專利名稱：寬口徑填充毛細(xì)管柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液相色譜技術(shù)，特別提供了一種臺(tái)錐形柱尾的填充毛細(xì)管液相色譜柱。
填充毛細(xì)管液相色譜(μ-HPLC)由于具有消耗低，污染小，易于與其它檢測方法在線聯(lián)用，柱惰性好而適于生物樣品的分析等優(yōu)點(diǎn)，在研究及應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的前景。μ-HPLC柱流量小(如0.25mm內(nèi)徑柱的流量在0.5μL/min～1.5μL/min)，絕大多數(shù)商品化的液相色譜泵不能提供穩(wěn)定的低流量，限制了μ-HPLC的發(fā)展；柱容量小使得現(xiàn)有的檢測池難以與之適配，所以填充毛細(xì)管液相色譜采用柱上檢測，這種檢測方式的光程短，靈敏度會(huì)受到限制。文獻(xiàn)報(bào)道當(dāng)柱徑大于2mm([1].Guan Y,ZhouL,ShangZ. J.High Resolut.Chromatogr.1992,15:434-436 [2].Vissers J P C,de ru Anoudlt,Urseur M,Cheuret J-P.J.Chromatogr.A 1996,746:1-7)或小于0.32mm([3].Verzele M,Dewaele C.J.Chromatogr.1987,391:111-118 [4].Majors R E.LC-GC 1987,5,292-298)時(shí)柱效可達(dá)到或接近理論值，但是這一柱徑范圍內(nèi)的填充柱已經(jīng)不再具有毛細(xì)管柱的各種優(yōu)點(diǎn)。而當(dāng)柱徑范圍在0.5mm和1mm之間時(shí)，其柱流量在5μL/min～50μL/min，多數(shù)商品泵不加改裝便可提供穩(wěn)定的流量；與0.25mm柱相比其柱容量提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，較粗的柱管也易于與現(xiàn)有的1μL檢測池適配；并且可容忍較大的柱外效應(yīng)。這一柱徑范圍內(nèi)的色譜柱仍然具有填充毛細(xì)管柱的各種優(yōu)點(diǎn)，但柱徑范圍在0.5mm和2mm之間的柱效([5]．Scott R P W,Kucera P.J.Chromatogr.1976,125:251 [6].Scott R P W，Kucera P. J.Chromatogr.1979,169:51)一直難以提高。原因是這種規(guī)格的色譜柱既不能象常規(guī)液相色譜柱那樣可以采取點(diǎn)進(jìn)樣以避免管壁效應(yīng)，也無法象內(nèi)徑≤0.32mm柱那樣柱塞狀進(jìn)樣，且樣品在柱內(nèi)從中心區(qū)到管壁區(qū)的物質(zhì)交換不易達(dá)到快速平衡。但是這個(gè)規(guī)格的微柱是最有實(shí)用價(jià)值的。提高色譜柱的柱效是色譜工作者多年來的研究重點(diǎn)之一。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種寬口徑填充毛細(xì)管柱，其在寬流速范圍內(nèi)具有較高的柱效，并且色譜峰的對(duì)稱性接近理想值。
本實(shí)用新型提供了一種寬口徑填充毛細(xì)管柱，其特征在于柱尾端設(shè)計(jì)成圓錐形結(jié)構(gòu)，錐形尾端的圓臺(tái)面與軸向垂直，同時(shí)滿足D/d=1.5～25,L/D=3～50，其中D為毛細(xì)管內(nèi)徑，d為毛細(xì)管尾端出口內(nèi)徑，L為錐形尾端的長度。
本實(shí)用新型適用于內(nèi)徑D在0.32～2mm之間的毛細(xì)管，特別是內(nèi)徑D在0.5～1mm之間的毛細(xì)管。
本實(shí)用新型采用與現(xiàn)有設(shè)計(jì)完全不同的思路，將柱尾端設(shè)計(jì)成圓錐體結(jié)構(gòu)，并使擔(dān)體填入其中，形成一小段錐形柱，或稱梯度柱徑色譜柱。多孔過濾片放在錐體的最細(xì)端用以支撐擔(dān)體床。錐體最細(xì)端的直徑與引出管內(nèi)徑相同或相近。
本實(shí)用新型發(fā)展了錐形柱尾用于寬口徑柱的制備，與常規(guī)柱尾連接方式(黏結(jié)式)的比較結(jié)果表明前者柱效比后者高出30％～50％,van Deemter曲線高流速部分的流速-柱效關(guān)系明顯改善。色譜峰的不對(duì)稱因子接近1，呈理想形狀。且K′值越小，峰對(duì)稱性越好，從而證明流動(dòng)相在柱內(nèi)流型的顯著改善。采用有色染料譜帶對(duì)比觀察了流型變化，發(fā)現(xiàn)譜帶的拋物線狀流型在錐形柱尾處得到改善，使拋物線的曲率變小，并且減緩連接處的流型變化和減小死體積，使色譜峰對(duì)稱，柱效得到提高。
下面通過實(shí)施例詳述本實(shí)用新型。
附

圖1為黏結(jié)型柱尾結(jié)構(gòu)示意。
附圖2為錐形柱尾結(jié)構(gòu)示意。
附圖3為0.53mm柱管的h(折合板高)～v(折合流速)曲線；●.黏結(jié)；■.尾錐形。
附圖4為0.32mm柱管的h(折合板高)～v(折合流速)曲線；●.黏結(jié)；■.尾錐形。
附圖5硫脲和多環(huán)芳烴在黏結(jié)和尾錐形柱尾色譜柱(0.53mm)中的色譜圖；a．臺(tái)錐柱尾的色譜柱，b．膠接柱尾的色譜柱；條件為固定相為Kromasil C18(5μm)，流動(dòng)相為甲醇∶水=80∶20，流動(dòng)相流速為8.5μL/min；樣品峰(1)苯，(2)甲苯，(3)萘，(4)聯(lián)苯，(5)蒽，(6)菲。
附圖6是在高流速下，硫脲和芳烴在黏結(jié)和尾錐型色譜柱中的色譜圖；a．臺(tái)錐柱尾的色譜柱，b．膠接柱尾的色譜柱；條件填料，Dromasil C18(5μm)；流動(dòng)相，甲醇∶水=80∶20；流速，36μL/min；樣品峰(1)苯，(2)甲苯，(3)萘，(4)聯(lián)苯，(5)蒽，(6)菲。
附圖7圖4是高流速下氯苯類樣品的分析譜圖；a．臺(tái)錐柱尾的色譜柱，b．膠接柱尾的色譜柱；條件填料，Kromasil C18(5μm)；流動(dòng)相，甲醇∶水=80∶20；2min走梯度(100％甲醇)；流速，30μL/min；樣品峰(7)氯苯，(8)鄰二氯苯，(9)間二氯苯，(10)1,2,3-三氯代苯，(11)1,2,4-三氯代苯，(12)1,3,5-三氯代苯，(13)1,2,4,5-四氯代苯，(14)五氯代苯，(15)六氯代苯。
實(shí)施例10.53mm分析柱尺寸為15cm×0.53mm，尾錐形柱尾滿足D/d=2.65,L/D=22；引出管8cm×0.12mm。
0.32mm分析柱尺寸為25cm×0.32mm，尾錐形柱尾滿足D/d=1.6,L/D=9.4；引出管8cm×0.12mm。
分別以上述兩種尺寸兩種結(jié)構(gòu)(黏結(jié)型，尾錐型)的毛細(xì)管柱，在固定相為Kromasil C18(5μm)；流動(dòng)相為甲醇∶水=80∶20的條件下，對(duì)樣品萘檢測，進(jìn)行柱效評(píng)價(jià)，結(jié)果見附圖3、4。
可見，采用尾錐形柱尾后，柱效與van-Deemter曲線形狀均得到改善。對(duì)于黏結(jié)型柱尾的0.53mm柱由于膠團(tuán)處存在孔隙和膠接處的變徑較大(0.53mm→0.12mm)，樣品帶流經(jīng)此處時(shí)的滯留引起了區(qū)帶展寬，導(dǎo)致柱效損失而使得曲線沒有最低點(diǎn)；而對(duì)于臺(tái)錐形0.53mm柱，柱尾的直徑為0.20mm，引出管直徑為0.12mm，且連接處通暢無死區(qū)(見圖2)，柱效損失降到最低，van-Deemter曲線形狀恢復(fù)正常，折合板高h(yuǎn)min為2.7(v為3.5)。0.32mm柱管的變徑程度小于0.53mm柱管，柱效提高程度小于后者，其折合板高h(yuǎn)min由2.93降至2.41(v為3.4)。
實(shí)施例2用實(shí)施例1中0.53mm黏結(jié)和尾錐形柱尾色譜柱對(duì)硫脲和多環(huán)芳烴分別在低流速和高流速的條件下進(jìn)行分析，見圖5、6。
由譜圖5中a和b的峰拖尾情況可以看出，使用尾錐柱尾后，樣品峰的分離度和對(duì)稱性明顯改善，尤其是對(duì)于保留值較小的峰(如保留時(shí)間為4-8min的峰)，這說明尾錐柱尾的確在減小死區(qū)及減緩樣品譜帶展寬中起到重要作用。對(duì)比圖中a和b的峰5,6，可見b的峰5相對(duì)偏低，定量結(jié)果偏小，這說明柱尾處環(huán)氧膠對(duì)較大容量因子的樣品有吸附作用。使用錐尾有效的避免了吸附現(xiàn)象。
譜圖6是在高流速下，硫脲和芳烴在黏結(jié)和尾錐型色譜柱中的色譜圖。由圖6中a和b中峰拖尾情況可以看出，使用尾錐型柱時(shí)色譜峰的對(duì)稱性明顯改善。從圖中a和b中的5號(hào)、6號(hào)峰的峰高和面積變化看出，黏結(jié)的柱尾連接結(jié)構(gòu)對(duì)高容量因子的樣品有吸附滯留，使峰面積減少。在快速分析中造成樣品峰形差異的原因除了柱結(jié)構(gòu)改變使樣品吸附滯留現(xiàn)象得到改善，另一原因就是柱效的差異。用峰高1/10處的不對(duì)稱性來評(píng)價(jià)峰形，結(jié)果如表1所示。表中數(shù)據(jù)證明尾錐型柱的峰形非常對(duì)稱，這在液相色譜中是十分罕見的。
表1．兩種柱結(jié)構(gòu)對(duì)色譜峰不對(duì)稱因子(b/a)的影響。Table 4 -2.Comparison of peak asymmetric factor(b/a)between tow types of columns. 實(shí)施例3用實(shí)施例1中的0.53mm黏結(jié)和尾錐形柱尾色譜柱在高流速下對(duì)氯苯類樣品進(jìn)行了分析，見圖7，圖中同樣顯示出了兩種柱型在柱效和分離性能方面的差別。
權(quán)利要求1.一種寬口徑填充毛細(xì)管柱，其特征在于柱尾端設(shè)計(jì)成圓錐形結(jié)構(gòu)，錐形尾端的圓臺(tái)面與軸向垂直，同時(shí)滿足D/d=1.5～25，L/D=3～50，其中D為毛細(xì)管內(nèi)徑，d為毛細(xì)管尾端出口內(nèi)徑，L為錐形尾端的長度。
2.按權(quán)利要求1所述寬口徑填充毛細(xì)管柱，其特征在于所述毛細(xì)管內(nèi)徑D在0.32～2mm之間。
3.按權(quán)利要求2所述寬口徑填充毛細(xì)管柱，其特征在于所述毛細(xì)管內(nèi)徑D在0.5～1mm之間。
專利摘要一種寬口徑填充毛細(xì)管柱,其特征在于:柱尾端設(shè)計(jì)成圓錐形結(jié)構(gòu),錐形尾端的圓臺(tái)面與軸向垂直,同時(shí)滿足D/d=1.5～25,L/D=3～50,其中D為毛細(xì)管內(nèi)徑,d為毛細(xì)管尾端出口內(nèi)徑,L為錐形尾端的長度。本實(shí)用新型在寬流速范圍內(nèi)具有較高的柱效,并且色譜峰的對(duì)稱性接近理想值。
文檔編號(hào)G01N30/00GK2439026SQ0021027
公開日2001年7月11日 申請(qǐng)日期2000年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月13日
發(fā)明者關(guān)亞風(fēng), 朱翠茹, 江濤, 朱道乾 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所