色谱分析法教材.ppt

5）固定相颗粒大小对板高的影响 实验表明，颗粒越细，板高越小，受线速影响越小。即，在HPLC分析中采用细粒作固定相的理论根据！ 但颗粒细导致柱流速慢，当采用高压技术，才能实现HPLC的分析要求。 板高, H(cm) 上面分别介绍了影响色谱分离的基本原理以及影响柱效的各种因素，但是如何从总体上定量描述色谱分离效能？如何将各种影响因素对分离的影响定量地表述出来呢？ §9.4 分离度及色谱分离方程 一、分离度(Resolution, R) 同时反映色谱柱效能和选择性的一个综合指标。也称总分离效能指标或分辨率。其定义为： 用此式，可直接从色谱流出曲线上求出分离度R。 色谱分离中的四种典型情况 ① 分离效果差，柱效低，选择性（ ? ）低 ② 完全分离，柱效高，峰窄，选择性（ ? ）低 ； ③完全分离，选择性（ ? ）增加，柱效低，峰宽 ④完全分离，柱效高，选择性（?）好 R 越大，相邻组分分离越好。当R=1.5 时，分离程度可达99.7%，因此R=1.5 通常用作是否分开的判据。 R=1.5 R=0.75 R=1.0 响应信号 保留时间 t, min 二、色谱分离方程 R 的定义并未反映影响分离度的各种因素。也就是说，R 未与影响其大小的因素：柱效n、选择因子? 和保留因子 k 联系起来。 对于相邻的难分离组分，由于它们的分配系数 K 相差小，可合理假设k1?k2=k，W1 ? W2=W。因此可导出R与n、? 和 k 的关系： 有关色谱方程的讨论： 1）分离度R 与柱效的关系 分离度R与理论塔板数n 有关，即R 受热力学性质的影响。 对具一定相对保留值? 的物质对，R与有效塔板数neff有关，说明neff可正确代表柱效能。 由色谱方程可得： 因此可通过增加柱长提高分离度。然而，分析时间也相应增加，且峰宽也展宽！为提高柱效，用减小塔板高度 H 的方法比增加柱长更有效。 2）分离度R与保留因子? 的关系 ? 越大，柱选择性越好，对分离有利。? 的微小变化可引起 R 较大改变。如，当? 从1.01增加至1.10(增加9% )时，R 则增加 9 倍(但?1.5, R增加不大) 。 改变? 的方法有：降低柱温、改变流动相及固定相的性质和组成。 3）分离度R 分配比 k 的关系 k 增加，分离度R 增加，但当k10，则R的增加不明显。通常k在2~10之间。 改变 k 的方法有：适当增加柱温(GC)、改变流动相性质和组成(LC)以及固定相含量。 70%CH3OH +30H2O 60%CH3OH +40H2O 50%CH3OH +50H2O 40%CH3OH +60H2O 溶剂(流动相)组成对色谱分离的影响(梯度淋洗) 1：9,10-蒽醌；2：2-甲基-9,10-蒽醌；3：2-乙基-9,10-蒽醌 4：1,4-二甲基-9,10-蒽醌；5：2-特丁基甲基-9,10-蒽醌； 改变组成使 k 最佳 色谱分离中的问题 由于分析物组成复杂，以某一组成的流动相可能使部分待测物得到好的分离，但同时又使其它待测物的分离不令人满意！实际工作中采用程序升温（GC）和梯度淋洗（LC）来解决这个问题。 三、分析时间 t 分析时间通常指最后一个组分出峰的时间。其值为 可见，分析时间与R，?，k、H/u等参数有关。R 增加1 倍，分析时间则是原来的 4 倍。 实际工作中，即要能获得有效的分离，又要在较短时间内完成分析。 表-1 概念、表示方法及计算公式汇总 表-2 例：两物质A和B在30cm长的色谱柱上的保留时间分别为16.4和17.63min，有一不与固定相作用的物质，其在此柱上的保留时间为1.30 min。物质A和B的峰底宽分别为1.11和1.21min。试问： 1）柱分辨率R； 2）柱平均理论塔板数nav 3）平均塔板高度Hav 4）若要求R达到1.5，则柱长至少应为多少？ 5）使用上述较长的柱进行分析时，其分析时间为多长？ 6）不增加柱长，要求在原来的分析时间内R达到1.5，该柱的塔板高度应为多少？ 1）柱分辨率R； 2）柱平均理论塔板数nav 3）平均塔板高度Hav 4 4）若要求R达到1.5，则柱长至少应为多少？ 5）使用上述较长的柱进行分析时，其分析时间为多长？ 6）不增加柱长，要求在原来的分析时间内R达到1.5，该柱的塔板高度应为多少？ (一）、色谱分离过程： 塔板理论是把色谱柱假想为一个精馏塔，塔内存在许多塔板，组分在每个塔板的气相和液相间进行分配，达成一次分配平衡。然后随着流动相按一个塔板、一个塔板的方式向前移动。经过多次分配平衡后，分配系数小的组分，先离开蒸馏塔（色谱柱），分配系数大