色谱分析的主要影响因素-色谱分析影响因素

《色谱分析及操作》影响液相色谱峰扩展的因素及分离条件的选择学习目标TARGET01通过速率理论了解色谱峰柱内扩展的影响因素02熟悉分离条件的选择03柱外效应01影响色谱峰扩展的因素一、影响色谱峰扩展的因素根据速率理论，在高效液相色谱分析中，溶质被液体流动相载带通过色谱柱时，引起色谱峰型扩展的因素和气相色谱过程完全类似，同样适用于范德姆特（VanDeemter）方程。H=A+B/u+Cu影响色谱峰扩展的因素主要有：涡流扩散项A纵向扩散项B/u传质阻力项Cu：固定相传质阻力、流动相传质阻力一、影响色谱峰扩展的因素涡流扩散项A：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。纵向扩散项B/u：由于高效液相色谱的流动相为液体，其密度和粘度比气体流动相，而其扩散系数（10-5）远远小于气体流动相（10-1）。因此由分子扩散引起的峰型扩展较小，即B/u的值很小，可以忽略不计。一、影响色谱峰扩展的因素传质阻力Cu：为固定相传质阻力和流动相传质阻力之和。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。流动相传质阻力Hm：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(Hmm)和静态流动相传质阻力(Hsm)。一、影响色谱峰扩展的因素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。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。一、影响色谱峰扩展的因素综上所述，高效液相色谱法的VanDeemter方程式为：H=A+Cu此式说明在HPLC中，可以近似地认为流动相的流速u与板高H成直线关系，A为截距，C为斜率。流速增大，板高增加，色谱柱柱效降低。为了兼顾柱效与分析速度，一般都尽可能地采用较低流速。02分离条件的选择二、分离条件的选择固定相的选择：①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；②选用表面多孔性载体或粒度小的全多孔载体。流动相的选择：选择粘度低的溶剂作为流动相。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。内径4.6mm柱，流量多采用1mL/min。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。柱温以25～30℃为宜。太低，则使流动相的粘度增加，温度高易产生气泡。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：03柱外效应三、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。小结影响色谱峰展宽的因素：①涡流扩散项A②纵向扩散项B/u③传质阻力项Cu分离条件的