基于微机电系统的微型气相色谱柱研究进展

气相色谱柱是气相色谱仪的关键部件,主要用于混合气体组分的分离。与传统气相色谱柱相比,基于微机电系统（MEMS）技术设计制作的微型气相色谱柱具有重量轻、体积小、功耗低、分离快速等优点,便于集成到便携式气相色谱仪中,适应了目前气相色谱仪微型化的发展趋势。该文综述了MEMS微型气相色谱柱的研究进展,首先阐述了MEMS微型气相色谱柱理论基础,随后对MEMS微型气相色谱柱沟道布局及柱内结构、固定相支撑层及固定相制备等方面进行了综述,最后对其发展趋势进行了展望。     

具有快速分离效果基于微机电系统的波浪形半填充微型气相色谱柱的研究

区别于传统的矩形槽道微型气相色谱柱,本研究利用微机电系统(MEMS)刻蚀技术在硅表面制备了一种波浪形槽道的半填充微型气相色谱柱,柱长2 m,刻蚀深度300μm,宽80μm.通过有限元分析软件模拟仿真,考察了镶嵌在波浪形色谱槽道内的半填充柱尺寸、形状和空间分布的流场分布,进而得到最优化的微型气相色谱柱制备参数.仿真研究表...     

以金属有机骨架材料ZIF-8为固定相的硅基微气相色谱柱

基于微机电技术制备了一种含有椭圆微柱阵列的半填充柱; 采用水热法合成了一种金属有机骨架材料ZIF-8, 将其涂敷在微色谱柱的微沟道内壁上作为固定相. 在30 ℃恒温下对芯片的分离性能进行了测试, 结果表明, 以ZIF-8为固定相的微色谱柱可以在75 s内实现甲烷、 乙烷和丙烷(C1~C3)的基线分离, 其中甲烷-乙烷的分离度达到了2.23, 与以介孔硅为固定相的微色谱柱相比提高了99%; 甲烷、 乙烷的峰面积以及甲烷-乙烷分离度重复性的相对标准偏差均小于3%. 以上结果表明, 以ZIF-8为固定相的微色谱柱在针对油田气实时分离的便携式微色谱系统中具有广泛的应用前景.     

近年国内外毛细管气相色谱柱的进展和趋向

报道了近两年毛细管气相色谱柱的发展和趋向. 气相色谱柱制柱工艺是一个成熟的技术, 所以在制柱工艺方面的研究不够活跃. 近年新研究的固定相集中在常温离子液体和各种环糊精的衍生物. 近几年GC毛细管色谱柱的研究和改进集中在色谱柱厂家进行, 并立即成为商品柱. 本文对近两年一些重要期刊上发表的气相色谱论文进行了总结, 发现气相色谱分析所用的色谱柱大都使用毛细管柱, 并趋向于使用商品GC毛细管柱, 所使用的商品色谱柱中, 使用最多的是以含5%苯基的聚甲基硅氧烷做固定相的色谱柱, 其次是以100%甲基的聚硅氧烷做固定相的色谱柱. 极性毛细管色谱柱主要使用PEG、 OV-17和OV-1701固定相.     

溶胶-凝胶毛细管气相色谱柱热稳定性的考察

溶胶—凝胶毛细管气相色谱柱是一类新型的色谱柱。通过与静态法涂渍并用自由基引发交联使固定相固载化的色谱柱比较，溶胶—凝胶色谱柱除了具有制作工艺简单、分离效果好等特点外，还具有很好的热稳定性和溶剂稳定性。其工作温度可高于400℃。     

气相色谱专家系统中柱系统的推荐

本文给出气相色谱专家系统中柱系统推荐软件的总体结构和设计及一个运用所研制的软件进行咨询的例子。用户只要回答与样品中组分结构有关的几个关键问题,软件即可对样品可否采用气相色谱法进行判断和对气相色谱柱系统进行推荐。从初步使用和验证来看,本系统是成功的。     

柱色谱/气相色谱分析Fischer-Tropsch合成液相产物

以两步柱液体色谱法对F-T合成(Fischer-Tropsch synthesis)液相产物冷阱油进行预处理,获得烷烃、烯烃及有机含氧化合物的族分离,并采用高分辨毛细管柱气相色谱对各族成分进行分离鉴定。组分定性采用以纯物质为基准,色谱保留值比较并辅以碳数保留值规律法;定量采用峰面积校正因子归一法。本文提供了冷阱油中63个组分的测定结果,占总含量达80%以上     

具有快速分离效果多道微型气相色谱柱

采用MEMS技术设计了一种多道微型气相色谱柱,运用深槽刻蚀技术(DRIE),对器件刻蚀深400μm,微型色谱柱总长度为50cm,每道宽40μm,4道多道柱。采用静态涂覆法对色谱柱涂覆SE-54固定相。将多道色谱柱与30 m长的安捷伦HP-5毛细管柱多道色谱柱比较,烷烃混合物在两种柱内都被完全分离,混合物在多道柱内的保留时间比在毛细管柱内缩短了两倍,塔板数达到15342 plates/m,是毛细管柱的3倍。多道色谱柱被用于分离苯,甲苯及苯酚致癌组分,所有组分在1 min之内被完全分离。在时间上比之前报道的6 m长微型色谱柱缩短了3倍,实现了快速分离效果。     

环糊精毛细管气相色谱柱对某些芳香族化合物的分离作用

环糊精(以下用CD代表)是由多个葡萄糖单元经α-1,4联结而成的一系列环状低聚糖,当萄葡糖基分别为6和7个时,各称为α-CD和β-CD。CD具有独特的分子结构可与多种化合物形成稳定性各异的包含复合物,因而用CD及其衍生物作为气相色谱固定相表现出特殊的选择性分离作用。现有文献报道的工作均是在填充柱上进行的,其峰形和柱效尚不够理想,考虑到毛细管气相色谱的优点,本文用α-CD和β-CD的甲酰胺或乙二醇溶液作为毛细管柱的固定     

程序涂渍气相色谱柱的应用——微量有机物的定量分析

关于程序涂渍气相色谱柱理论研究已做了一系列的工作,其应用也已经引起了色谱工作者的关注。由于程序涂渍色谱柱具有分析速度快、分离效能高的特点,很适合于有机物中微量杂质的测定,尤其微量杂质在主组分之后出峰的情况下更能显示出程序柱的优越性。     

A new type of capillary column for gas chromatography

A new type of capillary column for gas chromatography was proposed. A sorbent layer (for example, stationary liquid phase) is supported on the internal capillary surface, and the internal (interstitial) volume is packed with nonporous large particles of a sorbent (particle diameter is 0.1—0.6 of the capillary internal diameter). The external surface of the particles can also be coated with the sorbent layer (for example, stationary liquid phase). The specific separation efficiency (number of separation) on the new type column is by 1.6—2.3 times higher than that of the initial classical capillary column.     

气相色谱近年的发展

简要阐述了近几年气相色谱(GC)的发展和特点。GC是一个成熟的技术,广泛地应用于各个领域,近几年GC的发展除了继续研究新的固定相和高性能的毛细管色谱柱之外,主要在全二维气相色谱(GC×GC)、快速GC、便携式GC仪和微型GC仪几个方面。近几年新研究的GC固定相主要集中在常温离子液体和各种环糊精的衍生物。现在GC研究者趋向于使用商品化的GC毛细管柱,而商品化的GC毛细管柱应用最多的是以含5%苯基的聚甲基硅氧烷为固定相的色谱柱。GC×GC发展迅猛,特别是关于调制器的研究,已开发出十多种调制模式,并广泛地应用于各个领域。为了适应大量样品的分析和现场分析,研究和开发了多种快速GC方法和仪器以及便携式GC仪。为了仪器的小型化和专属性检测,μGC仪的研究也稳步地发展起来。     

聚电解质纳米颗粒毛细管气相色谱柱的制备

利用带相反电荷聚电解质间的静电相互作用,制备聚电解质纳米复合颗粒,以此纳米颗粒为固定相构筑新型毛细管色谱柱,考察色谱柱的应用性能.结果表明:该毛细管柱固定相的平均麦氏常数为1159;以正十二烷为标准物质,测得的理论塔板数达2 799p·m~(-1);最高使用柱温为280℃;用该柱对非极性和极性标准样品进行分离,显示出良好的分离效果,表明该色谱柱具有一定的应用前景.     

金属有机框架CPL-1填充柱气相色谱分析氢同位素

金属有机框架(MOFs)材料CPL-1的比表面积大、孔径均一,在低温条件下对氢同位素具有良好的量子筛分效应,是气相色谱固定相潜在的应用材料。采用CPL-1填充制备了长0.5 m、内径1 mm的微孔填充柱,借助单晶Al_2O_3颗粒间隙构建了色谱载气流通路径,在低温条件下探索研究了CPL-1填充柱的氢同位素分析性能。结果表明,在77 K时CPL-1对H_2和D_2的吸附量接近4 mmol/g,优于MnCl2/γ-Al_2O_3和γ-Al_2O_3,CPL-1填充柱在取样量0.25~2 mL范围内对低浓度氢同位素样品的检测具有良好的线性关系,检测的相对误差小于4%。CPL-1填充柱具有线性范围宽、重复性好、准确度高等优点,在氢同位素色谱分析中具有潜在的应用价值。     

基于金属有机骨架材料固定相的气相色谱分离应用

金属有机骨架材料(MOFs)是一类由有机配体和金属离子(或金属簇)自组装形成的新型多功能材料。MOFs具有孔隙度高、比表面积大、孔径可调、化学和热稳定性高等特点,被广泛应用于吸附、分离、催化等多个领域。近年来,MOFs作为新型气相色谱固定相用于分离异构体受到了广泛关注。与传统无机多孔材料相比,MOFs在结构和功能上展现出高度的可调性,通过合理地选择配体和金属中心,可以设计合成具有不同孔道大小和孔道环境的MOFs,从而分别从热力学和动力学角度优化色谱分离效果,有效提高分离选择性。该文结合MOFs的结构,讨论了MOFs气相色谱固定相分离不同类型分析物的分离机理。分离机理主要包括MOFs孔道的分子筛效应或形状选择性,MOFs不饱和的金属位点与分析物中不同的官能团之间产生的相互作用,分析物与MOFs孔道之间产生的不同范德华力、π-π相互作用和氢键相互作用。此外,MOFs的手性分离可能主要依赖于外消旋体与手性MOFs中手性活性位点之间的相互作用。该文也对不同分析目标物进行了归类,综述了多种MOFs气相色谱固定相对烷烃、二甲苯异构体和乙基甲苯、外消旋体、含氧有机物、环境有机污染物的气相色谱分离效果。最后,该文还对MOFs在该领域的应用进行了总结与展望,旨在为MOFs气相色谱高效分离的研究提供参考。     

一种基于离子迁移谱的气相色谱检测器及其应用

离子迁移谱作为气相色谱的检测器,兼有色谱的高分离能力和离子迁移谱的高灵敏度,有利于实现复杂混合物的实时在线监测。基于在色谱、离子迁移谱方面的研究基础,本实验室搭建了一套以离子迁移谱为检测器的气相色谱仪,分别对检测器的温度、总电压、尾吹气流速等参数进行了系统优化,并用于碘甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯化碳和二溴甲烷4种卤代烃化合物的检测。实验结果表明,参数优化后的离子迁移谱检测器对碘甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯化碳和二溴甲烷的检出限可分别达到2、0.02、1和0.1 ng,线性范围有两个数量级。离子迁移谱与气相色谱联用,其二维的分离能力可以为复杂混合物的准确定性提供更多的信息,还可以实现不同化合物的选择性检测。     

微型气相色谱的研究进展

具有高性能、智能化、低功耗、低物耗的分析仪器微型化研究已经是分析仪器的主要发展方向。气相色谱(GC)作为一种应用十分广泛的分离分析仪器,其微型化的研究一直受到科学界和工业界的重视。本文综述了近十几年来微型气相色谱(micro GC)的研究进展。对微型气相色谱的3个主要组成部分,即进样/富集装置、色谱柱和检测器,分别进行了详细的阐述,并简单总结了微型气相色谱的应用现状,对其发展趋势进行了展望。     

聚二乙烯苯整体柱的制备及其在气相色谱分析中的应用

初步探讨了毛细管整体柱的制备方法及其在气相色谱分析中的应用。以液相色谱用毛细管整体柱作为研究基础,通过改变甲苯和十二醇的比例,使整体柱适用于气相色谱分析。通过二乙烯苯与键合在管壁上的3-(异丁烯酰氯)丙基三甲氧基硅烷(TMP)键合以及其自身的聚合,获得具有牢固结构、良好机械强度的整体柱。将其用于混合溶剂的分析和白酒标样的分析,可直接分析水中低碳醇。与现有的商品柱进行比较,结果表明所制备的整体柱均优于用以对照的商品色谱柱,其中在混合溶剂的分析中,醇类、酯类、酮类和芳烃类的峰形均优于用于比较的多孔层开口管(PLOT)柱;在白酒标样分析中,使得乙醛、甲醇、乙酸乙酯的色谱峰能够分开,比现有的聚乙二醇(PEG-20M)柱的分析方法更为便捷。     

Monolithic column in gas chromatography

Monolithic columns invented in chromatographic praxis almost 40 years ago gained nowadays a lot of popularity in separations by liquid chromatographic technique. At the same time, application of monolithic columns in gas chromatography is less common and only a single review published by Svec et al. [1] covers this field of research. Since that time a lot of new findings on application and properties of monolithic columns in gas chromatography have been published in the literature deserving consideration and discussion. This review considers preparation of monolithic columns for GC, an impact of preparation conditions on column performance, optimization of separation conditions for GC analysis on monolithic columns and other important aspects of preparation and usage of monolithic capillary columns in GC. A final part of the review discusses the modern trends and possible applications in the future of capillary monolithic columns in GC.