Выбор подходящей колонки: суть решения задачи

Колонка с присущими ей химическими свойствами занимает центральное положение не только в системе ГХ, но и в вашей методике. От выбранной колонки зависят такие параметры, как эффективность, воспроизводимость, время разделения, давление, скорость потока и емкость. 

Как начинающие, так и опытные специалисты по хроматографии всегда стремятся сузить выбор колонок, и тем самым сэкономить время и сократить количество испытаний и ошибок при разработке новых методов. В этой статье объединена информация об этих основных аспектах.

Загрузите наше руководство по выбору колонок для ГХ Agilent J&W для получения более подробной информации.

Осознанный выбор колонок для ГХ

Выбор колонок для ГХ обусловлен четырьмя важными факторами, а именно, выбор неподвижной фазы и трех параметров колонок: диаметра и длины колонки и толщины пленки неподвижной фазы. Ознакомьтесь с рекомендациями по каждому из этих критериев отбора.

Выбор неподвижной фазы

Подбор наиболее подходящей неподвижной фазы является важнейшим решением при выборе капиллярной колонки. Далее представлено несколько советов для принятия правильного решения.

  • Важно! Ознакомьтесь с обширной библиотекой Agilent. (https://www.agilent.com/cs/library/catalogs/Public/5990-9867EN_GC_CSG.pdf) Возможно, вы не найдете ваш конкретный пример применения, но с помощью этой информации можно снизить число вариантов колонок, что значительно облегчает выбор
  • Для начала рассмотрим следующие варианты: при отсутствии сведений или примеров обратите внимание на колонки DB-1ms или DB-5ms. Они обеспечивают минимальный унос фазы и максимальную инертность в колонках для широкого ряда веществ, включая как активные соединения, так и образцы с низким содержанием растворенного вещества
  • Нужно учитывать следующую закономерность: чем более полярна неподвижная фаза, тем прочнее на ней удерживаются полярные соединения, и наоборот.

Селективность ≠ полярность
Синонимичное употребление терминов полярность и селективность не является правильным, но это распространенное явление. Селективность определяется физико-химическим взаимодействием растворенных молекул с неподвижной фазой. Полярность определяется структурой неподвижной фазы. Полярность влияет на разделяющую способность, но она является лишь одной из многих свойств неподвижной фазы, влияющих на разделение пиков.

Диаметр колонки

Диаметр колонки влияет на пять основных параметров: эффективность, время удерживания, давление, скорость потока газа-носителя и емкость. Далее приведены некоторые рекомендации.

  • Используйте колонки с внутренним диаметром 0,15 или 0,18 мм, если требуется более высокая эффективность разделения. Эффективность капиллярных колонок, измеряемая количеством теоретических тарелок (N), увеличивается с уменьшением внутреннего диаметра колонок. Однако колонки с меньшим внутренним диаметром, обладают наименьшей емкостью и требуют наибольшего давления на входе
  • Используйте колонки с внутренним диаметром 0,25 мм для достижения баланса между хорошей эффективностью и объемом пробы. Колонки с таким внутренним диаметром являются наиболее распространенными в газовой хроматографии и имеют широкий диапазон применения, обеспечивая при этом достаточную емкость
  • Используйте колонки с внутренним диаметром 0,32 мм, когда необходимо проанализировать пробы с большим количеством (массой) веществ. По сравнению с колонками диаметром 0,25 мм, они часто обеспечивают более четкое разрешение быстро элюируемых веществ при вводе без деления потока или при вводе больших объемов проб (>2 мкл)
  • Используйте колонки с внутренним диаметром 0,45 или 0,53 мм в случаях, когда имеется только устройство прямого ввода Megabore и требуется более высокая эффективность разделения. Эти колонки часто используются для анализа проб наибольшего объема. Они также хорошо подходят в случае большого расхода газа-носителя, например, при очистке и улавливании, при применении газофазных пробоотборников и клапанов для ввода проб. Колонки с внутренним диаметром 0,53 мм обладают наибольшей ёмкостью для нанесения образцов при заданной толщине пленки жидкой фазы.

Длина колонки

Длина колонки влияет на три важных параметра: эффективность, время удерживания (время анализа) и давление газа-носителя.

Специалисты компании Agilent рекомендуют:

  • используйте колонки длиной от 25 до 30 м, если оптимальная длина не известна
  • Более короткие колонки длиной от 10 до 15 м используйте для проб, содержащих четко разделяемые или малорастворимые соединения. Более короткие колонки используются при малом диаметре для уменьшения давления на входе
  • Используйте более длинные колонки, от 50 до 60 м, если невозможно получить удовлетворительное разрешение пиков с использованием других способов (уменьшение диаметра, использование другой неподвижной фазы или изменение температуры колонки). Эти колонки лучше всего подходят для сложных проб, которые содержат большое количество веществ, требуют продолжительного времени анализа и более высоких затрат

Толщина пленки неподвижной фазы

Толщина пленки неподвижной фазы колонки влияет на пять важных параметров: время удерживания, разрешение, унос фазы, инертность и емкость.

Колонки с большой толщиной пленки способны удерживать и разделять летучие растворенные вещества (например, легкие растворители, газы). Они более инертны и обладают большей емкостью. Колонки с большей толщиной фазы сильнее подвержены уносу фазы, а также имеют сниженный верхний предел температуры использования. На колонках с более тонкими фазами снижается время удержания высокомолекулярных растворенных веществ с высокой температурой кипения (например, триглицериды). Они менее инертны, обладают меньшей емкостью и меньше подвержены уносу фазы.

Специалисты Agilent рекомендуют:

  • для колонок с внутренним диаметром от 0,18 до 0,32 мм толщина пленки от 0,18 до 0,25 мкм является средней и может использоваться для большинства анализов
  • для колонок с внутренним диаметром от 0,45 до 0,53 мм толщина пленки от 0,8 до 1,5 мкм является средней и может использоваться для большинства анализов

Компания Agilent, являясь ведущим мировым поставщиком капиллярных колонок для ГХ, обладает уникальными возможностями для предложения продукции высочайшего качества, превосходного сервиса и сопровождения. Дополнительные рекомендации по колонкам, хроматограммам и параметрам методик: http://www.agilent.com/en-us/products/gas-chromatography/gp54838

Поделиться