右侧立式模块为WelNova6300柱温箱
柱温箱是液相色谱系统中的重要组成部分,它能确保液相色谱系统中分离模块的温度恒定,减小温度波动对运行基线、化合物保留时间及色谱分离的影响。它非常重要,但很多时候它的作用被忽视了,甚至有些实验室在液相分析时没有柱温箱,不控制柱温,这就很难得到一个良好的实验结果。
接下来,就跟小编一起看看柱温箱的“小身材大能量”吧!
液相色谱简易流程图
01 如果液相系统没有柱温箱,
将会发生什么呢?
在色谱分析过程中,如果没有柱温箱,系统和色谱柱的温度会随室温波动,从而引起较复杂的问题,如:流动相的粘度、系统线速度、传质效应等发生变化。温度的影响在所有的色谱分析方式中都是存在的,液相分析中的洗脱方式也受温度的影响。
色谱洗脱时温度会影响保留时间,通常情况下当温度升高时,色谱峰都前移了,经验值一般为等度洗脱时温度每升高1℃,保留时间会缩短(1%-3%)。温度变化对梯度洗脱和等度洗脱的影响趋势是一样的。温度变化对梯度洗脱的影响要小于对等度洗脱的影响。
即便如此,若梯度洗脱时不控制温度的话,保留值一般也会有较大的变化。温度变化还可能引起色谱选择性和出峰峰形显著变化。
原则上,范特霍夫方程描述了不同温度下某反应的平衡常数:
㏑k=-ΔH/RT+ΔS/R+lnβ
公式中:
k表示:保留因子,描述的就是与色谱柱的温度相关的系数;
ΔH表示:流动相和固定相之间传递的焓变;
ΔS表示:相应的熵;
R表示:摩尔气体常数;
T表示:溶质温度;
β表示:相率。
从公式中可以看出:lnK与温度的倒数1/T之间是线性关系,也就是说可以通过两个检测点就确定它们之间的相互关系。
根据公式得出的四种防腐剂的范特霍夫曲线图
这是邻苯二甲酸二乙酯、苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸甲酯和对羟基苯甲酸乙酯四种防腐剂在极性基团的反相色谱法分离时,利用含磷酸盐的水-甲醇洗脱液洗脱至酸碱度为pH=7时的范特霍夫图(数据引用自网络)。
检测时,每隔5℃进行一次检测,在20-75℃范围内的检测结果显示出很好的线性关系,使用很少的检测点也能够很好地描述这种相互关系,因此,温度对于色谱保留有直接的影响。
02 如果液相系统没有柱温箱,
在使用缓冲盐和离子对试剂时将会怎么样?
对于使用到缓冲盐或离子对试剂的情况,缓冲液和样品的pKa值均受到温度影响。对于质子化的碱,提高温度会降低pKa值,在高温下溶质的离子化程度会降低并且发生保留时间的异常延长。离子化合物受温度影响的程度明显大于中性化合物,换言之,柱温通过pKa影响离子对化合物的选择性。
所以在使用缓冲盐或离子对试剂时必须使用柱温箱严格控温。
(图片来源:baotu)
03 如果液相系统没有柱温箱,
当柱温达不到平衡时,将会发生什么?
正如柱子不能平衡将导致保留时间的重现性变差一样,柱温不平衡也会导致不理想的结果,这个问题在峰宽上的影响尤其明显。
当温度变化时,除了选择性和保留时间的变化之外,峰宽也会发生变化。升高温度通常会使理论塔板数升高,峰宽变窄,由于峰面积不变,峰越窄就会越高,因此升高温度可以达到更小的检测限。柱子里的温度变化也会影响峰形。当流动相和柱子之间的温差增大时,由温度不平衡而导致的峰变形就会加剧。
为了获得一致的结果我们必须要控制柱温。
04 柱温箱在液相系统中的作用,
我们概括一下,那就是这样的:
1)当室温比较低的时候,柱温箱可以提高色谱柱柱温,降低柱压。保持较低的柱压,可以延长色谱柱和进样器转子密封圈的寿命。
2)为我们色谱分析提供恒定的分析环境,减少基线波动。
3)可以使保留时间相对恒定,有效的杜绝保留时间漂移。对需要进行的定性鉴别提高了可信度。
4)在一定程度上升高柱温可以加快出峰速度。不需要反复的改变流速、流动相比例,只需设定一下温度即可。
5)改善峰形,对提高柱效有一定的作用。
6)当使用缓冲盐或离子对试剂时,稳定的柱温有助于离子化合物解离的稳定。
六大升级,好物来袭!基于温度对色谱系统和分析结果影响的研究,月旭科技自主研发的新款WelNova6300系列柱温箱,可以满足你对柱温箱的几乎所有要求。
1)操作语言更多样,支持中/英文,对海外客户同样友好。
2)纵置柱温箱,空间更大,最多可容纳6根300mm色谱柱。
3)型号更多,满足不同应用需求:6320加热/制冷柱温箱满足特殊样品分析使用;6330带有切换阀的加热制/冷柱温箱满足方法开发等高端应用。
4)4.3寸M型医用级组态IPS高分辨率的触控屏,实现高效交互。
5)控制方式更灵活,可使用CDS或触摸屏控制,与任意品牌液相色谱仪均可搭配使用。
6)专利算法,升/降温速率更快,更稳定 。
WelNova6300系列柱温箱显示面板视图
WelNova6300与不同品牌液相色谱仪搭配使用
作者:赵桂芝
排版:赵林
审核:邵锋伟
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