高效毛細(xì)管柱色譜儀固定液的涂漬方法有靜態(tài)法、動(dòng)態(tài)法和交聯(lián)鍵合法。
一、靜態(tài)法:
操作時(shí),把固定液的稀溶液(0.2%~2%)用真空泵吸入毛細(xì)管柱中,一端封口,從另一端抽真空,在低于溶劑沸點(diǎn)10~15℃的恒溫條件下使溶劑慢慢蒸發(fā),這樣在柱內(nèi)壁上留下一層薄薄的液膜。靜態(tài)法涂漬中,毛細(xì)管口的密封是關(guān)鍵問題,溶劑與封口的交界面不能有氣泡,否則將會(huì)把柱內(nèi)的部分或全部涂漬固定液帶出柱外。
為了縮短涂漬時(shí)間,選用溶劑時(shí)除了考慮對(duì)固定液的溶解性外,還應(yīng)盡量選用揮發(fā)性強(qiáng)的。如一支長(zhǎng)20m、內(nèi)徑0.3mm的毛細(xì)管柱在室溫下蒸發(fā),若用二氯甲烷作溶劑需要15h,而選用戊烷只需要8h。
為了加快溶劑的揮發(fā)速度,建立了所謂自由逸出靜態(tài)法涂漬,即在高于溶劑沸點(diǎn)75℃或80℃的恒溫條件下進(jìn)行,不需抽真空,使溶劑自由揮發(fā)。蒸發(fā)溶劑時(shí),在毛細(xì)管柱尾接上一根緩沖柱以增加阻力。
靜態(tài)法涂漬重現(xiàn)性好,柱效高,液膜厚度能準(zhǔn)確計(jì)算,適用于表面張力較大或粘稠的固定液,但不適用于粘度低的固定液。
二、動(dòng)態(tài)法:
動(dòng)態(tài)法涂漬固定液是用高壓惰性氣體推動(dòng)固定液溶液通過毛細(xì)管柱,在柱內(nèi)壁上留下一層液膜。
固定液的濃度一般10%~20%,根據(jù)固定液粘度和極性不同選擇二氯甲烷或丙酮作溶劑。操作時(shí),在毛細(xì)管柱尾接上一根與柱內(nèi)徑相同、長(zhǎng)度約10m的緩沖柱,以免溶液走到柱尾時(shí)速度發(fā)生變化。將緩沖柱的另一端插入固定液溶液中,用高壓氮?dú)庠趪?yán)格控制流速條件下將固定液壓人毛細(xì)管柱內(nèi)。當(dāng)溶液到達(dá)柱體積的1/5~1/10時(shí),將插入固定液溶液中的毛細(xì)管柱拉起離開液面,用氮?dú)馔苿?dòng)溶液的液柱向前移動(dòng),速度為2~6cm/s,不得超過10cm/s。涂完后毛細(xì)管柱繼續(xù)通氮?dú)?~4h,以完全除去溶劑。
動(dòng)態(tài)法涂漬速度快,但常得不到均勻的液膜,重復(fù)性較差,柱效比靜態(tài)法低。
三、交聯(lián)鍵合法:
毛細(xì)管柱的交聯(lián)鍵合是指將涂漬在毛細(xì)管柱內(nèi)表面的固定液通過分子間的共價(jià)連接(交聯(lián)),或與毛細(xì)管柱內(nèi)表面連接(鍵合),使液膜穩(wěn)定性得到提高的制備技術(shù)。交聯(lián)鍵合可通過固定液的縮合或固定液柱壁上的硅醇基反應(yīng)形成Si-O-Si鍵,或聚硅氧烷上的甲基或乙烯基經(jīng)引發(fā)劑引發(fā)產(chǎn)生Si-C-C-Si(即碳與碳間形成鍵)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。
1、加熱縮合法:
(1)原理:涂漬在毛細(xì)管柱內(nèi)表面的端羥基固定液在加熱過程中與玻璃表面的硅醇基產(chǎn)生縮合鍵合而實(shí)現(xiàn)交聯(lián)固化。
(2)方法:將含有一定數(shù)量交聯(lián)劑的端羥基固定液涂漬在毛細(xì)管柱上后,用N2吹5min,然后把柱兩端封住,在恒溫箱中60℃保持1h,打開柱兩端并將柱子裝在色譜儀上,在約0.4bar壓力下通H2沖洗,以1℃/min速度升至280℃保持6h,即可完成交聯(lián)固化。這種交聯(lián)固化可形成大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可提高柱子的熱穩(wěn)定性。例如非極性固定液通過甲基三乙基硅氧烷的縮合固化,可使柱子使用溫度提高到380~390℃。
(3)常用交換劑:甲基三甲基硅氧烷、二甲基二甲氧基硅氧烷和氰丙基三乙氧基硅氧烷。
(4)應(yīng)用:適用于端羥基固定液,能得到熱穩(wěn)定性和惰性都很好的毛細(xì)管柱。
2、原位自由基引發(fā)法:
(1)原理:主要是通過不同自由基母體,如過氧化合物、偶氮化合物、臭氧和γ幅射誘導(dǎo)等產(chǎn)生的自由基與聚合物鏈形成Si-C-C-Si鏈段交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
(2)方法:將引發(fā)劑按一定比例與固定液混合配成涂漬液,按靜態(tài)法或動(dòng)態(tài)法涂漬毛細(xì)管柱,將柱兩端封住后放在色譜儀柱溫箱內(nèi)以41℃/min速度升至適當(dāng)溫度,保持一定時(shí)間進(jìn)行交聯(lián)固化。
對(duì)液體引發(fā)劑的交聯(lián)方法是先按常規(guī)方法涂漬毛細(xì)管柱,涂好后將N2通入引發(fā)劑液體,把引發(fā)劑蒸氣帶入毛細(xì)管柱約2h,然后按與上述相同的條件交聯(lián)。對(duì)蒸氣壓較低的液體引發(fā)劑可直接加到固定液中。
(3)常用引發(fā)劑:
1)過氧化物引發(fā)劑:過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化叔丁基和過氧化2,4-二氯苯甲酰。
過氧化苯甲酰和過氧化2,4-二氯苯甲酰都很活潑,可在較低的溫度下進(jìn)行交聯(lián)。缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生極性強(qiáng)的分解產(chǎn)物,改變固定液極性,在甲基聚硅氧烷固定液中溶解度小,容易引起交聯(lián)后的液膜不均勻。過氧化2,4-二氯苯甲酰的分解溫度比過氧化苯甲酰低,是值得推薦的引發(fā)劑。
過氧化二異丙苯和過氧化叔丁基分解溫度高,反應(yīng)活性小。但它們的分解產(chǎn)物為中性,對(duì)固定液和柱極性影響不大。
2)偶氮化合物引發(fā)劑:偶氮叔丁烷、偶氮叔辛烷、偶氮異丁氰和偶氮叔十二烷。
多種極性和非極性固定液都可由偶氮引發(fā)交聯(lián),對(duì)固定液不會(huì)發(fā)生氧化,副產(chǎn)物對(duì)柱極性沒有影響。
效果最好的是偶氮叔丁烷和偶氮叔辛烷。
3)臭氧引發(fā)劑:
對(duì)OV-1、SE-33、SE-54和OV-215等固定液只需室溫即可交聯(lián)固化,對(duì)SE-30、OV-1701、SE-52和甲基氰丙基聚硅氧烷等固定液需在50~150℃交聯(lián)。
適用于中等極性和非極性固定液的引發(fā)交聯(lián),也適用于含有甲苯基或乙烯基固定液的引發(fā)交聯(lián)。但由于臭氧要滲透到固定液中才能引發(fā)交聯(lián),適用于薄膜毛細(xì)管柱的交聯(lián)。為減少柱子浪費(fèi),柱子可先經(jīng)過評(píng)價(jià),選質(zhì)量好的再通臭氧交聯(lián)。這種方法重復(fù)性好,設(shè)備簡(jiǎn)單,無殘留副產(chǎn)物。
(4)應(yīng)用:是廣為應(yīng)用的一類交聯(lián)方法。
3、交聯(lián)鍵合法特點(diǎn):
(1)增大粘度,減小柱流失,提高毛細(xì)管柱使用溫度,使原來線性的固定液分子變成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。制備好后,用溶劑把未交聯(lián)的低分子物質(zhì)洗去,提高了固定液的熱穩(wěn)定性。
(2)抗溶劑沖洗,有利于毛細(xì)管柱內(nèi)污染物的清除。
(3)防止固定液在毛細(xì)管柱中脫落,允許注入大體積稀溶液,不會(huì)造成柱超載。
(4)固定液交聯(lián)形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)阻止固定液熱重排。
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