HPLC分离因素及操作条件的选择.ppt

环科0801 王姗姗HPLC分离因素及操作条件的选择 一.涡流扩散项 二.分子扩散项 三.传质阻力项 1.涡流扩散项 气体碰到填充物颗粒时，不断改变 流动方向，使试样组分在气相中形 成类似“涡流”的流动。因而引起 色谱峰的扩散 He=2λdp 其中dp为填充物的平均直径 λ为填充物的不均匀性 二.分子扩散项 试样分子在柱内的纵向扩散同样引起 峰的扩展 Hd=Cd·Dm/ｕ 其中Cd为常数 Dm为分子在流动相中的扩展 系数 液体中的扩散系数比在空气中小4—5 个数量级，所以HPLC中纵向扩散对峰 影响实际可以忽略 三.传质阻力项 1.固定项的传质阻力 试样分子从流动相进入到固定液内进 质量交换的传质过程取决于固定液的厚度df,试样分子在固定液中的扩散系数Ds Cs是与k（容量因子）有关的系数 Hs=Cs·df·df·/Ds 由上式可知，对由固定相的传质所引起 的峰扩展，主要从改善传质，加快溶质 分子在固定相上的解吸过程，着手加以 解决 2.流动相传质阻力项 流动的流动相中传质阻力Hm 滞留的流动相的传质阻力Hsm 试样分子在柱内载液的线速度不是均匀 的，分子在柱内走的距离不一致，引起 H变化，导致峰的扩展 （1）流动的流动相中的传质阻力 Hm=Cm·dp·dp·ｕ/Dm Cm 是常数，其值取决于柱直径，形状 和填充的颗粒结构 dp是固定相粒度 Dm是试样分子在流动相中的扩散系数 （2）滞留的流动相传质阻力 Hms=Cms·dp·dp·ｕ/Dm Cm为常数，与颗粒孔径中被流动相所占据 的部分的分数以及容量分子有关 当固定相的微孔既小又深时，传质速率 变慢，对峰的影响就大，这种影响在整个 传质过程中起重要作用 其他因素：柱外展宽的影响 所谓柱外展宽是指柱外各种因素引起的 峰的扩展。 （1）柱前：由进样引起 （2）柱后：由连接管，检测器流通池体 积引起 操作条件的选择 （1）提高柱内填料装填的均匀性 （2）减小粒度 （3）选用低粘度的流动相 （4）适当提高柱温以减低流动相粘度 （5）降低流动相流速 （6）将试样直接注入色谱柱顶端填料上的 中心之内1—2mm处 （7）连接管的体积，检测器的死体积应尽 可能减小 1。为什么说液相色谱的柱效比气相色谱的柱效高？ 根据范第姆特方程做HPLC和GC的H--u曲线，从曲线 上可知，两者H--u曲线的形状十分相似，对应某一流速都 有一个板高的极小值，这个极小值就是柱高的最高点， HPLC的板高极小值比GC的极小值小一个数量级以上， 所以液相色谱的柱效比气相色谱高的多。 2.液相色谱和气相色谱在影响色谱峰扩展的因素方面有相同点和不同点？ 相同点：都与固定相有关，与柱长有关，增加柱长，提高了保留时间，色谱峰 扩展。K（调整保留时间与死时间之比）越大分析时间相对增长，色谱 峰扩展。 不同点：（1）纵向扩散项对于液相色谱的扩散基本没有影响，可忽略，气相色 谱不可以。 （2）在液相色谱的色谱峰扩展中需考虑流动相，和停滞项的阻力。即 色谱峰的扩展。