毛细管柱选择与各种毛细管柱介绍

一、固定液使用

固定相: AT SE-30,AT OV-1

组成 100%甲基聚硅氧烷

极性 非极性

应用 碳氢化合物

同类型号 DB(HP) -1、AC1、SPB-1、CPSIL5、DM-1、RT-1

使用温度 50—300℃

固定相: AT OV-101

组成 100%甲基聚硅氧烷（胶体）

极性 非极性

应用 氨基酸、基油

同类型号 HP-101、AC1 、SP-2100

使用温度 0—350℃

固定相: AT SE-52AT SE-54

组成 5%苯基甲基聚硅氧烷，1%乙烯基5%苯基甲基聚硅氧烷

极性 非极性

应用 多核芳烃、酚、酯、碳氢化合物、药物、醇

同类型号 DB(HP)-5、AC5、SPB-5、DM-5、CPSiL8、Rtx-5

使用温度 50—350℃

固定相: AT OV-1701

组成 7%氰丙基7%苯基甲基聚硅氧烷

极性 非极性

应用 药物、醇、酯、硝基化合物

同类型号 DB(HP)-1701、AC10、DB-1701、SPB-1701、RT-1701、CP-Sil 19CB 使用温度 0—280℃

固定相: AT XE-60

组成 25%氰乙基甲基聚硅氧烷

极性 中极性

应用 酯、硝基化合物

同类型号 DB (HP) -225、AC225

使用温度 0—280℃

固定相: AT OV-17

组成 50%苯基甲基聚硅氧烷

极性 中极性

应用 药物、农药

同类型号 DB(HP)-17、AC10

使用温度 0—250℃

固定相: AT FFAP

组成 聚乙二醇—TPA 改性

极性 极 性

应用 酸、醇、醛、酯、腈、酮、基油

同类型号 DB (HP) –FFAP 、SP-1000、Supecl-NUKOL 、AC20

使用温度 50—250℃

固定相: AT PEG-20M

组成 聚乙二醇—20M

极性 极 性

应用

同类型号 HP- Wax、DB-Wax 、AC20

使用温度 50—200℃

固定相: AT 农残Ⅰ号AT 农残Ⅱ号

组成

极性

应用 六六六、DDT 等八种含氯农药拟除虫菊酯类、含磷类农药

同类型号 SPB-608、HP-608

使用温度 25—300℃

二、毛细管柱内径

0.53mm 具有近似填充柱的负荷量，总柱效则远远超过填充柱。达到同样的分离度时，0.53mm 大口径柱的分析时间

显著快于填充柱。可方便的采用柱上进样或直接进样技术，适合于分析不太复杂的样品，是填充柱理想的替代柱。

0.32mm 柱效稍低于0.25mm 常规柱，负荷量大于常规柱的60%，用特制注射针可做柱上进样。

0.25mm 最常用的内径规格。有较高的柱效，负荷量较低，必须分流进样或无分流进样。用于复杂多组份样品分析。

0.20mm 柱效高, 负荷量低，流失较小，适合与质谱等灵敏检测器联用。

三、毛细管柱长度

5—12m 短柱：分离少于10个组份（不包含难分离物质对）的简单样品。

25—30m 中长柱：分离10—50个组份的样品。

50m 长柱：分离大于50个组份或包含有难分离物质对的复杂样品。

四、膜 厚

0. 1—0. 2μm 薄液膜：低负荷量，高温下流失较小，适合于高沸点化合物的分析，适于配高灵敏检测器。

0.25—0.33μm 标准液厚：一般商品柱的标准液膜。

0.5—5.0μm 厚液膜：较高的样品负荷量，在高温下流失较大，适于分析低沸点样品。

气相色谱柱固定相简介

毛细管色谱柱最常用的是聚硅氧烷和聚乙二醇，另外还有一类是小的多孔粒子组成的聚合物或沸石(例如氧化铝、分子筛等) 。

1、聚硅氧烷

聚硅氧烷由于其用途广泛、性能稳定性，是最常用的固定相。标准的聚硅氧烷是由许多单个的硅氧烷链接而成。每个硅原子与两个功能集团相连，最常见的功能集团为甲基和苯基，此外还有氰丙基和三氟丙基。些功能集团的类型和数量决定了色谱柱固定相的性质。最基本的聚硅氧烷是由100%甲基取代的，相应的柱子牌号有：HP-1、BP-1、DB-1、SE-30等。若有其他取代基取代甲基时，该取代基的数量一般由一个百分数来表示。例如：5%二苯基-95%二甲基聚硅氧烷表示其包含有5%的苯基集团和95%的甲基集团（“二”是表示每个

硅原子包含有两个特定集团）。相应的柱子牌号有：HP-5、BP-5、DB-5、SE-54等。如果甲基的百分数没有表征，则表示它们的含量是100%(如50%苯基-甲基聚硅氧烷表示甲基的含量为50%)。相应的柱子牌号有：HP-50+、BPX-200、DB-17等。

2、聚乙二醇

聚乙二醇是另外一类广泛应用的固定相。有些我们称之为“WAX ”或“FFAP ”。聚乙二醇的稳定性、使用温度范围都比聚硅氧烷要差一些。聚乙二醇固定相色谱柱的寿命较短，而且容易受温度和环境(有氧环境等) 的影响。但由于它的极性比较强，对极性物质有特殊的分离效能，所以仍是我们常用的固定相之一。为了提高分离效能，还有用pH 阳离子改性聚乙二醇固定相。FFAP 柱就是一类用对苯二甲酸改性的聚乙二醇作为固定相的(DB-FFAP)。这种色谱柱常用于分析分离酸性化合物。另外，我们也用碱性化合物对聚乙二醇固定相改性用来分析分离碱性化合物(CAM)。相应的柱子牌号有：HP-Wax 、DB-Wax 、Carbowax-10，HP-INNOWax 、DB-WAXetr 、Carbowax-20M ，HP-FFAP 、DB FFAP、OV-351等。

3、气-固固定相

气-固固定相就是在管壁表面粘合很薄一层的小颗粒物质，通常叫做多孔层开口管(PLOT)柱。样品是通过在气—固固定相上产生吸附/脱附作用来分离的。它们常用来分离各种气体及低沸点溶剂。最为常用的PLOT 柱固定相有苯乙烯衍生物、氧化铝和分子筛等。相应的柱子牌号有：HP PLOT Al2O3“S ”、HP PLOT Al2O3“KCl ”、GS-Al2O3、CP-Al2O3/KCl、HP PLOT Q、HP PLOT U等。

4、键合和交联固定相

为了改善柱子的性能，常采用键合和交联的方式。交联是将多个聚合物链单体通过共价键进行连接，键合是将其再通过共价键与管壁表面相连。这样处理的结果使得固定相的热稳定性和溶剂稳定性都有较大的提高。所以，键合交联固定相色谱柱可以通过溶剂的浸洗，从

而去除柱内的污染物。

常见色谱柱固定相的使用温度

1、聚二甲基硅酮类固定相： OV-1 , SE-30 (弹性体，OV-101 , SF96 , DC2000流体) ，使用温度上限为300C, 但把温度上限改为280℃，可使柱子寿命显著延长。一般来说，弹性体类固定液比流体类稳定些，SF96 , DC200因含有较高水平的残留催化剂和不纯物，不宜作GC/MS分析。

2、聚苯基乙基硅酮：SE-52（弹性体，5％苯基），SE-54（弹性体，5％苯基，1％乙烯基），DC10（液体，35％苯基），OV-17(液体，50％苯基) 实际上限250℃。SE-52、SE-54在280时稳定性很好，常用于GC/MS分析，并能容纳超负荷的大进样量。苯基含量增加、稳定性要差点。

3、聚氰丙基硅酮是极性强的硅酮固定液：OV225（液体，25％氰丙基，25％苯基），Silav10c 、SP2340（液体，75％氰丙基），实际温度上限是250℃。

4、聚乙二醇型（Carbowax or PEG）固定液是乙烯氧化物聚合体的混合物，其名称反映了他们分子量变化范围的平均值。Carbowax 20000（腊状固体），FFAP （两终端都是对苯二甲酸的Carbowax 20000），实际温度上限是220℃。

毛细管柱的安装及其维护

1. 毛细管柱的安装

当选择好合适的毛细管柱之后，就应该进行正确地安装工作。先将毛细管柱的两端截取一段（如果是已经使用过的柱子，安装之前一定要分清楚哪个是与进样口相连，哪个是与检

测器相连），然后安装，注意螺帽不用拧的太紧。

安装柱子应该在进样口部件都安装好之后。当柱子的一段与进样口接好后，应该通载气，将接检测器的一端放置在丙酮溶液中，观察是否有气泡，用以判断毛细管柱是否被堵。

2. 柱子的老化。

毛细管柱特别是新的柱子，使用之前的老化是很重要的，老化的目的就是使涂层固定相中的低沸点物质挥发干净，使得固定液分配的比较均匀。老化时，毛细管柱的一端接进样口，另一端不接检测器，放置于柱箱内。老化的最高温度应该低于柱子最高使用温度的20～30℃，老化时应该采用程序升温，升温的速率尽量小，然后在最高温度保持4小时左右。第一次老化结束后，将连接检测器的一端的毛细管柱截取一段，安装后查看基线是否正常，若不正常还需要继续老化。

3. 毛细管柱的维护

毛细管柱在平时不使用的时候，因该妥善保管，柱子的两端都应该封好（可用废旧的进样垫），主要是防止固定液被氧化和杂物进入。放置时也应该留意柱子的那一端是连接检测器，哪一端是连接进样口。

不同毛细管柱压力的设置

压力单位（psi ）

15m 25m 30m 50m 100m

0.20mm 10-15 20-30 18-30 40-60 80-120

0.25mm 8-12 13-22 15-25 28-45 55-90

0.32mm 5-10 8-15 10-20 16-30 32-60

0.53mm 1-2 2-3 2-4 4-8 6-14

气相色谱分析中柱长、柱内径、柱温、载气流速、固定相、进样等操作条件对分离的影

响

１、柱长，柱内径：一般讲，柱管增长，可改善分离能力，短则组分馏出的快些；柱内径小分离效

HP-5MS-二苯基-95%二甲基硅氧烷共聚物

说明：就色谱柱性能和选择性来说，此固定相与HP-5一致，但具有与HP-1MS 相似的超低流失特性。例如1909IS-433在320℃时流失为4PA 。这种超低流失柱使其适于在GC/MS系统或其他检测器作超微量分析之用。色谱柱的超低流失和极好的惰性，对各种化合物（酸、碱、极性和非极性）在一根色谱柱上可改进其检测限、峰型和分离度。

相似的固定相：CP-Sil 8CB,DB-5,SPB-5,SE-54,MDN-5,AT-5,007-2

等温/程序升温温度范围：-60至325/350℃ -60至300/320℃，0.53mm 内径 -60至260/280℃，>2.0μm 液膜

应用：生物碱，药物，FAMEs, 卤代化合物。

HP-1MS －超低流失(100%)-二甲基聚硅氧烷色谱柱

说明：HP-1MS 是在HP-5MS ＺＨＩ之后的模式化色谱柱；它是使用与HP-1完全相同的固定相和表面化学处理方法，因而具有和HP-1相同的色谱选择和惰性表面，但是它具有超低流失特点。

等温/程序升温温度范围：-60至325/350℃

应用：胺类、烃类、农药、多氯联苯、酚类、硫化合物、调味品和香料

HP-1－二甲基聚硅氧烷柱

说明：这是最常用的非极性键合固定相，HP-1（二甲基聚硅氧烷），具有极好的热稳定性并且在高温下流失很小，具有低的检测限

相似的固定相：DB-1,Rtx-1,SPB-1,CP Sil 5CB,MDN-1,DB-1h.t.,AT-1 007-1

恒温/程序升温温度范围：-60至325/350℃,-60至300/320℃ 0.53内径，-60至260/280℃>2.0mm液膜

应用：胺类、烃类、农药、多氯联苯、酚类、含硫化合物

SE-52/SE-54毛细管色谱柱

产品描述：1. 担体：5%苯基、95%聚二甲基硅氧烷，键合型。 2. 类别：弱极性柱。 3. 使用温度：-60℃-320℃。 4. 使用范围： 碳氢化合物、芳香化合物、农药、酚类、除草剂、滥用药物等。

产品特点

SE-54/SE-52类似于DB-5，HP-5，SBP-5，CP-sil8

HP-50+(50%)二苯基(50%)-二甲基硅氧烷共聚物柱

说明：HP-50+系列柱涂渍有专利的50%-二苯基-50%二甲基硅氧烷固定相。这种中极性固定相柱通常用来分析极性化合物，如：含氯杀虫剂，除草剂和碱性药物。它们通常和另一根柱子一起使用，以提供进一步验证的信息。此外，0.32mm 系列柱的相比例和0.20mm 系列柱的相比例保持一致，这样保证可以简单地把方法转换到GC/MS系统。

相似的固定相：DB-17,Rtx-50,SP-2250,DB-17ht,SPB-50,007-17,CP-Sil 19,CP-Sil 24CBRSL-300,AT-50,OV-17,BPX-50

等温/程序升温温度范围：40至280/300℃ 内径0.53mm 柱，40至2６0/280℃ 应用：乙二醇、杀虫剂、药品、甾族化合物

HP-35-二苯基-65%-二甲基硅氧烷共聚物

说明：HP-35柱是用苯基取代甲基的聚硅氧烷固定相柱。EPA （美国环保暑）方法8081和UPS （美国药典）G-42中已经指定用此固定相。HP-35的中极性使其成为分析杀虫剂、除草剂、药物和胺的良好选择。

相似的固定相：DB-35,Rtx-35,SPB-35,AT-35,Sup-herb

等温/程序升温温度范围：-40至300/320℃ 40至280/300℃

应用：芳氯物(Aroclors)、胺类、杀虫剂、药品

说明：HP-FFAP 柱主要特点是能够分析有机酸、游离脂肪惰性，适合于分析溶于水的酸，碳数高达Ｃ24的脂肪酸可以用此柱进行分析，而无需费时费钱的衍生化处理。HP-FFAP 柱是酸或用于一些需要定量分析微量酸样品。这一固定相经过改性并具有很强交联又键合的色谱柱，可以避免在进水样是色谱柱被毁坏，操作在60℃到260℃之间，不需要事先进行预处理即可得到好的结果，此柱可以用溶剂冲洗，延长寿命。

相似的固定相：DB-FFAP Stabilwax,OP WAX58cb,Nukol SP 1000D

等温/程序升温温度范围：60至240/250℃ 对0.35mm 内径柱，６0℃到230/240℃ 应用：磷类、醇类、醛类、酮类、腈类。 OV-101毛细管色谱柱

产品描述：1. 担体：甲基聚硅氧烷（流体），键合型。 2. 类别：非极性柱。 3. 使用温度：-60℃-320℃。 4. 使用范围：碳氢化合物、芳香化合物、农药、酚类、除草剂、胺、脂肪酸甲酯等。

产品特点

OV-101类似于HP101，SP-2100，DB-101,AC1

OV-1701系列毛细管色谱柱

产品描述：1. 担体：14%氰丙苯基、86%聚二甲基硅氧烷，键合型。 2. 类别：中等极性柱。

3. 使用温度：30℃-310℃。 4. 使用范围： 农药、除草剂、药物、环境样品等 产品特点

OV-1701类似于DB-1701,HP-1701,BP-10,CP-Sil19CB

V-17系列毛细管色谱柱

产品描述：1. 担体：14%氰丙苯基、86%聚二甲基硅氧烷，键合型。 2. 类别：中等极性柱。

3. 使用温度：30℃-310℃。 4. 使用范围： 农药、除草剂、药物、环境样品等 产品特点

OV-17类似于DB-17,HP-50,SP-2250,CP-Sil24CB

PEG-20M 系列毛细管色谱柱

型号规格： PEG-20M

产品描述：1. 担体：聚乙二醇 2. 类别：极性柱。 3. 使用温度：35℃-280℃。 4. 使用范围： 醇类、游离酸、脂肪酸甲酯、芳香化合物、溶剂、香精油等

产品特点

PEG-20M 类似于DB-WAX,HP-20M,CP-WAX57CB

HP-5(5%)-二苯基聚硅氧烷共聚物色谱柱

说明：一根HP-5(5%苯基聚硅氧烷) 柱常常是分析未知样品的优选色谱柱，和HP-1一样这种非极性固定相，具有非常好的惰性和热稳定性，因而其检测器的检测限低，柱流失非常低 相似的固定相：CP-Sil 8CB,DB-5,SPB-5,SE-54,MDN-5,AT-5,007-2

等温/程序升温温度范围：-60至325/350℃ -60至300/320℃，0.53mm 内径 -60至260/280℃，>2.0μm 液膜

应用：生物碱，药物，FAMEs, 卤代化合物。