在用氣相色譜分析時,主要是利用色譜柱分離混合物中不同組分,總希望在較短的時間內,用用較短的柱子,達到良好的分離效果。因此,在分析時必須選擇適當的操作條件。選擇什么樣的操作條件才能達到最好的分離效率和柱效率呢?從柱效率的條件來看,理論塔片數(n)愈愈多愈好,理論塔片高度(H)愈小愈好。究竟多少才合適呢?則要用總分離效率K來衡量,找出最好的分離條件。下面就幾個最主要的因素進行分析。
(一)載氣流速的選擇
根據范坦姆脫方程,載氣流速與塔片高度(H)的的關系為一雙曲線。A+Ca是它的新近線。此漸近線的截距為A,雙曲線的最低點為最佳流速。此時柱效率最好,即H最小。
由于氣體的可壓縮性,在整個色譜過程中不可能得到均一的流速,色譜柱不能全部都處于最佳情況,因此實際工作中都選擇稍大于最佳流速點的流速。
(二)載氣的選擇
組分在分子量較小的載氣中的擴散系數(Dg)大,而在分子量較大的的載氣中的擴散系數(Dg)小。因此,用輕的載氣時,最佳流速和最小塔片高度都比重的載氣時大,如圖107所示。
這說明用輕的載氣有利于提高分析速度,但柱效率會有所降低。用重的載氣時,因為縱向擴散系數小,可以采用較小的載氣流速。
(三)擔體性質
為了改善分離情況,必須除去擔體的活性,使它呈惰性,以利于物質的分離。如分離胺類物質時,擔體可用堿預處理;分離酸類物質時,擔體可用酸預處理;分離醇類氫鍵型物質時,擔體表面可用硅烷化處理。
(四)擔體粒徑和填充惰況
擔體粒徑是影響渦流擴散的主要因素。擔體的粒度小,有利于提高柱效。因此粒度以均勻細小為佳(一般為80~100目)。柱管填充以密實均勻為好,而柱子直徑以小些為佳。
(五)固定液性質和用量
固定液要求蒸氣壓低,這樣有利于分離高沸點的組分。如果固定液的粘度低,則涂在擔體上的固定液才薄,因而固定液用量就低,這對增加柱效率有利。一般固定液含量在1~10%左右。
(六)柱徑、柱長和柱形
柱徑增大時,縱向擴散增加,對柱效率不利。,一般柱徑以3~4毫米為宜。增加柱長可使分離的兩物質的保留時間之差增大,對總的分離效率有利,但延長了分析時間。
柱形主要是影響填充的均勻度,從而影響到分離效率。螺旋柱形填充困難,柱效率較直形或U形為低。
(七)柱溫
在較低的溫度下,有利于提高分離效率,但增加分析時間。如適當提高柱溫,可以縮短分析時間,并可消除或部分消除由于擔體的活性而引起色譜峰的不對稱現象。
(八)進量
進樣量不應超過柱的負荷,如果超過就會增加峰寬,降低柱效。一般來講,進樣量小柱效高。進樣速度必須快速,一般都在一秒鐘以內。為了使樣品能瞬時汽化,汽化室的溫度應比柱溫高50℃左右。