混合机理色谱

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1、知识介绍混合机理的色谱杨世钺杨正刚（山东农业大学泰安271019）（河北医学院石家庄050051）在色谱法中，往往有不止一种机理存在，现以有两种机理同时存在的色谱为例加以说明。1混合机理的色谱与单一机理的色谱都以（a＋b）n展开式分布1.1基本假设a1和a2分别为按机理1和机理2的固定相中被分离设色谱柱是在理想状态下进行分离，其假设条物质的量占该塔板总量的百分数；b为平衡时塔板上件是:(1)色谱柱有很多塔板，顺次编号为：0、1、2、3流动相中的量占该塔板总量的百分数，则⋯궡⋯璶n。在每一塔板内，被分离物在

2、流动相与固定相之间的分布，是按机理1与机理2同时迅速达到平衡的。（2）把流动相看作是一个塔板一个塔板地顺次向前移动。（3）样品集中加在0号塔板的小范围内。样品现将一个质量单位的被分离物质放在0号塔板量足够少，使其能完全溶解于该塔板的两相之中，并内，当柱中洗脱剂前沿依次从0号塔板到4号塔板且样品本身的扩散小到可忽略不计。（4）各塔板的分时，各塔板被分离物质的量的变化如图1所示。图中布常数相同。每个小方格代表一个塔板。方格左边为该塔板被分l.2扩展过程中的变化离物质的总量，三个箭头及其上的a1、a2,b代表到

3、达设1；和s2分别为每个塔板中机理1和机理2的平衡时总量乘以有关的百分数。右方的上、中、下分固定相体积*;m为每个塔板中流动相的体积，为两别为平衡时固定相中按机理1和按机理2的量及流种机理所共有；Cs和Cs2分别为被分离物质在固定动相中的量。从图1可看出，当洗脱剂前沿分别到达相中按机理1和机理2分布平衡时的浓度*；Cm为被1、2、3、4号塔板时，各塔板中被分离物质的量恰是分离物质分布平衡时在流动相中的浓度，为两种机(a+b)的一次方、二次方、三次方、四次方的展开理所共有；Dm为总的质量分布比。不同物质正是

4、由式。当洗脱剂前沿到达第n号塔板时，即为(a+b)n于Dm的不同而得以分离。的展开式。展开式的每一项就是相应的每一塔板中被分离物的量[。同理，若有三种机理同时存在，则Dm＝D1＋D2＋D3，a＝al＋a2＋a3，同样是（a＋b）n展开分布。更多种机理也一样。2混合机理的比移率Rf值和调整保留体积D1和D2分别是按机理1和机理2的质量分布比。V'R值。设a为平衡时塔板上固定相中被分离物质的量占该2.1Rf值的求取塔板中被分离物质总量的百分数，则：设在任一塔板第r号（展开式第r+l项）内被分离物的量是Qr，按

5、二项式展开公式有：*不同机理的s和Cs有不同的含意，例如吸附机理s代表每个塔板固定相的表面积，C代表单位表面积的吸附量。不论何种机理，s乘Cs都是平衡时每个塔板固定相中的量本文收稿日期:1992年9月15日，修回日期:1993年1月9日当洗脱剂前沿仍在柱内时，这种情况相当于开床式如将式(13)、(14)代入(12)，可以通过简单计色谱。若此时前沿到达第n号塔板，设其中第m号塔算证明，式（12）的Rf1.介于单一机理的Rf1与Rf之板内被分离物的量为最大值，则它必大于第m-1间，并且哪种机理的相对量占得愈多

6、，则混合机理的号和第m+1号塔板内的量。在式（5）中分别以r等Rf1.2愈偏向该机理的Rf值。于m-1、m、m+1代入，则得：如有三种机理同时存在，则Dm=Dm1+Dm2+Dm3，R1..3＝1/(1＋Dm1+Dm2+Dm3)。更多种机理同时存在可类推。2.2V'值的求取柱色谱在试验条件一定时，a1、a2、b的值一定，色谱柱内塔板数也一定。把柱内最后一个塔板作为第r号，将式(5)的Qr乘以b即是最后塔板洗脱剂中被分离物质的量，亦即洗脱剂再向前移动一个塔板由式（6）化简得时从柱的最后塔板流出的量。式（5）中

7、的n为洗脱剂前沿到达的塔板号。由于第r号以后已无塔板，但可假想仍有很长的相同的柱存在，n可从洗脱开始流由式（4）进一步化简得经0号塔板洗脱剂的体积V（亦即从洗脱开始柱末端流出的体积）除以每个塔板流动相的体积而求由式（7）化简，最后得得，即n=V/m。故可从不同的洗脱体积V求出n等于各不同值时从最后塔板流出的量。也可计算洗脱一定体积后柱中某一段塔板按机理1及机理2残留比较式（9）、(10)，由于n值很大，a/n和b/n与b的各种Dm值不同的各物质的量。当最大浓度从柱端相比可忽略不计，故m／n=b。假设每个塔

8、板的高度流出时，此时的洗脱体积为保留体积VR：为h，则洗脱剂前沿移动距离为n，最大浓度移动距VR＝VI＋Vd＋V'R(17)离为mh，因此有式中，VI为柱内有塔板部分的间隙体积，VI=mr，Vd为死体积。当最大浓度从最后塔板第r号流出时，则洗脱由式(3)可以看出，有两种机理同时存在时，Dm=体积为＝Dm1＋Dm2，故两种机理的VR-V＝VI＋V'R(18)此时相当于洗脱剂前沿到达塔板号为n，则与单一机理Rf1=1/(1+Dm1