1樓:匿名使用者
速率理論(又稱隨機模型理論)
1.液相色譜速率方程
2023年荷蘭學者van deemter等人吸收了塔板理論的概念,並把影響塔板高度的動力學因素結合起來,提出了色譜過程的動力學理論--速率理論。它把色譜過程看作一個動態非平衡過程,研究過程中的動力學因素對峰展寬(即柱效)的影響。
後來giddings和snyder等人在van deemter方程(後稱氣相色譜速率方程)的基礎上,根據液體與氣體的性質差異,提出了液相色譜速率方程(即giddings方程).
2.影響柱效的因素
1)渦流擴散(eddy diffusion)。由於色譜柱內填充劑的幾何結構不同,分子在色譜柱中的流速不同而引起的峰展寬。渦流擴散項a=2λdp,dp為填料直徑,λ為填充不規則因子,填充越不均勻λ越大。
hplc常用填料粒度一般為3~10μm,最好3~5μm,粒度分佈rsd≤5%。但粒度太小難於填充均勻(λ大),且會使柱壓過高。大而均勻(球形或近球形)的顆粒容易填充規則均勻,λ越小。
總的說來,應採用細而均勻的載體,這樣有助於提高柱效。毛細管無填料,a=0。
2)分子擴散(molecular diffusion)。又稱縱向擴散。由於進樣後溶質分子在柱記憶體在濃度梯度,導致軸向擴散而引起的峰展寬。
分子擴散項b/u=2γdm/u。u為流動相線速度,分子在柱內的滯留時間越長(u小),展寬越嚴重。在低流速時,它對峰形的影響較大。
dm為分子在流動相中的擴散係數,由於液相的dm很小,通常僅為氣相的10-4~10-5,因此在hplc中,只要流速不太低的話,這一項可以忽略不計。γ是考慮到填料的存在使溶質分子不能自由地軸向擴散,而引入的柱引數,用以對dm進行校正。γ一般在0.
6~0.7左右,毛細管柱的γ=1。
3)傳質阻抗(mass transfer resistance)。由於溶質分子在流動相、靜態流動相和固定相中的傳質過程而導致的峰展寬。溶質分子在流動相和固定相中的擴散、分配、轉移的過程並不是瞬間達到平衡,實際傳質速度是有限的,這一時間上的滯後使色譜柱總是在非平衡狀態下工作,從而產生峰展寬。
液相色譜的傳質阻抗項cu又分為三項。
①流動相傳質阻抗hm=cmd2pu/dm,cm為常數。這是由於在一個流路中流路中心和邊緣的流速不等所致。靠近填充顆粒的流動相流速較慢,而中心較快,處於中心的分子還未來得及與固定相達到分配平衡就隨流動相前移,因而產生峰展寬。
②靜態流動相傳質阻抗hsm=csmd2pu/dm,csm為常數。這是由於溶質分子進入處於固定相孔穴內的靜止流動相中,晚回到流路中而引起峰展寬。hsm對峰展寬的影響在整個傳質過程中起著主要作用。
固定相的顆粒越小,微孔孔徑越大,傳質阻力就越小,傳質速率越高。所以改進固定相結構,減小靜態流動相傳質阻力,是提高液相色譜柱效的關鍵。
hm和hsm都與固定相的粒徑平方d2p 成正比,與擴散係數dm成反比。因此應採用低粒度固定相和低粘度流動相。高柱溫可以增大dm,但用有機溶劑作流動相時,易產生氣泡,因此一般採用室溫。
③固定相傳質阻抗hs=csd2fu/ds(液液分配色譜),cs為常數,df為固定液的液膜厚度,ds為分子在固定液中的擴散係數。在分配色譜中hs與df的平方成正比,在吸附色譜中hs與吸附和解吸速度成反比。因此只有在厚塗層固定液、深孔離子交換樹脂或解吸速度慢的吸附色譜中,hs才有明顯影響。
採用單分子層的化學鍵合固定相時hs可以忽略。
從速率方程式可以看出,要獲得高效能的色譜分析,一般可採用以下措施:①進樣時間要短。②填料粒度要小。
③改善傳質過程。過高的吸附作用力可導致嚴重的峰展寬和拖尾,甚至不可逆吸附。④適當的流速。
以h對u作圖,則有一最佳線速度uopt,在此線速度時,h最小。一般在液相色譜中,uopt很小(大約0.03~0.
1mm/s),在這樣的線速度下分析樣品需要很長時間,一般來說都選在1mm/s的條件下操作。⑤較小的檢測器死體積。
3.柱外效應
速率理論研究的是柱內峰展寬因素,實際在柱外還存在引起峰展寬的因素,即柱外效應(色譜峰在柱外死空間裡的擴充套件效應)。色譜峰展寬的總方差等於各方差之和,即:
σ2=σ2柱內+σ2柱外+σ2其它柱外效應主要由低劣的進樣技術、從進樣點到檢測池之間除柱子本身以外的所有死體積所引起。為了減少柱外效應,首先應儘可能減少柱外死體積,如使用"零死體積接頭"連線各部件,管道對接宜呈流線形,檢測器的內腔體積應儘可能小。研究表明柱外死體積之和應<vr/。
其次,希望將樣品直接進在柱頭的中心部位,但是由於進樣閥與柱間有接頭,柱外效應總是存在的。此外,要求進樣體積≤vr/2。
柱外效應的直觀標誌是容量因子k小的組分(如k<2)峰形拖尾和峰寬增加得更為明顯;k大的組分影響不顯著。由於hplc的特殊條件,當柱子本身效率越高(n越大),柱尺寸越小時,柱外效應越顯得突出。而在經典lc中則影響相對較小。
2樓:色譜世界
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高效液相色譜 rrt 什麼意思
3樓:周思敏哈哈哈
rrt(relative retention time),相對保留時間,色e68a8462616964757a686964616f31333431363061譜技術術語。相對保留時間是某組分的校正保留時間與相應標樣的校正保留時間之比。
高效液相色譜法是色譜法的一個重要分支,以液體為流動相,採用高壓輸液系統,將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩衝液等流動相泵入裝有固定相的色譜柱,在柱內各成分被分離後,進入檢測器進行檢測,從而實現對試樣的分析。
高效液相色譜法已成為化學、醫學、工業、農學、商檢和法檢等學科領域中重要的分離分析技術應用。分為六類:
1、吸附色譜法
2、分配色譜法
3、離子色譜法
4、分子排阻色譜法
5、鍵合相色譜法
6、親和色譜法
擴充套件資料:
相關術語:
1、色譜圖(chromatogram):樣品流經色譜柱和檢測器,所得到的訊號-時間曲線,又稱色譜流出曲線(elution profile)。
2、基線(base line):經流動相沖洗,柱與流動相達到平衡後,檢測器測出一段時間的流出曲線。一般應平行於時間軸。
3、噪音(noise):基線訊號的波動。通常因電源接觸不良或瞬時過載、檢測器不穩定、流動相含有氣泡或色譜柱被汙染所致。
4、漂移(drift):基線隨時間的緩緩變化。主要由於操作條件如電壓、溫度、流動相及流量的不穩定所引起,柱內的汙染物或固定相不斷被洗脫下來也會產生漂移。
5、色譜峰(peak):組分流經檢測器時響應的連續訊號產生的曲線。流出曲線上的突起部分。正常色譜峰近似於對稱形正態分佈曲線(高斯gauss曲線)。不對稱色譜峰有兩種:
6、前延峰(leading peak)和拖尾峰(tailing peak)。前者少見。
7、峰底:基線上峰的起點至終點的距離。
8、峰高(peak height,h):峰的最高點至峰底的距離。
9、峰寬(peak width,w):峰兩側拐點處所作兩條切線與基線的兩個交點間的距離。w=4σ
10、半峰寬(peak width at half-height,wh/2):峰高一半處的峰寬。wh/2=2.355σ
11峰面積(peak area,a):峰與峰底所包圍的面積。
12、保留時間(retention time,tr):從進樣開始到某個組分在柱後出現濃度極大值的時間。
13、理論塔板數(theoretical plate number,n):用於定量表示色譜柱的分離效率(簡稱柱效)。
14、分離度(resolution,r):相鄰兩峰的保留時間之差與平均峰寬的比值。也叫解析度,表示相鄰兩峰的分離程度。r≥1.5稱為完全分離。
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