三、色譜柱

氣相色譜柱分為填充柱和毛細(xì)管柱兩類(lèi)。色譜柱內(nèi)填充的固體物質(zhì)稱(chēng)為固定相，根據(jù)同定相的不同，可把氣相色譜法分為氣同色譜和氣液色譜。農(nóng)藥殘留分析常用的是氣液色譜柱，以下簡(jiǎn)要介紹農(nóng)藥殘留分析常用的氣液色譜柱。

(一)填充柱

1、色譜柱的材料和形狀色譜柱可用玻璃管、不銹鋼管等材料制成。常用的色譜柱形狀有U形和螺旋形兩種，內(nèi)徑一般為2～4 mm，柱長(zhǎng)為0.5～2m。

2、氣液色譜固定液氣液色譜填充柱內(nèi)是惰性同體載體上涂漬一薄層固定液的固定相，固定液的不同直接影響待測(cè)組分的分離效能，固定液的選擇是氣相色譜分析的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

(1)固定液應(yīng)具備的條件固定液在操作溫度下必須是液態(tài)物質(zhì)，且應(yīng)具備以下條件。

①對(duì)組分的選擇性好：固定液對(duì)組分應(yīng)有不同的溶解性(良好的選擇性)，在操作條件下，固定液能使欲分離的兩組分有較大的相對(duì)保留值。

②蒸氣壓低：蒸氣壓低，同定液不易流失，可以保持柱效，也不影響高靈敏度檢測(cè)器的使用。

③熱穩(wěn)定好：在操作溫度(柱溫)下，同定液不發(fā)生分解或聚合反應(yīng)，保持原有特性。

④化學(xué)惰性好：同定液不與待測(cè)組分、載體、載氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

⑤凝固點(diǎn)低、黏度適當(dāng)：凝固點(diǎn)低則在低溫可以使用，黏度適當(dāng)則可減少因柱溫下降黏度變大而造成柱效降低的弊端。

⑥溶解力好：對(duì)樣品組分有足夠的溶解力。

氣液色譜固定液很多，它們具有不同的組成、性質(zhì)、用途，通常按固定液的極性和化學(xué)類(lèi)型分類(lèi)(表5—3)?；瘜W(xué)類(lèi)型分類(lèi)是將有相同官能團(tuán)的固定液排列在一起，然后按官能團(tuán)的類(lèi)型分類(lèi)。這樣就便于按組分與固定液結(jié)構(gòu)相似原則選擇固定液(表5—4)。

(2)固定液的選擇總的來(lái)說(shuō)，固定液選擇的基本原則是相似相溶原理。

①非極性物質(zhì)：對(duì)非極性物質(zhì)，一般選用非極性固定液，這時(shí)試樣中各組分按沸點(diǎn)次序流出，沸點(diǎn)低的先流出，沸點(diǎn)高的后流出。

① 極性物質(zhì)：對(duì)極性物質(zhì)，選用極性固定液，試樣中各組分按極性次序分離，極性小的先流出，極性大的后流出。

③非極性和極性混合物：對(duì)非極性和極性混合物，一般選用極性固定液，這時(shí)非極性組分先流出，極性組分后流出。

④能形成氫鍵的樣品：對(duì)能形成氫鍵的樣品，一般選用極性或氫鍵型固定液，試樣中各組分按與固定液分子間形成氫鍵能力大小先后流出，不易形成氫鍵的先流出，最易形成氫鍵的最后流出。

⑤復(fù)雜的難分離物質(zhì)：對(duì)復(fù)雜的難分離物質(zhì)，可選用兩種或兩種以上混合固定液。

⑥極性未知樣品：對(duì)于樣品極性情況未知的，一般用最常用的幾種固定液做試驗(yàn)。

此外，固定液的選擇還需要考慮固定液的使用溫度，每一種固定液都有一最高使用溫度極限，超過(guò)這一溫度，固定液會(huì)流失或發(fā)生化學(xué)變化，使色譜柱壽命縮短、沾污檢測(cè)器。部分高溫固定液在較低溫度下會(huì)結(jié)晶或變得特別黏稠，使柱效大幅下降，因此有些固定液有最低使用溫度。

3、擔(dān)體：擔(dān)體(也稱(chēng)為載體)為固定液提供一個(gè)大的惰性表面，以支撐固定液并使其能在表面均勻鋪展形成液膜。

(1)對(duì)擔(dān)體的要求：對(duì)擔(dān)體的要求為：比表面積大、孔徑分布均勻；表面對(duì)溶質(zhì)無(wú)吸附或吸附性很弱；化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定性好；具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。

(2)擔(dān)體種類(lèi) ：色譜擔(dān)體分為硅藻土和非硅藻土擔(dān)體兩大類(lèi)。硅藻土擔(dān)體是氣相色譜中常用的擔(dān)體，它是由硅藻的單細(xì)胞海藻骨架組成，主要成分是二氧化硅和少量無(wú)機(jī)鹽，根據(jù)制造方法不同，又分為紅色載體和白色載體。表5—5為農(nóng)藥殘留分析中常用的擔(dān)體。

(3)擔(dān)體表面的預(yù)處理：載體表面并非完全惰性，具有一定的活性中心[如硅醇基(一Si—OH)]或含有礦物雜質(zhì)(如氧化鋁、鐵等)，這些催化活性和吸附活性中心，使色譜峰產(chǎn)生拖尾。為消除這些現(xiàn)象，擔(dān)體應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理方法有酸洗、堿洗、硅烷化等。

①酸洗法：用3～6 mol／L的鹽酸浸煮載體，過(guò)濾，水洗至中性，甲醇淋洗，脫水烘干。酸洗擔(dān)體適用于酸類(lèi)、酯類(lèi)的分析。

②堿洗法：用5％～10％NaOH一甲醇溶液浸泡，然后依次用水、甲醇洗至中性，除去氧化鋁等酸性作用點(diǎn)，用于分析堿性物質(zhì)。

③硅烷化：用硅烷化試劑與載體表面硅醇基反應(yīng)，使生成硅烷醚，以除去表面氫鍵作用力。常用硅烷化試劑有二甲基二氯硅烷(DMCS)、六甲基二硅烷胺(HMDS)等。

④化學(xué)鍵合：白色(未硅烷化)的擔(dān)體以鹽酸回流酸洗后，用蒸餾水洗至中性、烘干，涂6％～8％PEG 20 M，在260～280℃通氮處理，用甲醇洗去未結(jié)合的PEG 20M。

參考資料：農(nóng)藥殘留分析