高效液相色谱的基本参数讲义

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1、1 色 谱 基 本 参 数 1 保 留 值(1) 保 留 时 间 tr 保 留 时 间 tr和 死 时 间 t0示 意 图 2 (2) 保 留 体 积 VR (ml) = tr(min) * Fc(ml/min) VR= Vm +KVs K-平 衡 分 配 系 数 , Vs-固 定 相 体 积 , Vm =流 动 相 所 占 体 积 溶 质 在 固 定 相 中 的 浓 度 (ns/Vs) ns Vm K=- = - * - 溶 质 在 流 动 相 中 的 浓 度 (nm/Vm) nm Vs ns, nm 溶 质 在 固 定 相 和 流 动 相 中 的 量 3 (4) 容 量 因 子 (k) 固

2、 定 相 中 容 质 的 量 (ns) k=- 流 动 相 中 容 质 的 量 (nm) K = k(Vm/ Vs) VR= Vm +KVs = Vm + k(Vm/ Vs) Vs = Vm + kVm = Vm (1+ k) tr = to (1+ k) k= t r / to - 1 k与 固 定 相 ,流 动 相 性 质 及 柱 温 有 关 ;与 流 速 ,柱 尺 寸 无 关 .(3) 调 整 保 留 时 间 tr= tr - to V = VR - Vm 4 (5) 死 体 积 (Vm) 和 死 时 间 (to) 1) 采 用 比 流 动 相 溶 剂 少 一 个 -CH2-基 团 的

3、同 系 物 （ 己 烷 戊 烷 ）2） 甲 醇 /水 -甲 醇3） 正 相 -四 氯 乙 烯 ， 反 相 -苯 甲 酸 或 硝 酸4） 计 算 法 空 柱 管 体 积 （ Vc ) * 总 孔 隙 度 （ T)流 动 相 体 积 流 速 （ F c)t o = /4 *d c *L * T/Fc计 算 孔 隙 度 5 2 选 择 性 指 标 ()和 相 对 保 留 值 () = t r(2) / tr(1) =(1+ k(2)/(1+ k(1) = t r (2) / tr (1) = k(2) / k(1) 作 为 选 择 性 指 标 比 直 观 与 柱 温 固 定 相 种 类 流 动 相

4、组 成 有 关 6 3 -1 流 动 相 线 速 （ u)流 动 相 线 速 u: 通 常 指 平 均 线 速 度 u = L / t。 u =Fc /A * T A:柱 截 面 积 L 和 u 一 定 时 ， t。 一 定 7 3 -2 柱 总 孔 隙 率 (T )柱 总 孔 隙 率 ： 柱 横 截 面 上 流 动 相 所 占 的 分 数 ， 主 要 取 决 于 柱 填 料 类 型 。 T =Fc to / Vc 薄 壳 填 料 0.42 多 孔 硅 胶 0.84 8 渗 透 性 (Kf)渗 透 性 定 义 为 ： Kf =uLT / p 式 中 ： K0为 渗 透 性 常 数 （ cm2）

5、 , 为 流 动 相 粘 度 （ Pa s/cm2） , P为 柱 压 降 （ Pa） Fc为 冲 洗 剂 流 速 （ ml/s） , L为 柱 长 （ cm） ,dc为 柱 内 径 （ cm） Vc-空 柱 体 积Kf = K0 T =uLT /pT =Fc.to /VcKf = uL Fc p Vc Kf =dp /1000 9 K0为 渗 透 性 常 数 （ 厘 米 2） 为 流 动 相 黏 度 （ 泊 或 达 因 .秒 /厘 米 2）P 为 柱 压 降 （ 大 气 压 X 106 或 达 因 /厘 米 2） 10 理 论 板 高 与 线 速 的 关 系 H =A +B /u +Cu A

6、:涡 流 扩 散 项 ， B:纵 向 扩 散 项 ， C: 传 质 扩 散 项Van Deemter 如果我们使用更小颗粒度的填料会发生什么情况？HPLC填 料 颗 粒 尺 寸 的 演 变10 min从80年代到现在1.55m球形微多孔填料15004000 psi50,00080,000塔板数/米3.9300mm70年代末期10m不规则微多孔填料10002500 psi25,000塔板数/米3.9300mm10 min70年代早期40m薄壳非多孔基质上涂布100500 psi1000塔板数/米1m长色谱柱10 min van Deemter曲 线 及 方 程 式A 项 （ 颗 粒 度 和 柱

7、床 填 装 的 优 良 程 度 ）Height Equivalent to Theoretical Plate线速度 U （mm/sec） HETP 最 低 HETP =最 优 化 的 塔 板 数H C 项（ 传 质 ）B 项（ 轴 向 扩 散 ）三项加在一起最终得到的 “van Deemter曲线”HETP PLATESA 项 + B 项 + C项 van Deemter曲 线 的 提 示颗 粒 度 越 小 柱 效 越 高 颗 粒 度 控 制 着 分 离 的质 量更 小 的 颗 粒 度 ： 使 最 高 柱 效 点 向 更 高线 速 度 方 向 移 动 有 更 宽 的 线 速 度 范 围降 低

8、 颗 粒 度 不 但 可 以增 加 柱 效 ， 同 时 也 增加 分 离 速 度van Deemter 曲 线 的 挑 战如果填料的颗粒继续演变 更 小 的 颗 粒 度 Linear velocity(u,mm/sec)Flow rate (ml/min)ID=1.0 mm 0.05 0.09 0.14 0.19 0.24 0.28 0.33 ID=2.1mm 0.21 0.41 0.62 0.83 1.04 1.24 1.45ID=4.6mm 1.00 2.00 3.00 3.99 4.98 5.98 6.98 15 柱 外 效 应 对 柱 效 的 影 响W = a + bv R A:21

9、l(20.5)B:11 l(11.0)C: 2 l(1.7) 16 检 测 器 死 体 积 对 不 对 称 度 的 影 响A、 检 测 系 统 死 体 积 11ul; B、 检 测 系 统 死 体 积 2ul 17 柱 效 能 总 指 标 色 谱 过 程 中 ， 柱 效 能 是 色 谱 柱 分 离 能 力 的 度 量 。主 要 由 操 作 参 数 和 动 力 学 因 素 决 定 。 一 般 可 通 过测 定 色 谱 柱 的 塔 片 数 、 分 离 度 等 评 价 。注 意 到 两 峰 相 邻 时 近 似 地 有 半 峰 宽 相 等 ，因 此 18 色 谱 峰 的 有 关 参 数W =a + b

10、t 19 几 种 描 述 分 离 状 况 参 数 的 关 系两 峰 分 离 的 必 要 条 件 ：1、 两 组 分 的 保 留 值 不 同2、 样 品 组 分 应 有 一 定 的 保 留 值3、 色 谱 柱 应 具 有 分 离 必 须 的 柱 效 54.5)1()1(Rs 12/1 )1()1( )2(2/1 )1()2( NdWtttWtt rrrrr 20 色 谱 柱 峰 容 量色 谱 柱 接 连 流 出 分 离 良 好 的 色 谱 峰 ， 所 能 够 分 离的 最 大 组 分 数 。 为 了 使 总 分 离 效 能 指 标 能 直 接 与 所 分 析 组 分 的多 少 相 关 联 ， 可

11、 以 采 用 峰 容 量 （ P） 来 评 价 色 谱 柱 。色 谱 条 件 一 定 时 ， 在 指 定 的 时 间 内 ， 能 够 在 色 谱 柱中 流 出 的 满 足 分 离 度 要 求 的 等 高 色 谱 峰 的 个 数 。 21 22 快 速 色 谱tr(last) = H /u * Nmin (1+k last ) H/u 越 小 ， 分 析 时 间 越 短 23 冲 洗 剂 消 耗 量 指 标给 定 分 析 任 务 ， 所 需 流 动 相 体 积 ：Fc为 冲 洗 剂 流 量 ， d c为 柱 内 径 。u=L/t0 t=t0(1+k)d2H 24qmin: 浓 度 型 监 测 器 的 最 小 检 测 量 Hdc : 容 积 消 耗 指 标Hdcqmin: 包 括 检 测 器 在 内 的 整 个 系 统 检 测 能 力 指 标 不 同 尺 寸 的 色 谱 柱 溶 剂 消 耗 指 标 25 色 谱 流 出 曲 线 的 描 述 tdt)2 ttt(exp2Ah 2g0t 26 20个 组 分 的 曲 线 拟 合 结 果 27 谢 谢 大 家 !