色谱分的离条件的选择.pdf

2－3色谱分离条件的选择 分高度（resolution） 一个混合物能否为色谱柱所分离，取决于固定相与混合 物中各组分分子间的相互作用的大小是否有区别（对气一 液色谱）。但在色谱分离过程中各种操作因素的选择是否 合适，对于实现分离的可能性也有很大影响。因此在色谱 分离过程中，不但要根据所分离的对象选择适当的固定 相，使其中各组分有可能被分离，而且还要创造一定的条 件，使这种可能性得以实现，并达到最佳的分离效果。 两个组分怎样才算达到完全分离？首先是两组分的色 谱峰之间的距离必须相差足够大。若两峰间仅有一定距 离，而每一个峰却很宽，致使彼次重叠，如图2 －6 （a ） 的情况，则两组分仍无法完全分离，所以第二是峰必须 窄。只有同时满足这两个条件时，两组分才能完全分 离．如图2 －6 （b ）所示。 为判断相邻两组分在色谱柱中的分离情况，可用分 离度R作为色谱柱的分离效能指标。其定义为相邻两组分 色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半的 比值： 式中tR（2）和tR（1）分别为两组分的保留时间（也可采 用调整保留时间），Y 和Y 为相应组分的色谱峰的峰底宽 1 2 度，与保留值单位相同。R值越大，就意味着相邻两组分 分离得越好。两组分保留值的差别，主要决定于固定液的 热力学性质；色谱峰的宽窄则反映了色谱过程的动力学因 素，柱效能高低。因此，分离度是柱效能、选择性影响因 素的总和，故可用其作为色谱柱的总分离效能指标 （over-all resolution efficiency） 从理论上可以证明，若峰形对称且满足于正态分 布，则当R=1时，分离程度可达 98％；当 R=1.5时，分 离程度可达 99.7％。因而可用 R＝ 1.5来作为相邻两峰 已完全分开的标志。 当两组分的色谱峰分离较差，峰底宽度难于测量 时，可用半峰宽代替峰底宽度，并用下式表示分离度： 与R 的物理意义是一致的，但数值不同，R ＝ 0.59R’，应用时要注意所采用分离度的计算方法。 色谱分离基本方程式 色谱分析中，对于多组分混合物的分离分析，在选 择合适的固定相及实验条件时，主要针对其中难分离物质 对来进行，这就是说要抓主要矛盾。对于难分离物质对， 由于它们的保留值差别小，可合理地认为 Y =Y =Y ， 1 2 k ≈k =k 。由下式得： 1 2 可推出 由上边公式及 tR = tM(1+k) 整理后得到： 上式称色谱分离基本方程式，它表明R随体系的热 力学性质（a和k ）的改变而变化，也与色谱柱条件(n改 变）有关。 tR = tM(1+k) 若将上式并将式整理可得n与n有效（有效理论塔板数） 的关系式及用有效理论塔板数表示的色谱分离基本方程式 1分离度与柱效的关系（往效因子） 分离度与n 的平方根成正比。当固定相确定，亦即被 分离物质对的α确定后，欲使达到一定的分离度，将取决 于n 。增加征长可改进分离度，但增加柱长使各组分的保 留时间增长，延长了分析时间并使峰产生扩展，因此在达 到一定的分离度条件下应使用短一些的色谱枉。除增加枉 长外，增加n值的另一办法是减小柱的H值，这意味着应 制备一根性能优良的柱子，并在最优化条件下进行操作 2．分离度与容量比的关系（容量因子） k值大一些对分离有利，但并非越大越有利。观察表 2 －2数据，可见是k ＞10时，k ／（k十 1）的改变不大， 对 R 的改进不明显，反而使分析时间大为延长。因此是值 的最佳范围是1＜k ＜ 10，在此范围内，既可得到大的R 值，亦可使分析时间不至过长。使峰的扩展不会太严重而 对检测发生影响。 使k改变的方法有：改变柱温和改变