临床色谱质谱检验技术色谱技术概论二.ppt

色谱理论小结 色谱理论解决的问题： 色谱分离过程的热力学—塔板理论 色谱分离过程的动力学—速率理论 影响柱效的因素—涡流扩散、分子扩散、传质阻力、流速 提高柱效的途径—选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载气流速，获得较小的塔板高度H 影响分离的因素—分配系数、色谱柱长、区域宽度（两个理论） 柱效与分离度的关系—提高柱效有利于增加分离度，但是柱效不能完全反映分离度的大小 色谱理论有哪些？ 各组分的保留时间为何会不同？ 色谱峰为何会展宽？ 思考题 Thanks 塔板理论由提出液液分配色谱的马丁和辛格首先提出 * 现在我们就用塔板的概念来阐明一个物质在色谱柱中的多次分配过程。 开始时这五个塔板内，气体空间全为载气所充满。 把100μmol物质送入零号塔板内。这时立刻就有50μmol物质进入到液相，在气体里还残留下50μmol的物质。 再往零号塔板里通入另一个塔板体积的载气，这样就把原来在零号塔板里含有50μmol物质的载气推到1号塔板里去了，由于在气相空间里换成了纯载气，要维持平衡常数=1，所以液相里有25μmol的物质进入气相里，同样在1号塔板里有25μmol的物质从气相进入液相里。这样在零号塔板和1号塔板里气液两相都共有50μmol的物质。 因为1号塔板里原有的25μmol物质虽然被推到2号塔板里去了，但是零号塔板里的25μmol物质也被赶进1号塔板里，所以1号塔板里仍然总共保持有50μmol的物质。 * * 1.分配系数、色谱柱长；2.组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所造成的分子扩散及传质阻力使两相间的分配平衡不能瞬间达到；这些因素是造成色谱峰展宽、柱效下降的主要原因 * 第二章 色谱技术概论 临床基因组教研室 赵蓓蓓 邮箱：lab-zhaobeibei@ 2017.03.10 《临床色谱质谱检验技术》 色谱理论—塔板理论 色谱理论—速率理论 《临床色谱质谱检验技术》 小结及思考 复习 复习 * 思考 各组分保留时间为何不同？ 色谱峰为何变宽？ 色谱分离过程是否可调控？ 色谱理论 《临床色谱质谱检验技术》 色谱理论需要解决的问题： 色谱分离过程的热力学和动力学问题 影响分离及柱效的因素与提高柱效的途径 柱效与分离度的关系 解答如下问题： 组分保留时间为何不同？ 色谱峰为何变宽？ 色谱理论 塔板理论 阐述影响柱分离的效能指标 阐述色谱分离的热力学过程 速率理论 阐述影响柱效的因素 阐述色谱分离的动力学过程 色谱理论 色谱理论—塔板理论 《临床色谱质谱检验技术》 马丁和辛格首先提出的色谱热力学平衡理论 将色谱分离过程比作蒸馏过程，把色谱柱看作分馏塔，将连续的色谱分离过程分割成多次的平衡过程的重复； 经过多次分配平衡，分配系数小的组分，先离开蒸馏塔，分配系数大的组分后离开蒸馏塔。 由于蒸馏塔内的塔板数相当多，即使组分分配系数只有微小差异，仍可以获得好的分离效果。 色谱理论—塔板理论 （1）每一塔板内，组分可瞬间在两相中达到分配平衡； （2）样品加在第0号塔板上； （3）流动相在色谱柱内间歇式流动，每次进入一个塔板体积； （4）样品沿色谱柱的纵向扩散（塔板间扩散）可以忽略； （5）在所有塔板上分配系数（K）相等，即K为常数，与组分的量无关。 塔板理论的基本假设 色谱柱长：L 理论塔板间距离：H， 色谱柱的理论塔板数：n， 则三者的关系为： n = L / H 当色谱柱长度一定时，塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小)，被测组分在柱内被分配的次数越多，柱效则越高，所得色谱峰越窄。 塔板理论的基本假设 假设有一根色谱柱有5个理论塔板，每一个小段内有同样体积的固定液和气体的空间； 有一个物质在色谱柱内的分配系数是1（K=1）； 在上述假设成立的情况下，100 μmol物质通过这个色谱柱进行分配的过程。 塔板理论的基本假设—举例 0 1 2 3 4 载气 载气流出 气相 塔板 液相 50μL 50μL 100μL 25μL 25μL 25μL 25μL * 0 1 2 3 4 25μL 12.5μL 12.5μL 12.5μL 12.5μL 如此类推，再往零号塔板里通入一个塔板体积的载气，在平衡之后， 气相 载气 载气流出 塔板 液相 25μL 在1号塔板里为什么还有50μmol物质呢？ 塔板理论的模拟过程 塔板理论的特点 塔板理论是一种半经验理论 它初步揭示了色谱分离过程 其优点及意义在于： 塔板理论简单、易懂，能说明一定问题； 可以推导出色谱图流出曲线，高斯峰分布与色谱流出曲线基本相符； 利用表达式可计算理论塔板数，并将理论塔板数作为衡量柱效的指标； 解释一些色谱现象：如保留时间越长色谱峰越宽等。 忽略了气相色谱中的分子轴向扩散； 流动相的运动是跳跃式