氣相填充色譜柱的制備

一、 目的要求
1. 學(xué)習(xí)固定液的涂漬技術(shù)。
2. 掌握氣-液填充色譜柱的制備方法。
3、了解和掌握色譜柱的老化技術(shù)。
二、方法原理
色譜柱是氣相色譜分析儀的核心部分。填充色譜柱因其制備容易、性能穩(wěn)定、柱容量大及使用方便等而廣泛應(yīng)用。一根高分離效能的色譜柱，不僅要選擇合適的固定液和載體，而且還要使固定液在載體上薄而均勻地涂漬，均勻而緊密地填充到色譜柱中。所以，色譜柱的制備是色譜分析法應(yīng)掌握的重要技術(shù)之一。氣-液填充色譜柱制備步驟：
① 色譜柱的選擇，可選用內(nèi)徑均勻、長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)牟ＡЧ?、不銹鋼管或塑料管，一般填充柱內(nèi)徑 2 ～ 4mm，長(zhǎng) 0.5 ～ 3 m，形狀可為 U 型或螺旋型，螺旋型柱圈徑應(yīng)比內(nèi)徑大15 倍，才能獲得較好的柱效；
② 固定相的制備包括載體和固定液的選擇、用量計(jì)算及涂漬過(guò)程，即根據(jù)分析的要求，選擇合適的載體種類和粒度、合適的固定液種類及與載體的質(zhì)量比（ 即液擔(dān)比），并選擇適當(dāng)?shù)姆椒▽⒐潭ㄒ壕鶆虻赝繚n在載體表面；
③ 固定相的填裝是將制備好的固定相均勻而緊密地填充于色譜柱中，且避免載體破碎；
④ 色譜柱的老化是在色譜柱使用之前必須進(jìn)行的處理過(guò)程，一則可除去色譜柱內(nèi)剩余的溶劑、固定液的短鏈聚合物及其他較易揮發(fā)雜質(zhì)，二則可使固定液更均勻地分布于載體，以提高柱效。
三、儀器與試劑
1. 共用儀器：氣相色譜儀、氮?dú)鈿怏w發(fā)生器、托盤天平3臺(tái)、分析天平1臺(tái)、簡(jiǎn)易抽濾器包括真空泵1個(gè)、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、標(biāo)準(zhǔn)篩60－80目1個(gè)、烘箱1臺(tái)、紅外干燥箱1個(gè)、干燥器3個(gè)、恒溫箱；濾紙3盒、玻璃棉1包、紗布 標(biāo)簽紙
2.各組儀器：不銹鋼空柱1根（內(nèi)徑3mm，柱長(zhǎng)1m）、400ml燒杯2個(gè)  50ml量筒1個(gè)  小漏斗1個(gè) 洗耳球1個(gè)  蒸發(fā)皿1個(gè)  玻璃棒2根
   3.共用試劑（學(xué)生自己前往實(shí)驗(yàn)臺(tái)稱量）：肥皂水 蒸餾水 自來(lái)水、鹽酸（分析純）、氫氧化鈉（分析純）、鄰苯二甲酸二壬酯（色譜純）  
4.每組約需消耗6201紅色硅藻土載體（60－80目）100g、乙醚20ml
5.實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：100g/l的氫氧化鈉熱溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％鹽酸溶液
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1. 柱的試漏與清洗：將柱出口堵死，進(jìn)口接氮?dú)?，將柱管全部浸入水中，在高于操作壓力下，以壁管沒(méi)有氣泡冒出為合格。不銹鋼柱的清洗采用 100g/l的氫氧化鈉熱溶液（5% ～ 10% 的熱 NaOH 溶液）浸泡管壁 10 分鐘后，抽洗 4 ～ 5 次，用自來(lái)水沖洗至中性，再用蒸餾水沖洗 2 ～ 3 次，烘干備用。
2. 固定相的制備：選擇 6201載體為擔(dān)體， DNP 為固定液，液擔(dān)比為： DNP∶ 6201擔(dān)體 =10∶ 100。進(jìn)行固定相的制備，具體操作如下：
（1）擔(dān)體的準(zhǔn)備，SHOU先對(duì) 6201 紅色載體進(jìn)行篩分，取 80 ～ 100目的部分，于烘箱中 105 ℃ 烘 4 ～ 6 小時(shí)，以除去吸附于表面的水蒸氣等。
（2）色譜柱所需載體的體積估算，據(jù) V = Lπr2，其中 r為柱內(nèi)半徑（cm）；L 為柱長(zhǎng)（cm）；V 為柱體積（mL），計(jì)算 2 m ×3 mm 不銹鋼柱所需填充的載體體積，用量筒取 1.2 ～ 1.4 V 載體稱其重量W（g），置于一燒杯中。
（3）稱取載體質(zhì)量10%（ w/w）的DNP 于燒杯中，加入 約20（mL）的乙醚，使固定液溶解于溶劑中，溶劑用量以恰能完全浸沒(méi)擔(dān)體為宜。攪拌使固定液溶解。
（4）固定液的涂漬  在盛有固定液的燒杯中，慢慢加入已稱量的載體，邊加邊輕搖，待載體全部加入后，溶液應(yīng)恰能全部浸沒(méi)載體。
（6）揮發(fā)溶劑  將燒杯放通風(fēng)櫥中人溶劑自然揮發(fā)，并隨時(shí)輕搖，待近干后再將燒杯置于紅外干燥箱中，烘干20-30min，Z后再用60－80目篩子篩分。
3. 色譜柱的裝填：為了使填充色譜柱具有良好柱效，在向柱中填裝固定相時(shí)，應(yīng)避免載體破碎，并填裝均勻和緊密。填充操作多采用抽空裝柱法，即將色譜柱出口端（ 接檢測(cè)器端）塞好石英棉，包上一層紗布后與真空泵的緩沖瓶連接，柱入口端（接氣化室端）接上漏斗，先將固定相倒入漏斗中，啟動(dòng)真空泵，使漏斗中的固定相抽入到填充柱中，同時(shí)用木棒輕敲填充柱并轉(zhuǎn)動(dòng)，使固定相填充均勻緊密。色譜柱裝滿固定相后，停止抽空，取下色譜柱，在入口端塞上適量石英棉。
4. 色譜柱的老化：用氣體流動(dòng)法進(jìn)行色譜柱的老化，即將色譜柱入口端與氣相色譜儀氣化室出口相連，出口端放空。此時(shí)，出口端應(yīng)勿與檢測(cè)器相連接，以免污染檢測(cè)器（注意不要接反，否則固定相將在色譜柱中移動(dòng)，使柱效發(fā)生變化）。通入載氣（流速約為 20 mL/min）半小時(shí)，將系統(tǒng)中空氣趕走，以防固定液被氧化。升高色譜柱溫度，控制在 110 ℃ 左右老化 4 ～ 8 小時(shí)。老化好后，接上檢測(cè)器檢查，若能獲得平穩(wěn)的基線，說(shuō)明色譜柱已經(jīng)老化合格。
五、結(jié)果處理
記錄色譜柱的制備條件，標(biāo)記色譜柱（以下項(xiàng)目）并注明填充方向。
色譜柱編號(hào)    制備日期   柱材    柱長(zhǎng)   柱內(nèi)徑   載體名稱    篩目范圍   
載體用量     固定液名稱      固定液用量     溶劑名稱     溶劑用量
載體涂漬方法   柱實(shí)際裝填量    液載比   老化溫度   時(shí)間
六、注意事項(xiàng)
1. 固定液一定要完全溶解于溶劑中，尤其對(duì)低配比固定液，因固定液含量少，僅能覆蓋至載體表面，故在涂漬過(guò)程中，應(yīng)保持適當(dāng)?shù)姆胖盟俣群鸵欢ǖ恼舭l(fā)條件，以使載體與固定液接觸均勻，使固定液均勻而牢固地分散在載體表面。
2. 柱老化過(guò)程中，色譜柱尾端應(yīng)放空，以免污染檢測(cè)器。特別注意上述老化色譜柱的接法，不適用于以氫氣為載氣柱的老化，否則氫氣放空于色譜儀爐箱中易發(fā)生爆炸。
3. 色譜柱是氣相色譜分析的核心。柱的涂漬效果和填充好壞直接影響柱效能，故要求涂漬均勻牢固，填充均勻緊密，且不能使擔(dān)體破碎。