气相色谱系列GC05丨搞不懂色谱柱，还做什么气相？

 

欢迎来到色谱学堂ChromClass，

前几期，我们给大家详细讲解了进样口，

这期，我们来聊聊色谱柱。

我们见到的绝大多数气相色谱柱都长成下面这个样子，细细的一卷。

外人都会觉得很奇怪，说你这个像一卷鱼线的东西，怎么能叫柱子呢？

这种柱子叫做毛细管色谱柱，是最常用的一种色谱柱。

在长长的石英毛细管的内部加上一层薄薄的固定相液体涂层，

在外部加上一层聚酰胺外套，用来增加毛细管的韧性和抗腐蚀的能力。

这就组成了我们最常见的壁涂层开口毛细管柱。

根据进入色谱柱的化合物的极性，沸点等一系列的化学性质，

固定相对于它们有着不同的吸附和解吸附的能力，

导致化合物在色谱柱上被分离。

我们还是拿长跑比赛来做例子，

如果蝙蝠侠和超人赛跑，谁会跑得快呢？

这主要取决于跑道旁边的粉丝。

如果跑道旁边全是国民老公的粉丝，

各种握手，拥抱，求合影，他能快的起来吗？

相反，国民老公的粉丝们，对于超人好像都没啥兴趣，

超人就能全神贯注，最先到达终点啦。

所以大家可以看到，不同固定相的色谱柱，

对于化合物的分离能力是不一样的，

同样的化合物，在一根色谱柱上无法分开，在另外一种色谱柱上就可以分开了。

了解了固定相对于分离的作用原理后，

我们还是来看看，固定相到底是个什么东西？

固定相以液态的形式附着于毛细管的内壁。

聚硅氧烷是最常见的固定相，

如果100%的R都是甲基的话，这种柱子就是1号柱，

也就是我们常见的HP1等。

如果其中5%的R是苯基，剩下95%的是甲基的话，

这种柱子就是5号柱。

如果35%的R是苯基，就是DB35。

如果50%的R是苯基的话，就是DB17。

除了苯基取代的固定相，还有氰丙基-苯基取代的固定相，

如果14%的R是氰丙基-苯基的固定相，就是常用的1701柱，

比如DB1701。

当然，还有许多不同取代基团的各种固定相，

他们都可以理解成不同的粉丝群体。

需要根据要分离什么化合物，去决定使用什么样固定相的色谱柱。

举个例子，你本来要把超人，美国队长，蝙蝠侠这些动漫英雄分开，

但是选的粉丝群体全是60岁以上大爷大妈，结果能分开吗？

不过可不要小看大爷大妈们哦，要分开下面这些人，还非他们不可呢！

毛细管柱除了壁涂层开口毛细管柱（WCOT柱），

还有一种是多孔层开口毛细管柱（PLOT柱）。

这时候固定相不再是液体的涂层，而是以固体的填料涂满这个毛细管内壁，

可以把它理解成做成毛细管了的填充柱。

主要被用于永久性气体和轻烃的分离。

比如常见的PLOT－Q，PLOT－Al2O3等等。

色谱柱固定相的种类，决定了色谱柱的分类。

除此以外，一根毛细管还有长度，内径和膜厚这三个参数。

一般绝大多数毛细管都是30m，也有15m，60m甚至100m。

长度越大，分离效果越好。

就相当于如果两个运动员旗鼓相当，跑了30m还在伯仲之间，怎么办？

让他们再跑三十米，估计能够分出快慢了。

当然，比赛的常见就需要翻倍，这是效率上的考虑。

内径上来看，0.32mm，0.20mm和0.53mm是最常见的三个内径。

内径越大，就相当于跑道越宽，能够容纳的运动员越多，柱容量约大。

而内径越小，我们就需要减少运动员的数量了。

但是另一方面，内径越小的色谱柱，对样品的保留能力越强，

也就是分离能力越强。

可以这么理解，跑道越窄，

运动员跟粉丝的距离越近，伸手就能够的着，他能跑的快吗？

膜厚也是色谱柱非常重要的参数。

一般膜厚都在100um到1mm不等。

它的数值大小，也直接决定了色谱柱的保留能力和柱容量。

这个就更好理解了。

粉丝越多，能够于跟更多的运动员进行更多有效互动越多。

我们来回顾一下这一期的内容，

第一，毛细管柱分为壁涂层毛细管柱和多孔层开口毛细管柱，

区别是固定相一个是液体涂层，一个是固体颗粒涂层。

第二，不同固定相对于化合物的不同保留性能实现了化合物在色谱柱的分离。

第三，色谱柱的参数主要有固定相种类、长度、内径和膜厚，

每个参数都在不同程度上决定化合物的保留和分离。

关于色谱柱，还有太多需要讲的地方，有兴趣的同学欢迎向我们提问。

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