影响高效液相色谱的因素

影响高效液相色谱的因素第1页，课件共11页，创作于2023年2月一、柱内扩展二、分离条件的选择三、柱外扩展四、习题巩固第2页，课件共11页，创作于2023年2月高效液相色谱和气相色谱的基本原理一致，它们的区别在于流动相不同。由于必须考虑气体和液体之间粘度、扩散系数、密度等方面的差异，影响高效液相色谱的色谱峰扩展因素可分为：柱内扩展因素和柱外扩展因素。第3页，课件共11页，创作于2023年2月一、柱内扩展因素柱内扩展的概念：柱内扩展是指组分在色谱柱内移动时，其谱带随时间变宽的现象，又称柱内扩展。范德姆特方程（VanDeemter）对其同样适用。影响柱内扩展的因素主要有：1.涡流扩散项A;2.纵向扩散项B/u3.传质阻力项Cu:固定相传质阻力、流动相传质阻力第4页，课件共11页，创作于2023年2月柱内扩展因素1.涡流扩散项：采用粒度更小、更均匀的球形固定相，因此高效液相色谱的涡流扩散项A很小。2.纵向扩散项B/u：常数项B为2ץDm(由于高效液相色谱的流动相为液体，粘度比气体大很多，分子的扩散速度比较小，故Dm比气体的Dg小,Dm比Dg小4~5个数量级)，由于高效液相色谱法采用高压液体流动相，因此流动相的流速u也相对较大，由B/u=2ץDm/u可看出，纵向扩散项B/u的值很小，可以忽略不计。第5页，课件共11页，创作于2023年2月柱内扩展因素3.传质阻力Cu：为固定相传质阻力和流动相传质阻力之和。（1）固定相传质阻力HS：采用化学键合相，“固定液”只是键合在载体表面的单分子层，液膜很薄，因此，固定相传质阻力可以忽略。（2）流动相传质阻力：是组分分子在流动相中传质过程产生的阻力，分为动态流动相传质阻力(Hm)和静态流动相传质阻力(Hsm)。

动态流动相传质阻力(Hm)：由于在一个流路中流路中心和边缘的流速不等所致。靠近填充颗粒的流动相流速较慢，而中心较快，处于中心的分子还未来得及与固定相达到分配平衡就随流动相前移，因而产生峰展宽。

静态流动相传质阻力(Hsm)：由于溶质分子进入处于固定相孔穴内的静止流动相中，晚回到流路中而引起峰展宽，固定相的颗粒越小，微孔孔径越大，传质阻力就越小，传质速率越高。所以改进固定相结构，减小静态流动相传质阻力，是提高液相色谱柱效的关键。第6页，课件共11页，创作于2023年2月柱内扩展因素综上所诉，高效液相色谱法的VanDeemter方程式为：H=A+Cu,由上式可见，在高效液相色谱中影响柱效的主要是传质阻力Cu。由下图可看出高效液相色谱和气相色谱的H-u曲线明显不同，由于纵向扩散项忽略不计，所以曲线无最小值，也就是没有u最佳，在高效液相色谱中，流动相流速↑，板高H↑,柱效↓。第7页，课件共11页，创作于2023年2月二、分离条件的选择

从高效液相色谱VanDeemter方程式可看出，为了减少柱内扩展，提高色谱柱效率，必须选择适合的分离操作条件：1.固定相的选择：选择颗粒小，筛选范围窄的固定相，柱内填充均匀，以减小涡流扩散和提高传质速率；选用表面多孔性载体或粒度小的全多孔载体。2.流动相的选择：选择粘度低的溶剂作为流动相。3.流速的选择：在固定相和流动相的确定下，降低流动相的流速可以提高柱效，但实际工作中，我们可以在满足分离效率的前提下，适当提高流速。4.柱温的选择：适当提高色谱柱的温度，可以降低流动相粘度，提高组分传质速度，提高分析速度，但同时会降低分离度，目前大多采用室温进行分析。第8页，课件共11页，创作于2023年2月三、柱外效应速率理论研究的是柱内峰展宽因素，实际在柱外还存在引起峰展宽的因素，即柱外效应（色谱峰在柱外死空间里的扩展效应）。引起柱外效应的原因：柱外效应主要由低劣的进样技术、从进样点到检测池之间除柱子本身以外的所有死体积所引起。如何减小柱外效应：为了减少柱外效应，首先应尽可能减少柱外死体积，如使用"零死体积接头"连接各部件，管道对接宜呈流线形，检测器的内腔体积应尽可能小第9页，课件共11页，创作于2023年2月习题习题1.下列哪种有关高效液相色谱VanDeemter方程描述比较适当()A.涡流扩散项很小，可忽略不计B.分子扩散项很小，课忽略不计