填充物類型
抖化學(xué) / 2022-10-19
填充物類型:用作高性能LSC填料的吸附劑可分為兩類:多孔的 和薄殼的。圖5-1有助于我們討論各類吸附劑的性質(zhì)。大型不規(guī)則多孔吸附劑顆粒(圖5-1a)多年來一直用于直徑1~5厘米的開柱中。由于粒度粗大,不需多大壓力溶劑即可緩慢流過這些柱子,但分離時(shí)間非常長,常需數(shù)小時(shí),有時(shí)甚至數(shù)天。由于溶質(zhì)在深孔中傳質(zhì)很差以及巨大的顆粒間通路等原因,所以柱效很低。試圖縮短分離時(shí)間,例如用泵來增大流動(dòng)相的速度,結(jié)果卻使效率更低,也更喪失分辨率。但因可利用的吸附劑表面很大,樣品容量較高,可以注射毫克或克數(shù)量級(jí)的樣品。對(duì)于這種高表面積的吸附劑,每克填料的樣品量可用到1~5毫克。
雖然多年來就知道減低吸附劑的粒徑可以改善柱效,但只有到了1960年代后期,在發(fā)展了柱填充物之后才可能實(shí)際運(yùn)用這一知識(shí)。薄殼吸附劑的發(fā)展對(duì)于LC的復(fù)興是個(gè)促進(jìn)因素。圖5-1( b)描述的薄殼(或多孔層微珠,PLB)填充物,是由平均粒徑(dp)40微米的剛性圓球形玻璃珠和薄層多孔的外殼所組成。外殼的典型厚度為1~3微米,可以是硅膠、氧化鋁或其它吸附劑。與同等直徑的多孔填充物相比,在這種薄層外殼中,固定相的傳質(zhì)情況大大地改善了。這樣,PLB材料提高了效率(最佳的H值為0.1~0.3毫米),但由于多孔層很薄,樣品容量只有多孔填充物的若干分之一。由于PLB填充物的表面積范圍是5到15米/克,所以樣品量就不能大于0.1毫克/克左右。然而,以柱體積為基礎(chǔ)進(jìn)行比較時(shí)( PLB比多孔填充物更為致密),PLB 與全多孔吸附劑之間的差別就減少了。PLB致密的實(shí)心核使裝柱時(shí)可采用與氣相色譜裝柱技術(shù)相似的干法填充。
由于缺乏適當(dāng)?shù)某涮罴夹g(shù),加之一般無法得到尺寸分布窄的、dp小于40微米的吸附劑顆粒,阻礙了多孔微粒使用的進(jìn)一步發(fā)展。最近在商品多孔微粒的制備和分級(jí)( 粒度范圍5≤dp≤20微米)方面的進(jìn)展,以及創(chuàng)造了充填這類粒子的適當(dāng)技術(shù)[1~31,重新引起了將多孔微粒用于高性能LSC的興趣。這些充填技術(shù)將在附錄II中詳盡地討論。
由于減小了孔的深度(見圖5-1C )及顆粒間的通道,所以細(xì)的多孔微粒,尤其是5和10微米的顆粒比PLB吸附劑具有更高的館質(zhì)傳質(zhì)速率。柱效加大一一個(gè)數(shù)量級(jí),曾經(jīng)報(bào)導(dǎo)的最佳H值是0,01~0.03毫米。此外,因?yàn)檫@些微粒的表面積較大,所以樣品容最近似于大的多孔微粒。
為了比較不同類型吸附劑的性能,圖5-2展示了采用平衡密度技術(shù)(見附錄I)充填的、不同d,硅膠的H對(duì)u曲線。隨著顆粒的粒徑減小,柱效有規(guī)律地改善。事實(shí)上:logH對(duì)logd,的曲線共斜率為1.8[4],說明使用現(xiàn)有的最小顆粒具有顯著優(yōu)點(diǎn)。在使用HPLC的實(shí)驗(yàn)室里,微粒吸附劑的應(yīng)用正日益普遍。