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推荐-高效色谱仪分析中引起色谱峰扩展的因素

2022年07月01日 泸州机械设备网

高效色谱仪分析中引起色谱峰扩展的因素

高效色谱仪分析中色谱峰扩展程度取决于样品组分在色谱柱内平衡分配的次数,引起色谱峰扩展的因素有柱内因素和柱外因素等。色谱峰扩展的总方差等于柱内因素、柱外因素和其它因素的方差之和,即:2总 = 2柱内 + 2柱外 + 2其它。一、柱内因素:由色谱速率理论方程可知,引起色谱峰扩展的柱内因素有组分分子在色谱柱内运行的涡流扩散、分子扩散、传质阻力和色谱柱几何尺寸。1、涡流扩散:当样品注入全多孔微粒固定相填充柱后,在液体流动相驱动下,样品分子不可能沿直线运动,而是不断改变方向,形成紊乱似涡流的曲线运动。由于样品分子在不同流路中受到的阻力不同,而在色谱柱中的运行速度有快有慢,加上运行路径的长短不一致,使其到达柱出口的时间不同,因此引起色谱峰扩展。采用细粒度和颗粒均匀的填料,均匀填充,可减少涡流扩散。2、分子扩散:纵向分子扩散是由浓度梯度引起的。当样品被注入色谱柱时,呈塞子状分布。随着流动相的推进,塞子因浓度梯度而向前后自发地扩散,使色谱峰扩展。采用球状颗粒填料、相对分子质量较大的流动相和短柱,降低柱温,提高流动相流速,可减少分子扩散。3、传质阻力:传质阻力包括流动相传质阻力和固定相传质阻力。样品组分由流动相移向固定相表面进行两相之间的质量交换是根据分配系数在两相之间进行分配的,有的组分来不及进入两相界面被流动相带走,有的组分进入两相界面又来不及返回流动相。这样使得样品在两相界面上不能瞬间达到分配平衡,从而引起滞后现象,使色谱峰扩展。样品组分由两相界面到固定相内部进行分配又返回两相界面的过程中受到的阻力,从而使色谱峰扩展。采用细粒度的填料和相对分子质量较小的流动相,提高柱温,降低液膜厚度和流动相流速,可减少传质阻力。4、色谱柱几何尺寸:减小色谱柱内半径,增大色谱柱螺管半径,可降低色谱峰扩展。二、柱外因素:引起色谱峰扩宽的柱外因素有进样器、检测器和连接管中的死体积。采用细内径的管路,尽量减小连接管路的长度,采用死体积小的检测器,采用合适的进样方式和技术,可降低柱外效应。1、采用细内径的管路,尽量减小连接管路的长度。若管路内径减小,其长度可增加。若管路内径增大,其长度要缩短。内径0.25mm连接管应为100mm左右或更短。内径0.5mm连接管,长度应在10mm以下。连接管内径减小,管内压力降较大,泵压会上升。2、采用死体积小的检测器。一般检测池内色谱峰扩展小于总的色谱峰扩展的10%时,要求检测池体积小于14L,一般为5~8L。3、采用合适的进样方式和技术。进样有时是色谱峰扩展的主要原因,这取决于进样体积和进样方式。进样体积越大,柱外效应越大。进样方式一般有阀进样与注射器进样两种。阀进样允许进样体积大,注射进样允许进样体积小。进样体积还与溶质k值有关,溶质k值越大,允许进样的体积越大。对于GC,由于色谱柱体积占色谱系统总体积的比例很大,柱外效应比较小。而HPLC由于色谱柱体积较小,溶质在液相中扩散系数很低,柱外效应对于色谱峰扩展成为不可忽略的因素,使用细内径色谱柱,考虑柱外效应尤为重要。

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