10 色谱理论基础(2)

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1、色谱分离理论如何评价色谱分离的好坏？或者说色谱分析追求的目标什么？分离度、分析时间、样品量？优化色谱分离的目标是实现混合物的完全分离，涉及到各组分色谱峰之间的相互关系，是一个与热力学和动力学有关的综合性问题。因此文献上提出许多不同的多元混合物色谱分离的优化指标。SigtimeSigtimeSigtime在色谱中相邻两组分(“物质对”)的分离度：●热力学：保留值的差别要足够大●动力学：色谱峰要足够窄R是色谱中两个组分分离好坏程度的标志。从色谱分析的角度看，只有峰窄而间距大的分离是令人满意的。在色谱分析中,并不是要求R

2、越大越好,而是追求最佳分离。对于复杂样品的分析，所有待测组分的分辨率要足够大（R>2），才能满足定量分析的要求，同时分离过程要尽可能短，保证痕量分析的灵敏度。这就是色谱优化理论。对于一个具体的色谱分离，R值应该多大？R作为相邻色谱峰重叠程度的量度,有如下两种情况：①等高峰②不等高峰要注意防止“交叉污染”。如h1：h2=10:1，R=1.0，A2的纯度由97.72%降低为88%。Rtr(2)－tr(1)峰纯度(%)备注1.5699.87基线分离1.0497.720.83.294.50.5284.1Snyder

3、&Kirkland标准分离曲线：峰高比1：1~128：1，R为0.4~1.25的分离图通常用R=1.5作为相邻两组分已完全分离的标志。实际工作R要多少？补充材料基本分离方程的推导对于多组分混合物的分离分析,通常特别关注最难分离的相邻的色谱峰,即物质对的分离。由于它们的保留值差别较小,可合理认为（!）,W1=W2=W,则（1）（2）（3）柱效因子相对分离因子保留程度因子分辨率公式：上式没有直接给出分辨率与色谱基本参数k和N的关系。初始图8.k、N、对分离的影响增大k增大Nt改变St（1）理论塔板数●当固定相确定以

4、后,要使一对组分的分离达到某一个R值,柱必须具有最低限度的理论塔板数，即最低柱效。(初步实验有人常采用“旧”柱子？？？)●增加N值也可改进分离度,这意味着选择一根性能优良的色谱柱,并在最佳化条件下操作。如何提高色谱柱的柱效？●增加柱长可以改进分离。但是柱长增加（同时压力增大）,分析时间也随之增加,峰宽也随保留时间延长而增加,因此,单纯追求长柱不可取。常规GC和HPLC柱长是多少？为什么？在等温条件下,对给定色谱柱,k和为常数,分离度决定于理论塔板数。使两组分达到某一分离度所需的塔板数,可由下式计算：（a）两色谱峰

5、距离近并且峰形宽。两峰严重相叠，这表示选择性和柱效都很差。（b）虽然两峰距离拉开了，但峰形仍很宽，说明选择性好，但技效低。（c）分离最理想，说明选择性好，柱效也高。。补充材料可见，单独用柱效或选择性不能真实反映组分在色谱柱中分离情况，故需引人一个综合性指标——分离度R。分离度是既能反映柱效率又能反映选择性的指标，称总分离效能指标，分离度又叫分辨率。（2）容量因子则分离方程式为令：根据tr=t0(1＋k)，图中前段时间曲线与事实不符！补充材料k0.51.03.05.08.0103050k/(1+k)0.330.500

6、.750.830.890.910.970.98即固定相已选定,即已定,为了达到良好分离，适当增大k有利于分离。这体现在两方面：●柱长一定,在给定操作条件下,N值一定,此时k越大,k/(1＋k)也越大,R越大。●分离度一定,如R=1.5,k越大,达到该分离度所需的N值越小,即所需柱子越短。但是k不是越大越有利。观察以下数据：可见,过大的k(>10),使k/(1+k)的改变不大,对R的改进不明显,反而使保留时间大为延长。使k改变的方法有：●改变柱温（如GC）●改变流动相性质和组成(在LC中)●改变相比k0.51.03

7、.05.08.0103050k/(1+k)0.330.500.750.830.890.910.970.98对于一个具体的色谱分离，k值应该多大？（3）分离因子是柱选择性的量度。越大,柱选择性越好,越能获得良好分离。从以下一组数据,观察对R的影响：从1.01增加到1.1,约增加9%,而R却增加到原来的9倍；从1.5增加道2.0,约增加33%,而R只增加到原来的1.5倍。1.01.0011.011.11.52.0(-1)/00.0010.010.0910.330.50对于色谱分离，值应该多大？结论：①

8、值很小的变化,可使有较大的变化。②值趋近于1时,它的改变对的增加R尤为显著；值较大时,对R的影响反而减少。③在k、N、三个参数中,的增加对分离的改进最有效。k从1增加3,R只增加到原来的1.5倍。N增加到原来的3倍,而R只增加到原来的1.7倍。从1.01增加带1.1,约增加9%,而Rs却增加到原来的9倍。改变组分的值方法：⑴改变固定相,使各组分