质量管理-色谱仪5-程序升温 2016-12-30

一：程序升温的原理，

参考了色谱学堂的姿势，共享一下。

1：首先是峰的形状跟温度的关系：

2：色谱柱升温分为程序升温和恒温两种模式。

 恒温适用于沸点差异不大的化合物分析比较有效。如果有沸点差异大的物质会较晚出峰，而且峰形太宽。灵敏度也差，而较早出来的峰分离度又会不好。

用程序升温就可以在合适的温度检测相应的物质，使得所有要检测的物质都有好的分离度和好的峰形，同时还能尽快分析完成。

 3：怎么设置程序升温呢？

以丙酮56℃，苯80℃为例，初始气温夏天可以设为50℃，冬天30℃。柱子耐受气温280℃，则可设置到260摄氏度，从50℃到260℃需要升温21分钟。初始温度尽量低，比实验室室温高15度就可以了。所以冬天可以设30℃，夏天50℃。然后，以每分钟10度的速度升温。最后在色谱柱最高耐受温度以下20度左右停留10分钟，

由于我们所检测的物质只有丙酮中的苯，保留时间都很短，所以不需要等21分钟，只要最后苯出峰以后，就可以停止。在第二天开机在老化一下柱子即可。

 对于不分流进样来说，初始柱温通常设定的比溶剂沸点低10到20度，保持1分钟。因为在不分流模式下，衬管中的气体流速很小，样品需要较长的时间才能跑到色谱柱里。如果是检测含量本身就非常微小的苯，我会采用比较大的分流比，比如10：1，这样就考虑将目标温度1保持1分钟

 如果对于分流进样，衬管里的载气流速很快，样品几秒钟内就会从衬管转移到色谱柱。其实不设置保持时间也是可以的。

4：其次，是升温速率的设定，它对靠中间出的峰的分离度有巨大的影响。

一般来说，升温速率越快，出峰越快，分析时间越短，但是会降低峰的分离度。所以这是一个效率和效果的博弈，我们期望用最短的分析时间，达到满意的分离度。

5：最后是结束温度的设定。升温最高的温度一般设置为最后一个色谱峰出峰温度以上20度左右。

但是对于有些复杂基质的化合物分析，我们会把程序升温的结束温度设定的更高一些，对色谱柱进行一段时间的烘烤，防止有些高沸点的化合物在色谱柱中残留，影响后续的检测。

二：现在回到实验中

程序升温的变量包括目标温度1，保留时间，目标温度2，升温速度，保留时间2等5个变量。由于我们检测的物质沸点都远远低于保留时间2，所以一般设置为0，不参与观测。

1：目标温度1

丙酮峰和杂质峰的出峰时间都在5分钟以内，所以温度的改变等同于恒温状态下的影响。温度升高保留时间提前，峰的峰面积半峰高都同步缩小。但是峰面积却没有本质缩小。

 2：保持时间

丙酮和杂质峰的保留时间分别是3分钟和4分钟，也就是说如果把保留时间设置为5分钟，那头5分钟只能算是恒温℃的效果。如果前面50℃只保留2分钟，则后面的升温对检测才有效果。

看图可知，减少第一个温度平台的时间，后面的效果等同于升温速度为0与升温速度为10之间的比较。

 3：目标温度2

几乎没有影响，由于我们所测的两个峰早在升温之前就已经出峰，所以等到十几分钟后的温度变化也不会对这两个峰产生影响。

 4：升温速度

随着升温速度的增加，样品的保留时间减少，半峰宽和峰高都略有减少，但是不排除手工误差。峰面积基本没有随着变化。

三：改进我们的检测参数

在知道了所有参数会对峰产生什么影响之后，我们的色谱参数将更改为：

柱温：50℃ 采用程序升温，目标温度1，50℃，保持时间1min，升温速率15℃/min，目标温度2，200℃。进样口温度：200℃ 检测器温度：FID 200℃

载气流速：1.0ml/min 分流比：10∶1

预计这样的参数可以达到又快又好的图谱。