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關(guān)于氣相色譜程序升溫和恒溫分析，如何來選擇并進(jìn)行方法優(yōu)化呢？
小伙伴們大家好，在前期已經(jīng)介紹了色譜柱老化過程中，我們需要注意哪些細(xì)節(jié)？那么，今天我們就詳細(xì)地聊一聊溫度對(duì)氣相分析的影響，在氣相的恒溫分析和程序升溫中，該如何來選擇并進(jìn)行方法優(yōu)化？
不管是程序升溫還是恒溫分析，終目的都是將樣品中的多種化合物達(dá)到基線分離，并呈現(xiàn)峰形尖銳，符合高斯分布的色譜峰。分離度在色譜分析中是衡量柱效至關(guān)重要的參數(shù)，那么影響分離度的因素有哪些呢？首先，我們先了解一下分離度方程。
01 分離度方程
上述公式中Rs代表分離度，N代表色譜柱柱效，α代表選擇性，K是指保留因子。
保留因子K：對(duì)化合物來說，溫度對(duì)保留時(shí)間的影響主要表現(xiàn)為：柱溫越高，保留越弱，保留時(shí)間越短；柱溫降低，保留增強(qiáng)，保留時(shí)間延長(zhǎng)。一般而言，柱溫每上升30℃，保留時(shí)間就會(huì)降低50%。
選擇性α：柱溫降低有利于改善分離度。
柱效N：柱溫對(duì)色譜柱柱效也有一定的影響，一般情況下，柱溫升高，保留時(shí)間縮短，峰寬變小，柱效升高。
02 氣相分析方法中的恒溫分析和程序升溫分析
在恒溫分析中，氣相色譜柱的柱溫是不變的，主要適合分析沸點(diǎn)差異不大、保留性質(zhì)相近的化合物。
但是，當(dāng)待測(cè)組分之間保留性質(zhì)相差較大時(shí)，晚出峰的化合物色譜峰會(huì)出現(xiàn)峰寬較寬、峰形變差、靈敏度不高等各種問題；較早流出的化合物色譜峰又會(huì)呈現(xiàn)分離度不好的現(xiàn)象。針對(duì)此種情況就需要使用程序升溫方法。
在程序升溫方法中，色譜柱起始溫度較低，有利于改善較早流出色譜峰的分離度。然后隨著柱溫上升，并在方法z高溫度下保持一段時(shí)間，可以讓較晚出峰化合物的保留時(shí)間前移，提高工作效率。
03 升溫程序的優(yōu)化
一般情況下，可以采用下面的升溫梯度，來作為方法優(yōu)化的起始。
■ 起始溫度不要太高，建議設(shè)置為比實(shí)驗(yàn)室室溫高15℃即可
■ 升溫速率建議設(shè)置為10℃/min
■ z高溫度設(shè)置為色譜柱恒溫溫度上限以下20℃左右，然后保持10min，觀察色譜圖中待測(cè)組分的分離狀態(tài)
■ 再根據(jù)得到的色譜圖對(duì)升溫條件進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化
1、升溫方法的選擇
在色譜圖中，如果待測(cè)組分（所有化合物）出峰時(shí)間的“窗口”小于整個(gè)程序升溫時(shí)間的1/4，那么就建議采用恒溫分析。此時(shí)，恒溫溫度建議設(shè)置為比后一個(gè)峰的出峰溫度低45℃，然后再以10℃左右上下調(diào)整，直到達(dá)到所需的分離度。
另外，若是所有化合物出峰時(shí)間的“窗口”大于整個(gè)程序升溫時(shí)間的1/4，或者采用恒溫分析方法無法達(dá)到滿意的分離度，此種情況就需要使用程序升溫的分析方法。
2、程序升溫中，起始溫度的設(shè)定
■ 若是不分流進(jìn)樣，一般將初始溫度設(shè)置為低于溶劑沸點(diǎn)10-20℃，并維持1min。目的就是降低溶劑效應(yīng)，因?yàn)椴环至鬟M(jìn)樣時(shí)，樣品膨化體積較大，載氣流速相對(duì)來說較小，氣化后的樣品不能瞬間進(jìn)入色譜柱。將初始溫度設(shè)置為低于溶劑沸點(diǎn)10-20℃，并維持1min，有利于溶劑冷凝聚焦，獲得更窄的峰展寬，提高分離度。
■ 若是分流進(jìn)樣，相對(duì)來說襯管里的載氣流速很快，待測(cè)組分能夠很快進(jìn)入色譜柱。所以不需要對(duì)樣品進(jìn)行冷凝聚焦，初始溫度的設(shè)置沒有特殊要求。
此外，有時(shí)候還可以通過稍微降低初始溫度和延長(zhǎng)保持時(shí)間，來提高較早流出色譜峰的分離度。
3、升溫速率的設(shè)定
一般情況下，升溫速率越快，整體色譜峰的保留時(shí)間縮短，出峰也就越快，可以提高工作效率，但同時(shí)也會(huì)降低色譜峰的分離度。所以我們是希望用短的分析時(shí)間，來獲得z佳的分離效果。推薦的升溫速率可以用以上公式來計(jì)算：T0為死時(shí)間，指的是從進(jìn)樣開始，不被固定相保留的組分出現(xiàn)峰大值時(shí)的時(shí)間。
4、恒溫平臺(tái)的設(shè)定
當(dāng)我們采用同一個(gè)升溫速率，有些化合物的色譜峰還是達(dá)不到滿意的分離度，可以在這部分化合物出峰溫度以下45℃左右設(shè)置一個(gè)恒溫平臺(tái)，在此溫度下維持2-5min，然后繼續(xù)升溫。若是待測(cè)組分種類比較多，為了達(dá)到較好的分離度，可能需要設(shè)置多個(gè)恒溫平臺(tái)。
5、結(jié)束溫度的設(shè)定
關(guān)于結(jié)束溫度，一般設(shè)置為比后一個(gè)色譜峰出峰溫度高20℃左右。若是樣品基質(zhì)比較復(fù)雜或者不分流進(jìn)樣，需要把結(jié)束溫度設(shè)定的稍高一些，目的是對(duì)氣相柱進(jìn)行高溫烘烤，除去可能存在的高沸點(diǎn)雜質(zhì)。但同時(shí)需要注意設(shè)定的溫度不能超過色譜柱使用溫度上限。