑的填料填充而成,從而使柱效大大高于經典液相色譜(每米塔板數可達幾萬或幾十萬);同時柱後連有高靈敏度的檢測器,可對流出物進行連續檢測。
        二、應用範圍:1.氣相:氣相色譜法具有分離能力好,靈敏度高,分析速度快,操作方便等優點,但是受技術條件的限制,沸點太高的物質或熱穩定性差的物質都難于應用氣相色譜法進行分析。一般對500℃以下不易揮發或受熱易分解的物質部分可采用衍生化法或裂解法。2.液相:高效液相色譜法,只要求試樣能制成溶液,而不需要氣化,因此不受試樣揮發性的限制。對于高沸點、熱穩定性差、相對分子量大(大于400以上)的有機物(些物質幾乎占有機物總數的75%~80%)原則上都可應用高效液相色譜法來進行分離、分析。據統計,在已知化合物中,能用氣相色譜分析的約占20%,而能用液相色譜分析的約占70~80%。
        三、儀器構造:
        1.氣相:由載氣源、進樣部分、色譜柱、柱溫箱、檢測器和數據處理系統組成。進樣部分、色譜柱和檢測器的溫度均在控制狀態。
        1.1柱箱:色谱柱是氣相色譜儀的心脏,样品中的各个组份在色谱柱中经过反复多次分配后得到分离,从而达到分析的目的,柱箱的作用就是安装色谱柱。由于色谱柱的两端分别连接进样器和检测器,因此进样器和检测器的下端(接头)均插入柱箱。柱箱能够安装各种填充柱和毛细管柱,并且操作方便。色谱柱(样品)需要在一定的温度条件下工作,因此采用微机对柱箱进行温度控制。并且由于设计合理,柱箱内的梯度很小。对于一些成份复杂、沸程较宽的样品,柱箱还可进行三阶程序升温控制。且程序设定后自动运行无需人工干预,降温时还能自动后开门排热。
        1.2進樣器:進樣器的作用是將樣品送入色譜柱。如果是液體樣品,進樣器還必須將其汽化,因此采用微機對進樣器進行溫度控制。根據不同種類的色譜柱及不同的進樣方式,共有五種進樣器可供選擇:1.填充柱進樣器2.毛細管不分流進樣器附件3.毛細管分流進樣器附件4.毛細管分流/不分流進樣器5.六通閥氣體進樣器
        1.3檢測器:檢測器的作用是將樣品的化學信號轉化爲物理信號(電信號)。檢測器也需要在一定的溫度條件下才能正常工作,因此采用微機對檢測器進行溫度控制。根據各種樣品的化學物理特性,共有五種檢測器可供選擇:1.氫火焰離子化檢測器(FID)2.熱導檢測器(TCD)3.電子捕獲檢測器(ECD)4.氮磷檢測器(NPD)5.火焰光度檢測器(FPD)1.4數據處理系統該系統可對測試數據進行采集、貯存、顯示、打印和處理等操作,使樣品的分離、制備或鑒定工作能正確開展。
        2.液相:高效液相色譜儀主要有进样系统、输液系统、分离系统、检测系统和数据处理系统组成。
        2.1進樣系統一般采用隔膜注射進樣器或高壓進樣間完成進樣操作,進樣量是恒定的。這對提高分析樣品的重複性是有益的。
        2.2輸液系統該系統包括高壓泵、流動相貯存器和梯度儀三部分。高壓泵的一般壓強爲l.47~4.4X107Pa,流速可調且穩定,當高壓流動相通過層析柱時,可降低樣品在柱中的擴散效應,可加快其在柱中的移動速度,這對提高分辨率、回收樣品、保持樣品的生物活性等都是有利的。流動相貯存錯和梯度儀,可使流動相隨固定相和樣品的性質而改變,包括改變洗脫液的極性、離子強度、PH值,或改用競爭性抑制劑或變性劑等。這就可使各種物質(即使僅有一個基團的差別或是同分異構體)都能獲得有效分離。
        2.3分離系統該系統包括色譜柱、連接管和恒溫器等。色譜柱一般長度爲10~50cm(需要兩根連用時,可在二者之間加一連接管),內徑爲2~5mm,由"優質不鏽鋼或厚壁玻璃管或钛合金等材料制成,住內裝有直徑爲5~10μm粒度的固定相(由基質和固定液構成).固定相中的基質是由機械強度高的樹脂或矽膠構成,它們都有惰性(如矽膠表面的矽酸基因基本已除去)、多孔性(孔徑可達1000?)和比表面積大的特點,加之其表面經過機械塗漬(與氣相色譜中固定相的制備一樣),或者用化學法偶聯各種基因(如苯基、磷酸基、季胺基、羟甲基、氨基或各種長度碳鏈的烷基等)或配體的有機化合物。因此,這類固定相對結構不同的物質有良好的選擇性。例如,在多孔性矽膠表面偶聯豌豆凝集素(PSA)後,就可以把成纖維細胞中的一種糖蛋白分離出來。另外,固定相基質粒小,柱床極易達到均勻、致密狀態,極易降低渦流擴散效應。基質粒度小,微孔淺,樣品在微孔區內傳質短。這些對縮小譜帶寬度、提高分辨率是有益的。根據柱效理論分析,基質粒度小,塔板理論數N就越大。這也進一步證明基質粒度小,會提高分辨率的道理。再者,高效液相色譜的恒溫器可使溫度從室溫調到60C,通過改善傳質速度,縮短分析時間,就可增加層析柱的效率。
        2.4檢測系統高效液相色譜常用的檢測器有紫外檢測器、示差折光檢測器和熒光檢測器三種。(1)紫外檢測器該檢測器適用于對紫外光(或可見光)有吸收性能樣品的檢測。其特點:使用面廣(如蛋白質、核酸、氨基酸、核苷酸、多肽、激素等均可使用);靈敏度高(檢測下限爲10-10g/ml);線性範圍寬;對溫度和流速變化不敏感;可檢測梯度溶液洗脫的樣品。(2)示差折光檢測器凡具有與流動相折光率不同的樣品組分,均可使用示差折光檢測器檢測。,糖類化合物的檢測使用此檢測系統。這一系統通用性強、操作簡單,但靈敏度低(檢測下限爲10-7g/ml),流動相的變化會引起折光率的變化,因此,它既不適用于痕量分析,也不適用于梯度洗脫樣品的檢測。(3)熒光檢測器凡具有熒光的物質,在一定條件下,其發射光的熒光強度與物質的濃度成正比。因此,這一檢測器只適用于具有熒光的有機化合物(如多環芳烴、氨基酸、胺類、維生素和某些蛋白質等)的測定,其靈敏度很高(檢測下限爲10-12~10-14g/ml),痕量分析和梯度洗脫作品的檢測均可采用。
        2.5數據處理系統該系統可對測試數據進行采集、貯存、顯示、打印和處理等操作,使樣品的分離、制備或鑒定工作能正確開展。
     
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