色谱的相关内容总结

生物工程1班朱20__037

色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配，以流动相对固定相中的混合物进行洗脱，混合物中不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果。色谱过程不仅受热力学因素的影响，而且还与分子的扩散、传质等动力学因素有关，因此，分析色谱柱效能可以从四个方面出发：色谱图、塔板理论、速率理论和分离度。

色谱图可以分析待分离的俩物质的色谱峰的形状、峰宽、重叠状况，可以确定两物质是否易于分离。

塔板理论分析，在色谱柱长一定时，如果色谱峰越窄，则说明塔板数越大，塔板高度日越小，柱效能越高。

速率理论由涡流扩散项、分子扩散项、传质阻力项三项决定。使用粒度细和颗粒均匀的填料，均匀填充，能减少涡流扩散，可提高柱效能；可采用较高的载气流速，使用相对分子质量较大的载气，控制较低的柱温，能减小分子扩散，进而提高柱效能；组分在柱内运行的多途径、浓度梯度造成的分子扩散和组分在气液两相质量传递的不能瞬间达到平衡，是造成色谱峰扩展、柱效能下降的原因。另外，速率理论中，许多影响柱效能的因素彼此以相反的效果存在着，必须全面考虑这些相互矛盾的影响因素，选择适当的色谱分离操作条件，才能提高柱效能。分离度为难分离物质对在色谱柱中的分离情况，常用分离度作为柱的总分离指标，它是指相邻两色谱峰保留值之差与两峰底宽平均值之比，反映了相邻两组分色谱分离的热力学性质和色谱过程的动力学因素。分离度概括了这两方面的因素，并定量地描述了混合物中相邻两组分的实际分离程度，因此用它作为色谱柱的总分离效能的指标。

这四方面彼此关联，互相影响。

色谱法基本理论

【关键词】色谱技术农药兽药残留食品安全检测兽药标准品中检所对照品国家标准物质

内容摘要：色谱过程不仅受热力学因素的影响，而且还与分子的扩散、传质等动力学因素有关，因此塔板理论只能定性地给出板高的概念，却不能解释板高受哪些因素影响，也不能说明为什么在不同的流速下，可以测得不同的理论塔板数，因而了它的应用。

A色谱柱效能

色谱柱的分离效能常根据一对难分离组分的分离情况来判断，如A、B为难分离的物质对，它们的色谱图可能有三种情况：

(1)A、B两组分未分离，色谱峰完全重叠；(2)A、B两组分的色谱峰有一定距离，但峰形很宽，两峰严重重叠，分离不完全；(3)两峰间有一定距离，而且峰形较窄，分离完全。可见要使两组分分离，两峰间必须有足够的距离，而且要求峰形较窄。

B塔板理论——柱效能指标

在色谱分离技术发展的初期，马(Manin)等人把色谱分离过程比拟作分馏过程，提出了塔板理论。这个半经验的理论把色谱柱比作一个分馏塔，柱内有着若干想像的塔板，在每个塔板高度间隔内被分离组分在气液两相间达成分配平衡。经过若干次的分配平衡后，分配系数小即挥发度大的组分首先由柱内选出。由于色谱柱的塔板数很多，致使分配系数仅有微小差异的组分也能得到很好的分离.

若色谱柱长为￡，塔板间距离(亦称理论塔板高度)为日，色谱柱的理论塔板数为n，在一定长度的色谱柱内，塔板高度日愈小，塔板数n愈大，组分被分配的次数愈多，则柱效能愈高。在￡一定时，如果色谱峰越窄，则说明塔板数n越大，塔板高度日越小，柱效能越高。

在实际工作中，按上式计算得到的n和日值有时并不能充分地反映色谱柱的分离效能，因为采用￡。计算时，没有扣除死时间，所以常用有效塔板数n有效表示柱效能.必须指出：(1)色谱柱的有效塔板数愈多，表示组分在色谱柱内达到分配平衡的次数愈多，柱效能愈高，所得色谱峰愈窄，对分离有利。但它不能表示被分离组分实际分离的效果，因为如果两组分在同一色谱柱上分配系数相同，那么无论该色谱柱为它们提供的n有效多大，这两组分仍无法分离。(2)由于不同物质在同一色谱柱上分配系数不同，所以同一色谱柱对不同物质的柱效能不同，因此在用塔板数或塔板高度表示柱效能时，必须说明是对什么物质而言。塔板理论是一种半经验性的理论，它用热力学的观点定量说明了溶质在色谱柱中移动的速率，解释了流出曲线的形状，并提出了计算和评价柱效能高低的参数。但是，色谱过程不仅受热力学因素的影响，而且还与分子的扩散、传质等动力学因素有关，因此塔板理论只能定性地给出板高的概念，却不能解释板高受哪些因素影响，也不能说明为什么在不同的流速下，可以测得不同的理论塔板数，因而了它的应用。

C速率理论——影响柱效能的因素

19__年荷兰学者范等人，在总结前人研究成果的基础上提出了速

率理论，并归纳出一个联系各影响因素的方程式，称为速率理论方程式(亦称范．弟姆特方程式)，

(1)涡流扩散项A。由于样品组分分子进入色谱柱碰到填充物颗粒时，不得不改变流动方向，因而它们在气相中形成紊乱的类似涡流的流动，组分中的分子所经过的路径，有的长、有的短，因而引起色谱峰形的扩展，分离变差。色谱峰变宽的程度由下式决定，即A=2Ad。该式表明，A与填充物的平均直径d，的大小和填充不规则因子A有关，与流动相的性质、线速度和组分性质无关，使用粒度细和颗粒均匀的填料，均匀填充，是减少涡流扩散和提高柱效能的有效途径。

(2)分子扩散项B。当样品以“塞子”形式进人色谱柱后，便在色谱柱的轴向上造成浓度梯度，使组分分子产生浓差扩散，其方向是沿着纵向扩散，故该项也称为纵向扩散项。采用摩尔质量大的载气可使B值减小，有利于分离。载气流速愈小，保留时间愈长，分子扩散项的影响愈大，从而成为色谱峰扩展、塔板高度增加的主要原因。因此，为了减小B项，可采用较高的载气流速，使用相对分子质量较大的载气(如N：)，控制较低的柱温。

(3)传质阻力项C。物质系统由于浓度不均匀而在气液、气固等不同相中发生的物质迁移过程，称为传质。影响这个过程进行速度的阻力，称为传质阻力。传质阻力系数C包括气相传质阻力系数C。和液相传质阻力系数C，，即C=C。+C，从上述讨论可知，组分在柱内运行的多途径、浓度梯度造成的分子扩散和组分在气液两相质量传递的不能瞬间达到平衡，是造成色谱峰扩展、柱效能下降的原因。

速率理论指出了影响柱效能的因素，为色谱分离操作条件的选择提供了理论指导。但由上述可以看出，许多影响柱效能的因素彼此以相反的效果存在着，如流速加大，分子扩散项的影响减小，传质阻力项的影响增大；温度升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的影响等等。因此必须全面考虑这些相互矛盾的影响因素，选择适当的色谱分离操作条件，才能提高柱效能。

D分离度

分离度(R)又称为分辨率或分辨度，为T~1断难分离物质对在色谱柱中的分离情况，常用分离度作为柱的总分离效iii标，它是指相邻两色谱峰保留值之差与两峰底宽平均值之比。即相邻两组分保留时间的差值Ii!~T色谱分离的热力学性质；色谱峰的宽度则反映了色谱过程的动力学因素，分离度概括了这两方面的因素，并定量地描述了混合物中相邻两组分的实际分离程度，因此用它作为色谱柱的总分离效能的指标。

——【来源】国家标准物质网；【更新日期】20-1215:07:07