色譜分析基本原理

1、第十一章 色譜分析的基本原理11.6 色譜的定性和定量分析第十一章 色譜分析的基本原理11.1 概述(Overview)11.2 色譜圖的展開及相關(guān)術(shù)語(yǔ)11.3 色譜分析理論基礎(chǔ)11.4 色譜理論11.5 色譜分離條件的選擇 色譜法分離的基本原理是基于組分通過(guò)互不相溶的兩相而達(dá)到分離的，即樣品溶解在流動(dòng)相(Mobile Phase)中。從裝填在柱子中或涂漬在載體表面的固定相(Stationary Phase)上通過(guò)，依據(jù)組分與固定相之間的相互作用力的不同。經(jīng)過(guò)充分的運(yùn)行時(shí)間，它們即可被分離。 色譜法是一種分離技術(shù)，這種分離技術(shù)應(yīng)用于分析化學(xué)中，就是色譜分析。一一. . 色譜法分離的基本原理色譜

2、法分離的基本原理11.1 11.1 概述概述(Overview)(Overview)分離原理： 使混合物中各組分在兩相間進(jìn)行分配，其中一相是不動(dòng)的，稱為固定相，另一相是攜帶混合物流過(guò)此固定相的流體，稱為流動(dòng)相。當(dāng)流動(dòng)相中所含混合物經(jīng)過(guò)此固定相時(shí)，就會(huì)與固定相發(fā)生作用。由于各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的差異，與固定相發(fā)生作用的大小強(qiáng)弱也有差異，因此在同一推動(dòng)力的作用下，不同組分在固定相中的滯留時(shí)間有長(zhǎng)有短，從而按先后不同的次序從固定相中流出。流出的物質(zhì)用相應(yīng)的檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。這種利用物質(zhì)在兩相間分配原理而使混合物中各組分分離，進(jìn)而同時(shí)進(jìn)行分析的技術(shù)稱為色譜分析法，或色譜法（又稱色層法，層析法）。 最早的

3、色譜分析法是俄羅斯植物學(xué)家Michail- Tswett在1906年，將碳酸鈣裝填在玻璃管(也稱為色譜柱，Column)內(nèi)，石油醚洗脫，用于分離植物葉子中的葉綠素，植物葉子的提取液在通過(guò)柱子后，在柱床上出現(xiàn)了不同顏色的色帶，因此他將這種方法命名為色譜法(Chromatography)。這就是最早使用的柱色譜法。石油醚 外色譜法即柱色譜法(Column Chromatography),即是說(shuō)，在氣相色譜、高效液相色譜或液體色譜中，所有的組分在相同的流動(dòng)相推動(dòng)下通過(guò)柱床，由于組分與固定相之間特殊的作用力，各個(gè)組分在柱后顯示了不同的保留時(shí)間，并可用外部連接的檢測(cè)器檢測(cè)。1.依據(jù)展開后色譜圖的類型，可

4、將其分為: 內(nèi)色譜法 外色譜法。 內(nèi)色譜即樣品中的各組分在相同的時(shí)間內(nèi)有不同的遷移距離。但最終的分離仍在柱床上，并可檢測(cè)。這種類型的色譜法稱為平板色譜，如紙色譜和薄層色譜。固定相涂敷在平板上，流動(dòng)相通過(guò)毛細(xì)管力而移動(dòng)或通過(guò)重力的影響而通過(guò)固定相。二二 . .色譜法的分類色譜法的分類2.根據(jù)固定相和流動(dòng)相的不同，柱色譜的分類見下表： 表11-1 柱色譜法的分類流 動(dòng) 相 固定相 色譜法 氣 體 固體 GSC(氣-固色譜) 液體 GLC(氣-液色譜) 液 體 固體 LSC(液-固色譜) 液體 LLC(液-液色譜） 超臨界流體 SFC(超臨界流體色譜)4. 根據(jù)分離過(guò)程的機(jī)制的不同，色譜法又分為：

5、吸附色譜法 分配色譜法 離子交換色譜法 排阻色譜法3. 根據(jù)固定相使用形式的不同，色譜法又分為： 柱色譜法 紙色譜法 薄層色譜法一一. .色譜圖的展開色譜圖的展開 在柱色譜分離方法中最常用的是洗脫技術(shù)(Elution Technique)，在該法中，首先將樣品溶解在流動(dòng)相中，然后將其加入柱頂，最后用流動(dòng)相洗脫，直到各個(gè)組分被分離，并在柱后檢測(cè)。圖11-1是樣品A，B，C三組分的色譜分離洗脫示意圖。11.2 11.2 色譜圖的展開及相關(guān)術(shù)語(yǔ)色譜圖的展開及相關(guān)術(shù)語(yǔ)A+B+CCCBCBACBAABC圖圖11-1 11-1 色譜洗脫原理圖色譜洗脫原理圖流動(dòng)相 當(dāng)樣品被加入柱上，樣品就在兩相之間進(jìn)行分配

6、，當(dāng)流動(dòng)相連續(xù)地加入柱頂，組分就在柱內(nèi)新的流動(dòng)相和固定相之間分配，與固定相的作用力強(qiáng)的組分比作用力弱的組分保留的時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的洗脫，它們即可被分離，并可在柱后以不同的時(shí)間順序依次流出并分別被檢測(cè)。 在柱色譜中，根據(jù)檢測(cè)信號(hào)與洗脫時(shí)間或洗脫體積的函數(shù)關(guān)系得到的圖稱為色譜圖(Chromatogram)。柱中物質(zhì)的譜帶移動(dòng)存在著兩種趨向。峰間距的增加，和峰的擴(kuò)展造成峰變寬。A+B+CABCCBACBACCB圖11-1 色譜洗脫過(guò)程與色譜圖t，minABC信號(hào)原則上改進(jìn)分離的條件為： 1、改變組分的移動(dòng)速率； 2、峰的展寬降到最低限度 與什么因素有關(guān)？（后面再講） 遷移速率 峰的展寬 檢測(cè)信號(hào)

7、tRtM時(shí)間t圖11-1 色譜圖中的相關(guān)參數(shù)二二. . 色譜圖的特征值色譜圖的特征值1. 基線基線 當(dāng)色譜柱沒(méi)有組分進(jìn)入檢測(cè)器時(shí)，在實(shí)驗(yàn)操作條件下，反映檢測(cè)器系統(tǒng)噪聲隨時(shí)間變化的線稱為基線。穩(wěn)定的基線是一條直線。如圖中的ot所示的線。 基線漂移：指基線隨時(shí)間定向的緩慢變化。 基線噪聲：指各種噪聲所引起的基線起伏（波動(dòng)）。2. 保留值保留值 保留值是用來(lái)表示試樣中各組分在色譜柱中滯留時(shí)間 的數(shù)值。通常用時(shí)間或用組分流出色譜柱所需流動(dòng)相的體積來(lái)表示。 死時(shí)間tM 指不與固定相作用（吸附，溶解）的物質(zhì)（如空氣，甲烷）從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)濃度最大值時(shí)所需要的時(shí)間。死體積死體積VM 指色譜柱在填充后柱管

8、內(nèi)固定相顆粒間所剩留的空間、色譜儀管路和連接頭間的空間以及檢測(cè)器的空間的總和。當(dāng)后兩相可以忽略不計(jì)時(shí)死體積可由死時(shí)間與色譜柱出口的載氣體積流速F0(mLmin-1)來(lái)計(jì)算。 VM = tM F0 保留時(shí)間保留時(shí)間tR 指被測(cè)組分從進(jìn)樣開始到柱后出現(xiàn)濃度最大值時(shí)所需要的時(shí)間。調(diào)整保留時(shí)間調(diào)整保留時(shí)間 tR 指被扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間。保留體積保留體積VR 指從進(jìn)樣開始到柱后被測(cè)組分出現(xiàn)濃度最大值時(shí)所通過(guò)的載氣體積，即 VR = tR F0調(diào)整保留體積調(diào)整保留體積VR 指被扣除死時(shí)間后的保留時(shí)間。即； VR = tR F0 VR = VR - VM 相對(duì)保留值相對(duì)保留值r2,1或或 指某組分2的調(diào)

9、整保留值與另一組分1的調(diào)整保留值之比：,)1(,)2(,)1(,)2(1 ,2RRRRVVttr)1()2(1 ,2RRttr r21亦可以用來(lái)表示固定相（色譜柱）的選擇性。 r21值越大，兩組分的tR 相差也越大，分離也越好。 r21=1時(shí)，兩組分不能被分離。r亦可用來(lái)表示。)1()2(1 ,2RRVVr圖圖11-2 11-2 色譜流出曲線圖色譜流出曲線圖hh1/2YY1/20.607h區(qū)域?qū)挾葏^(qū)域?qū)挾?色譜峰區(qū)域?qū)挾仁巧V流出曲線中的一個(gè)重要參數(shù)。從色譜分離的角度看，希望區(qū)域?qū)挾仍秸胶谩＠昧鞒龅那€（色譜圖）可以解決以下問(wèn)題： （1）根據(jù)色譜的位置（保留值）可以進(jìn)行定性檢定 （2）根據(jù)

10、色譜的面積或峰高可以進(jìn)行定量測(cè)定 （3）根據(jù)色譜峰的位置及其寬度，可以對(duì)色譜柱分 離情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。 標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差 即0.607倍峰高處色譜峰寬度的一半 峰底寬度峰底寬度Y 自色譜峰側(cè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)所作切線在基線上的截距，如圖2-3所示。它與標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)系為 Y=42ln2221Y 半峰寬度半峰寬度Y1/2 又稱半寬度或區(qū)域?qū)挾?，即二分之一峰高處?duì)應(yīng)的峰 寬度，它與標(biāo)準(zhǔn)偏差的關(guān)系為 11.3 色譜分析理論基礎(chǔ)色譜分析理論基礎(chǔ)一一. 色譜分析的基本理論色譜分析的基本理論 在氣相色譜分析的流程中，多組分的試樣是通過(guò)色譜柱而得到離的，那么這是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？ 色譜柱有兩種：一種是內(nèi)裝固定相的，稱為填充柱，通

11、常為用金屬（銅或不銹鋼）或玻璃制成的內(nèi)徑2-6mm /長(zhǎng) 0.510m 的 U形或螺旋形的管子。 另一種是將固定液均勻的涂敷在毛細(xì)管的內(nèi)壁上，形成中空的柱子，稱為毛細(xì)管柱。 在填充柱內(nèi)填充的固定相有兩類 即氣-固色譜分析中的固定相和氣液色譜中的固定相。 物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間發(fā)生的吸附 脫附和溶解 揮發(fā)的過(guò)程稱之為分配過(guò)程。 氣-固色譜分析中的固定相是一種具有多孔型及較大面積的吸附顆粒。 吸附 脫附 氣液色譜分析中的固定相是在化學(xué)惰性的固體顆粒表面，涂上一層高沸點(diǎn)的有機(jī)化合物，這種高沸點(diǎn)的化合物稱為固定液。 溶解 揮發(fā) 在一定溫度下，組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度比稱為分配系數(shù)K。MScc

12、K組分在流動(dòng)相中濃度組分在固定相中的濃度 一定溫度下，各物質(zhì)在兩相間的分配系數(shù)是不同的。分配過(guò)程是色譜分離的依據(jù)。 在實(shí)際工作中常應(yīng)用另一表征色譜分配過(guò)程的參數(shù)分配比。分配比亦稱容量因子或容量比，是指在一定溫度、壓力下，在兩相間達(dá)到分配平衡時(shí)，組分在兩相間的質(zhì)量比，用k來(lái)表示：qpk組分在流動(dòng)相中的質(zhì)量組分在固定相中的質(zhì)量kVVkVqVpccKSMMSMS/組分在流動(dòng)相中濃度組分在固定相中的濃度 式中VM和VS分別為柱中流動(dòng)相和固定相的體積為容量比。 （1）分配系數(shù)是組分在兩相間分配達(dá)到平衡時(shí)的濃度之比，分配比則是組分在兩相間的分配總量之比。 （4）分配比與保留時(shí)間的關(guān)系 若流動(dòng)相在柱內(nèi)的線速

13、度為（cms-1), 由于固定相對(duì)組分有保留作用，所以組分在柱內(nèi)的線速度us將小于流動(dòng)相的線速度u，則兩速度之比稱為滯留因子RsuuRss （2）分配系數(shù)決定于組分和兩相的性質(zhì)，與兩相體積無(wú)關(guān)。分配比不僅決定于組分和兩相的性質(zhì)，且與兩相體積比有關(guān)。 （3）對(duì)于一給定的色譜體系，組分的分離最終決定于組分在每相中的相對(duì)量，而不是相對(duì)濃度，因此分配比是衡量色譜柱對(duì)組分保留能力的重要參數(shù)。kqppqqRs1111顯然Rs亦可用質(zhì)量分?jǐn)?shù)來(lái)表示：組分和流動(dòng)相通過(guò)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的色譜柱，所需時(shí)間分別為：又以上各式可得： sRuLt 流動(dòng)相：不同組分的的k值不同，tR不同，因而可使各組分得一分離。MRMMRMRtt

14、tttkktt)1 (組 分：uLtM11.4 11.4 色譜理論色譜理論試樣在色譜中的分離過(guò)程的基本理論包括兩個(gè)方面：1.試樣中各組分在兩相間的分配情況-熱力學(xué)過(guò)程2.試樣中各組分在色譜柱中的運(yùn)動(dòng)情況-動(dòng)力學(xué)過(guò)程一一. 塔板理論塔板理論為討論方便，假設(shè)： 塔板數(shù)為10, 進(jìn)樣量：1mg, k=1 即p=q。塔板理論假定：（1）平衡迅速（2）脈動(dòng)式進(jìn)載氣，一次一個(gè)板體積（ V）（3）試樣開始加在零號(hào)塔板上，縱向擴(kuò)散可忽略不計(jì)（4）分配系數(shù)在塔板上是常數(shù) 引用了處理蒸餾過(guò)程的概念、理論和方法來(lái)處理色譜分離過(guò)程：將連續(xù)的色譜過(guò)程看作是許多小段平衡過(guò)程的重復(fù)。塔板號(hào) 0 1 2 3 4 5 6 7

15、8 91mg進(jìn)樣(平衡前)0.5mg(平衡后)0.5mg(平衡前)1V0.5mg0.5mg0.25mg(平衡后)1V0.25mg 0.25mg0.25mg(平衡前)2V0.25mg0.25mg0.25mg0.25mg0.125mg(平衡后)2V0.25mg0.25mg0.125mg0.125mg0.125mg0.125 0.25 0.125 (平衡前)3V0.125 0.25 0.125 (平衡后)3V 0.063 0.187 0.187 0.063 0.063 0.187 0.187 0.063(平衡前)4V 0.063 0.187 0.187 0.063 0.063 0.187 0.187

16、 0.063(平衡后)4V 0.032 0.120 0.187 0.12 0.032 0.032 0.120 0.187 0.12 0.032 (平衡前)5V 0.032 0.120 0.187 0.12 0.032 0.032 0.120 0.187 0.12 0.032 (平衡后)5V 0.016 0.076 0.143 0.143 0.076 0.016 0.016 0.076 0.143 0.143 0.076 0.016(平衡前)6V 0.016 0.076 0.143 0.143 0.076 0.016 0.016 0.076 0.143 0.143 0.076 0.016(平衡后

17、)6V 0.008 0.046 0.110 0.143 0.110 0.046 0.008 0.008 0.046 0.110 0.143 0.110 0.046 0.008(平衡前)7V 0.008 0.046 0.110 0.143 0.110 0.046 0.008 0.008 0.046 0.110 0.143 0.110 0.046 0.008(平衡后)7V0.004 0.027 0.0.078 0.126 0.126 0.078 0.027 0.0040.004 0.027 0.0.078 0.126 0.126 0.078 0.027 0.004x0.050.100.15N5 1

18、0 15 組分從n=10的柱中的流出曲線圖 圖11-3 色譜保留圖222)(02Rttecc 此式成為流出曲線方程式。式中c0為進(jìn)樣濃度，tR 為保留時(shí)間， 為標(biāo)準(zhǔn)偏差， c為時(shí)間 t時(shí)的濃度。 由塔板理論可導(dǎo)出n與色譜峰峰底寬度的關(guān)系：22)(16)(54. 521YtYtnRRnLH 式中色譜柱的長(zhǎng)度L，tR及Y1/2或Y用同一單位（時(shí)間或距離) 考慮到死時(shí)間不參與柱內(nèi)的分配，提出了有效塔板數(shù)的概念：22)(16)(54. 521YtYtnRR有效有效有效nLH1. 色譜峰越窄，塔板數(shù)n越多，理論塔板數(shù)H就越小，此時(shí)柱效能越高，因此n和H可一作為描述柱效能的一個(gè)指標(biāo)。2. n有效和H有效能

19、較為真實(shí)地描述柱效能的好壞。 *同一色譜柱對(duì)不同物質(zhì)的柱效能是不一樣的。 通常用塔板高度和塔板數(shù)來(lái)評(píng)估色譜柱的柱效。所以，塔板理論可以近似描述柱內(nèi)過(guò)程的實(shí)際情況。 塔板理論在解釋流出曲線的形狀（呈正態(tài)分布），濃度極大點(diǎn)的位置及計(jì)算和評(píng)價(jià)柱效等方面都取得了很大的成功。速率理論速率理論但它在某些方面的基本假設(shè)是不成功的： 縱向擴(kuò)散忽略 分配系數(shù)與濃度無(wú)關(guān) 迅速達(dá)到平衡 塔板高度和塔板數(shù)受那些因數(shù)的影響 不同的流速下測(cè)得不同的理論塔板數(shù)不能很好的解釋 溶質(zhì)在柱內(nèi)移動(dòng)過(guò)程中存在著有限的傳質(zhì)過(guò)程,色譜峰在朝前運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還存在縱向擴(kuò)散，這種影響與溶質(zhì)在兩相中運(yùn)行速度（傳質(zhì)過(guò)程）有關(guān)，1956年荷蘭學(xué)者范弟

20、姆特(Van Deemter )等人在研究氣相色譜時(shí)，提出了色譜過(guò)程的動(dòng)力學(xué)理論-速率理論。該理論吸收了塔板理論中塔板高度的概念，并同時(shí)考慮色譜過(guò)程中影響塔板高度的動(dòng)力學(xué)因素，指出填充柱的柱效受分子擴(kuò)散，傳質(zhì)阻力和載氣流速等因素的控制。 速率理論指出，譜峰變寬受到三個(gè)動(dòng)力學(xué)因素的控制，即渦流擴(kuò)散項(xiàng)，分子擴(kuò)散項(xiàng)，傳質(zhì)阻力項(xiàng)。二二. 速率理論速率理論-范弟姆特方程式范弟姆特方程式常用幾種不同的近似數(shù)學(xué)模型來(lái)解釋，在工程領(lǐng)域中轉(zhuǎn)換成色譜過(guò)程范氏方程(Van Deemter Equation)uCuBAH式中 是流動(dòng)相的平均線速 A，B，C為三個(gè)常數(shù)。其中A為渦流擴(kuò)散項(xiàng)，B為分子擴(kuò)散系 數(shù)，C為傳質(zhì)阻

21、力系數(shù)。 H為塔板高度。 *u 一定時(shí)，只有當(dāng)A，B，C較小時(shí)，H才能最小,柱效才會(huì)高。 *而當(dāng)A，B，C為一定時(shí)，對(duì)于H的影響則呈雙向性。 uuCuCuBAHMS（一）渦流擴(kuò)散項(xiàng)A 常數(shù)A稱為渦流擴(kuò)散(Eddy Diffusion)，當(dāng)流動(dòng)相碰到填充物顆粒時(shí)，不斷的改變流動(dòng)方向，使試樣組分在流動(dòng)相中形成類似“渦流”的流動(dòng)，因而引起色譜峰的擴(kuò)張。 A=2dPA與填充物的平均顆粒直徑dP（單位為cm)的大小和填充的不均勻性有關(guān)。對(duì)于空心毛細(xì)管柱A等于0。 渦流擴(kuò)散現(xiàn)象（二）分子擴(kuò)散項(xiàng) 試樣組分被帶入色譜柱后，是以塞子的形式存在與色譜柱的很小一段空間中，在塞子的前后存在著濃差而形成濃度梯度，因此使

22、運(yùn)動(dòng)著的分子，發(fā)生縱向擴(kuò)散。B與路徑彎曲因子 及組分在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)D有關(guān)。對(duì)于氣相色譜： B=2 Dg B項(xiàng)受縱向擴(kuò)散的影響，該項(xiàng)使峰中心向前后的擴(kuò)散，與顆粒的大小無(wú)關(guān)，直接與溶質(zhì)在流動(dòng)相中的擴(kuò)大散系數(shù)成正比，與溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量成反比。在液相色譜中B項(xiàng)幾乎與流動(dòng)相的流速無(wú)關(guān)。在氣相色譜中，B項(xiàng)是非常重要的。在縱向擴(kuò)散的影響中，塔板高度與流速成反比，也就是說(shuō)，隨著流動(dòng)相流速的提高，塔板高度H變小，柱效提高。B.相應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)A. 柱內(nèi)譜帶構(gòu)型 流動(dòng)相的傳質(zhì)阻力CM和固定相的傳質(zhì)阻力CS。 如為氣相色譜則為Cg和Cl之和。 在傳質(zhì)阻力項(xiàng)中，隨著流動(dòng)相流速的提高，塔板高度H增大。流動(dòng)相的線速度的

23、影響與縱向擴(kuò)散項(xiàng)相反，也就是說(shuō)，由于溶質(zhì)在兩相中的傳質(zhì)需要一定的時(shí)間，常常流動(dòng)體系并不能即可達(dá)到平衡，所以，當(dāng)提高流速時(shí)，傳質(zhì)過(guò)程便顯得更加重要了。（三）傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu 在流動(dòng)相中的傳質(zhì)阻力項(xiàng)CM它表示了流動(dòng)相中溶質(zhì)的傳遞能力。在一定的色譜條件下，它與渦流擴(kuò)散是相關(guān)的，與溶質(zhì)在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)成比例，直接依賴于填料的顆粒大小，且與柱直徑大小有關(guān). 固定相傳質(zhì)阻力項(xiàng)CS分為兩種不同的情況，一種是涂漬在載體表面的固定液；另一種是固體固定相。 在氣-液相分配中隨著液膜厚度的提高而增大，隨著在固定相中的擴(kuò)散系數(shù)變小而變小。較厚的液膜和較小的擴(kuò)散系數(shù)使溶質(zhì)在到達(dá)界面的速度變小。傳質(zhì)變慢，傳質(zhì)阻力項(xiàng)變大

24、。 如果固定相是由固體材料組成的，那么傳質(zhì)阻力系數(shù)Cs與吸附和脫附速度有關(guān)。氣液色譜中組分在流動(dòng)相和固定相中的傳質(zhì)過(guò)程擔(dān)體流動(dòng)相擔(dān)體流動(dòng)相流動(dòng)相流動(dòng)相擔(dān)體擔(dān)體固定液膜固定液膜固定液膜固定液膜從流動(dòng)相到界面從界面進(jìn)入固定液從固定液到界面從界面到流動(dòng)相可變因素 符號(hào) 單位 流動(dòng)相的流速 u cms在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù) DM cm2s在固定相中的擴(kuò)散系數(shù) DS cm2s填料的直徑 dp cm液膜的厚度 df cm溶質(zhì)的脫附速度 td s柱子的直徑 dc cm 表11-2 色譜中影響柱效的因素欲使塔板高度H最小，分離效率最高。需選擇以下條件：1、較小的顆?；蜉^薄的液膜厚度；2、柱床填充均勻致密；3、較

25、小的柱直徑；4、在固定相中要有大的擴(kuò)散系數(shù)Ds，在流動(dòng)相中要有小的擴(kuò)散DM。 氣相色譜分析時(shí)可用降低柱溫來(lái)減小溶質(zhì)在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù)。 由于不同大小的分子有不同的擴(kuò)散系數(shù)，峰的擴(kuò)展也依賴于相對(duì) 分子量的大小，小分子的溶質(zhì)有利于柱效提高。 表11-3 影響峰擴(kuò)展的各種動(dòng)力學(xué)因素渦流擴(kuò)散 A縱向擴(kuò)散 B/u液體固定相中傳質(zhì)項(xiàng) Cs.u 流動(dòng)相中傳質(zhì)阻力項(xiàng) CM.u 一一. .分離度分離度(Resolution,R(Resolution,RS S) )11.5 11.5 色譜分離條件的選擇色譜分離條件的選擇色譜分離的兩種情況ttSS如何評(píng)價(jià)？)(2121)1()2(YYttRRR)(21)1(21

26、)2(21)1()2(YYttRRR R值越大意味著相臨兩組分分離得越好。而兩組分保留值的差別主要取決于組分在流動(dòng)相和固定相分配的熱力學(xué)性質(zhì)：色譜峰的寬窄則反映了色譜過(guò)程的動(dòng)力學(xué)因素，柱效能的高低。因此分離度是柱效能選擇性影響的總和，可用其作為色譜柱的總分離性能指標(biāo)。 分離度： 分離度是用來(lái)衡量?jī)蓚€(gè)組分分離好壞的程度，定義為：有時(shí)也用下式表示：對(duì)于對(duì)稱峰：當(dāng)Rs1.0時(shí)，兩峰總有部分重疊而達(dá)到基線分離的分離度Rs 1.5對(duì)于不對(duì)稱的峰形要達(dá)到完全分離需要更高的分離圖11-6 A、B混合物的色譜分離圖二二. 色譜分離基本方程式色譜分離基本方程式)1()1(41kknR22)(16)(54. 52

27、1YtYtnRRRtnY141)(2121)1()2(YYttRRR因?yàn)閅1與Y2近似相等，等于Y22)1()2(YttRRR)(14)1()2()2(RRRtttnR)()(4)2()2()2() 1 ()2(MRRRRRttttttnR)1(41nR22)(16)(54. 521YtYtnRR有效RtnY141有效)(2121)1()2(YYttRRR因?yàn)閅1與Y2近似相等，等于Y22)1()2(YttRRR)(14)1()2()2(RRRtttnR有效)2()2()2() 1 ()2()(4RRRRRtttttnR有效定性分析的依據(jù)： 1.組分在固定床上的位置（內(nèi)色譜法） 2.組分保留時(shí)

28、間或保留體積（外色譜法） 3.色譜技術(shù)與其它光譜技術(shù)連用。 氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)器（GC-MS） 高效液相色譜-紫外二極管陣列檢測(cè)器 -紅外光譜檢測(cè)器（HPLC-IR） *雖然保留值與光譜波長(zhǎng)精度相比其重現(xiàn)性差些。但是可以 通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)化合物相比較，判斷該物質(zhì)是存在或不存在。一、定性分析一、定性分析(Qualitative Analysis)(Qualitative Analysis)11.6 11.6 色譜的定性和定量分析色譜的定性和定量分析 1.用色譜圖上的斑點(diǎn)面積定量。 2.用峰高定量 必須保證在改變色譜條件下峰形不變化。另 外，峰高必須與樣品的濃度成正比。 可變的條件如柱溫，流速和進(jìn)樣體積

29、必須精 確控制。此外，也應(yīng)避免加樣量的超載。 3.用峰面積定量 峰的展寬對(duì)定量結(jié)果沒(méi)有影響，常用計(jì)算機(jī) 輔助積分計(jì)算。也可以用手工的方法來(lái)近似測(cè)量 峰高和半峰寬(h12)。但是如果峰很窄，則測(cè)定 的峰面積問(wèn)題較大。二、定量分析二、定量分析(Quantitative Analysis)(Quantitative Analysis)1.峰面積測(cè)量法峰面積測(cè)量法峰高乘半峰寬法： 近似的：A=hY1/2 實(shí)際的：A=1.065hY1/2峰高乘峰底寬度法： 近似的：A= hY1/2峰高乘平均峰寬法：峰高乘保留值法：對(duì)于同系物 Y1/2tR A=btR h積分儀法:212)(85. 015. 0YYhAdtthA)(th絕對(duì)校正因子: 進(jìn)樣量（mi）與響應(yīng)信號(hào)（Ai）呈正比 mi=fiAi 或者：