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固定组

固定相是指直接装入色谱柱中作为固定相的活性多孔固体材料。

无论是气相色谱还是液相色谱，对待测样品成分的吸附和保留主要取决于固定相。 基本分离原理主要是通过样品分子与固定相之间作用力的类型和强度的差异来实现组分的分离。 不同结构的固定相具有不同的极性和分子间作用力。

固定相大致可分为三类：

第一类是吸附剂：如分子筛、硅胶、活性炭、氧化铝等。 。

第二类是聚合物：例如国产GDX聚合物多孔微球、国外Porapak系列等。 。

第三种是化学键合固定相：在气相色谱中，固定液通常涂覆在载体表面。

使用化学键合固定相分析极性或非极性物质通常可以获得对称的峰、较高的柱效以及改进的固定相的热稳定性。 一般是高沸点有机物的液膜。 通过不同组分的不同分子之间的相互作用，使组分在色谱柱中分离。

气相色谱法在做方法开发时，可以改变的参数非常有限，主要是温度的改变。 因此，在气相色谱中，分离很大程度上取决于固定相的选择。 如何选择合适的气相色谱柱固定相？

以毛细管柱为例，常用的毛细管柱固定相主要分为聚硅氧烷和聚乙二醇两种，其结构如下图所示。

上图为聚硅氧烷的结构，R基团可以是甲基、苯基、氰丙基等。

对于聚硅氧烷型固定相，一般来说，R基团越少，或甲基越多，固定相的非极性越强。

另一大类是聚乙二醇类。 此类固定相为极性固定相，主要包括wax、waxplus、FFAP等固定相。

要选择合适的固定相，必须首先了解气相固定相与化合物之间的相互作用，然后根据效果的差异选择合适的固定相。 气相色谱中固定相与化合物之间的相互作用大致分为以下三种类型：

1.色散力或范德华力

分散力是所有聚硅氧烷和聚乙二醇固定相之间最重要的相互作用力。 它是最弱的分子间力，主要存在于非极性化合物之间。 这种力在气相色谱中最为丰富且占主导地位，导致化合物根据其沸点进行分离。 一般来说，如果两种化合物的沸点相差大于30°C，大多数固定相通常可以将它们分离； 如果两种化合物的沸点差小于10°C，通常需要考虑其他力。

2. 偶极-偶极相互作用

偶极-偶极力可以作为永久偶极发生，也可以通过固定相和分析物之间的相互作用引起。 选择偶极效应较高的色谱柱有助于分离沸点相似、化学结构不同的化合物，例如异构体。 如果化合物之间的偶极效应较小，则需要增强固定相的偶极效应，需要更多的基团（例如可以选择50%氰丙基甲基聚硅氧烷代替14%氰丙基甲基聚硅氧烷）

3.氢键

在气相色谱中，如下表所示，氢键主要存在于酸性和碱性化合物中。 在此类物质中，氢键通常不好，很容易导致分析物的峰形较差。 如尾矿； 或导致分析物不可逆地结合在进样口衬管或色谱柱本身中，影响检测的灵敏度和检测限。 当然，我们也可以利用氢键的强度来分离化合物。

相对氢键强度

强度化合物

强醇、羧酸和胺

中等醛、酯和酮

弱或无碳氢化合物、卤代烃和醚

尖端：

气相色谱柱固定相的选择一般以“相似混溶”为原则：

1、分离非极性组分时，通常选用非极性固定相；

2、分离极性组分时，通常选择高极性固定相；

3、对于具有相似结构的化合物，如异构体，优选高极性固定相；

4. 如果您不确定使用哪种固定相或分析未知化合物，可以从-1和-5固定相开始；

5、另外，特种立柱的种类也很多。 例如624主要用于溶剂残留，1701主要用于农药残留分析，FFAP主要用于脂肪酸分离。

固定剂

关于气相色谱法，目前使用最多的是气液分配模式。 气液色谱的固定相在常规分析温度下也是液体，因此通常称为固定液体。 常见的固定液体主要有以下几种：

毛细管柱气相色谱仪最常用的固定剂有聚二甲基硅氧烷、聚乙二醇、含苯基聚二甲基硅氧烷、含氰基聚甲基硅氧烷和含三氟丙烯基聚甲基硅氧烷等六种。

甲基聚硅氧烷固定剂结构图

1.聚二甲基硅氧烷：

聚二甲基硅氧烷主要是起分散力作用的固定剂，是通用型固定剂。 一般情况下，洗脱顺序是按沸点顺序，但对于含有不同官能团的化合物，洗脱顺序并不完全按沸点顺序。 聚二甲基硅氧烷中存在-Si-O-键，极性力和质子力很弱。 周围的甲基不能被完全屏蔽，因此聚二甲基硅氧烷可以分离非极性和极性混合物。

2、聚乙二醇：

聚乙二醇是一种氢键固定剂，对羟基和羧基化合物有很强的作用，但不能用于与羟基相互作用的化合物。 这类固定液对烷基苯类化合物有良好的分离能力，不能用于伯胺和苯胺，因为如果毛细管柱中有氧气，就会与固定液反应生成乙醛和环氧乙烷。 乙醛与伯胺反应生成席夫碱。

聚乙二醇固定剂应避免与渗透到载气中的空气中的氧气接触，这会降解聚乙二醇。 强无机酸会降解聚乙二醇。 无机强碱不会降解聚乙二醇，但会屏蔽石英表面的酸性，使分离碱性化合物时峰形尖锐。

3、含苯基的聚二甲基硅氧烷：

含苯基的聚二甲基硅氧烷，如5％苯基聚甲基硅氧烷、50％苯基聚甲基硅氧烷，其中最常用的是5％苯基聚甲基硅氧烷。 这是一种可极化的非极性固定剂，其极化性随着苯基含量的增加而增加。 广泛应用于医药、农药分析。

4、含氰基聚甲基硅氧烷：

含氰基的聚甲基硅氧烷，例如7％氰基和7％苯基聚甲基硅氧烷，25％氰基和25％苯基聚甲基硅氧烷。 由于聚硅氧烷链中引入了氰基，使其成为中等或强极性的固定剂。 氰基含量范围为3%至100%。 随着氰基含量的增加，极性（偶极效应）增加。 在这类固定溶液中，含有芳香基和烯基的化合物具有更强的保留作用。 氰基含量越高，保留作用越强。 因此，这类固定溶液适用于从复杂的烃类混合物中分离不饱和烃和芳香烃。 也适用于不饱和脂肪酸的分离。

5、含三氟丙基的聚甲基硅氧烷：

含三氟丙基的聚甲基硅氧烷固定剂具有很强的给质子能力，对羰基化合物有很强的保留作用。 同碳数的酮类的保留时间比同碳数的醇类的保留时间长，后者的沸点也高。 主要用于违禁药物的分析。

对于气相色谱中使用的固定溶液，一般有以下要求：

1、工作温度下蒸气压低，热稳定性好，与被分析物或载气不发生不可逆反应；

2、工作温度下为液体，粘度越低越好。 高粘度固定溶液中物质的传质速率较慢，因此柱效降低。 这决定了固定剂的最低使用温度；

3、能牢固地附着在载体上，形成均匀且结构稳定的薄层；

4、被分离的物质在其中必须有一定的溶解度，否则会很快被载气带走，不能分布在两相之间；

5、分离沸点相似但不同种类的物质的能力，即保留一类化合物的能力大于另一类化合物的能力。 这种分离能力就是固定溶液的选择性。

载体

气相色谱中什么是载体？载体的要求及分类有哪些

载体是一种多孔的化学惰性固体，用于支撑气相色谱中的固定溶液。 承运人有以下要求：

1、比表面积大，一般在0.5-2米/克之间；

2、化学惰性、热稳定；

3、具有一定的机械强度，涂覆、填充过程中不会产生压碎；

4、具有适当的孔隙结构，有利于两相之间快速传质；

5、可制成均匀的球形颗粒，有利于气相渗透和填充均匀性；

6、润湿性好，有利于固定剂分布均匀。 完全满足上述要求是很难的，人们只能在实践中寻找性能相对较好的载体。

载体通常分为两类：硅藻土和非硅藻土，每一类又有各种子类。

1、硅藻土类型：

(1) 白色：

比表面积小，疏松、脆，吸附性能低，经适当处理后可分析强极性组分；

(2) 红色：

它具有更大的表面积和更好的机械强度，但更易吸附。

2、非硅藻土型：

(1)氟载体：表面呈惰性，可用于分析强极性和腐蚀性物质，但不易装柱，柱效较低。

(2)玻璃微球：表面积小，用其作为载体可大大降低柱温，且分离完全、快速，但包被困难，柱效低。

(3)多孔聚合物珠：机械强度高、热稳定性好、吸附低、耐腐蚀、分离效率高。 是一种性能优良的新型色谱固定相。

(4)碳分子筛：中性、比表面积大、强度高、寿命长，在微量分析中具有无可比拟的优越性。

(5)活性炭：可单独用作固定相。

(6)砂：主要用于分离金属。

管道

色谱柱材质的选择应遵循什么原则？ 常用的柱管是用什么材料制成的？ 色谱柱的材质应按下列要求选择：

1、不应与固定相、样品、载气发生化学反应。

2、应易于加工成型。 管内壁应光滑，截面应均匀、呈圆形。 色谱柱管的形状一般为U型或螺旋型，多采用铜、不锈钢、玻璃等材质。 。 。

新的柱管应先用稀酸或稀碱（1：1盐酸或氢氧化钠）清洗，除去油污和其他污垢，然后用自来水冲洗，再用蒸馏水冲洗至中性，然后用干净的清洗剂吹扫。空气干燥后即可使用。