毛细管柱选择规则.txtaaa

0.3mm。如果考虑进样
量为0.2ml，分流比为50倍，则进入色谱柱的样品体积是为0.004ml，如此应该占有50mm的
色谱柱，按照塔板理论假设，理论塔板高度应为
50mm。为什么会出现这样的差异呢？显然问
题来自与理论假设中的脉动进样。通常，我们把实际进样体积占色谱柱高度与理论塔板高度
之比称为进样宽度，这里即50mm/0.3mm=167块塔板。
在样品逐渐进入色谱柱的时候，溶解和解析的过程是不断进行的，实际的样品进样过程中，
已经形成了色谱峰的形状。如下图，上面的是进样宽度为100块塔板高度情况下，进样完毕
时组分浓度的柱内分布。当包括进样在内共有200块塔板体积载气进入色谱柱后，形成的色
谱峰成为下面的形状。注意，图中横坐标为色谱柱头0至
3、柱长。
柱长增加一倍，理论塔板数增加一倍，但同时分析时间也增加一倍，分离度由于与柱长的平方根成正比，
因此理论上就只能够得到0.414倍的增加，但实际得到的收益要更小。虽然如此，在分离度难以达到的时候，
选择更长的毛细管柱，仍然是最直接有效的方法。
4、膜厚。
膜厚并不能直接影响毛细管柱的理论塔板高度，但他直接影响色谱柱的相比。越大膜厚，色谱柱的柱容量
n块塔板。
理论塔板高度事实上是与进样无关的，只与载气流速、纵向扩散速度和传质速度有关，即速
率理论：H
=
B/u
+
Cu。因此在相同线速度（纵向扩散相同）和相比（液膜厚度与内径成
正比）的情况下，存在理论塔板高度与毛细管色谱柱内径成正比的关系，因为此时传质距离
正好与内径成正比。
Al2O3色谱柱分析混合碳四，
常量烯烃和炔烃基本都有拖尾，并不影响分析。但细心的人可以发现，当这些组分含量很低时，
峰型都是非常好的
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毛细管色谱柱的一个经常被遗忘的重要参数就是膜厚。
当我们选择一个毛细管柱的时候，通常都是指出固定液类型（毛细管柱商品名称，如
性色谱柱分析常量组分略有拖尾等情况。
事实上，Plot色谱柱吸附较强，柱容量较小，拖尾经常发生。
应该调整进样量。
当然，有些时候我们也能认可，例如分析微量组分，溶剂的过量峰；或者本身吸附较强或强极
性色谱柱分析常量组分略有拖尾等情况。
事实上，Plot色谱柱吸附较强，柱容量较小，拖尾经常发生。用
已经确定，无法通过降低样品浓度，或减小注射器进样体积来解决。但它可以通过增加分
流比、增加色谱柱膜厚来减小。这种平台峰只出现在色谱柱头，当组分到达色谱柱末端已经
呈现为良好的色谱峰型了。这里提供一个低分配比
k=2，200塔板体积的柱头平台峰供参考.
同样在分配比
k=2的情况下，进样宽度为10的时候，色谱峰型如下：
塔板高度
H也因此减小，柱效率即理论塔板数
n=L/H有所增加。所以分离度
R得到了一些改善。
3、深度分析：理论塔板数
n增加，应该导致色谱峰变得窄而高。但是看第一张谱图，可以发现峰变矮变宽
了。这是因为理论塔板数
n增加很少，而保留时间的增加，会导致分子纵向扩散情况加重，根据速率理论，
上，形成大平台。同时由于在固定相中过多溶解，固定相中浓度过大，将和固定相载体（毛细
管石英壁）发生二次吸附解析，由于二次吸附解析为慢过程，将形成峰拖尾。
这种情况发生时，可以看到平台峰或峰拖尾，分离度大大下降，因此在分析中一般无法接受，
应该调整进样量。
当然，有些时候我们也能认可，例如分析微量组分，溶剂的过量峰；或者本身吸附较强或强极
什么是相比？在毛细管柱上：
不同内径和膜厚毛细管柱的相比情况如下表：
在相同的载气流速和色谱柱长度下，相同的相比，具有相同的保留时间。如下2张谱图：
需要注意的是：相比是决定保留时间的主要因素，但并不是决定理论塔板数（柱效率）的主要
因素。在综合平衡柱容量、柱效率、分析时间三方面因素的时候，需要注意相比的影响。
（iii）所有组分开始时存在于第0号塔板上，而且试样沿轴（纵）向扩散可忽略。
（iv）分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量无关。iv）分配系数在所有塔板上是常数，与组分在某一塔板上的量无关。
理论推演：
根据假设，当载气脉动进入色谱柱时，组分分子中，能够跟随载气前行的只有在气相中的那一部分，而液
因此，在发生进样体积超载的情况下，厚液膜色谱柱
(更小的相比）由于减小了进样展宽，
通常具有更好的分离度。
2、组分总量超载。
当进样体积一定，样品组分浓度过大时，塔板理论第4假设：组分在两相的分配系数
K为常数，
将不成立。此时由于组分浓度过大，固定相无法快速溶解组分，组分将蔓延在非常宽的色谱柱
因此，厚液膜的色谱柱，因为增加了液相厚度而增加了液相传质阻力，因此并不能提供更
好的理论塔板数。相反的，厚液膜色谱柱理论塔板数（即柱效率）要略低一些。
这与我们实际工作似乎略有出入，事实上，实验室中经常发现厚液膜的柱子具有更好的分离
度
R。但这与理论并不冲突，发生这样情形的原因在于进样量。
我们知道，毛细管柱的主要特点之一就是柱容量小。因此毛细管柱极易超载。
内经的时候，首先考虑的是样品分析难点在于分离还是检测。对于分离困难的样品，首选较小口径的色谱
柱；对于含量过低检测困难的样品，首选较大口径的色谱柱。在没有分析难点的情况下，选择小口径毛细
管柱可以缩短柱长，减小分析时间。
下面一张谱图，可以看到不同口径毛细管柱的分离效果。
下面一张表格，是不同口径毛细管柱理论塔板数的参考数据。柱效率中的小字，是另一公司的测试数据。
就越大，组分出峰的时间就越晚。
在需要更大的进样量的情况下，首选厚膜色谱柱；在需要快速分析的情况下，首选薄膜色谱柱。
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毛细管色谱柱的一个经常被遗忘的重要参数就是膜厚。
当我们选择一个毛细管柱的时候，通常都是指出固定液类型（毛细管柱商品名称，如DB-1）、内径（如
0.32mm）、
长度（如50m），很少顾及到膜厚。事实上，膜厚对分析的影响是巨大的。
下面给出2张不同膜厚色谱柱的分析结果对比图，请朋友们比较两张图中不同膜厚谱图的差异，并试着用塔
板理论加以分析。
谱图对比情况分析：
从图可以看到：
1、厚液膜色谱柱出峰时间明显增加，液膜厚度增加一倍，出峰时间增加接近一倍。
1-10
块塔板已经呈现进样平台，这一平台必然造成了色谱峰的柱外展宽-进样展宽。进样展宽不
属于塔板理论和速率理论下正常峰展宽，因此属于柱外展宽，与此相似的还有检测器响应时
间带来的峰展宽等。
当没有出现这样的进样平台时，可近似认为满足塔板理论第4假设：进样时所有组分都位于
第0号塔板，色谱峰具有最细宽度和最好的分离度。要消除这个平台，只能减小进样体积，
想其它。它的理由在于塔板理论的推论，即：组分在固定相中有越大的溶解度，同样的溶解
度差异就会产生越大的分离度。
但是在毛细管色谱时代，分离度不再始终是分析的首选问题。毛细管具有几十万块塔板，如
此大的柱效率，以至于不再需要充分考虑分离问题了。这个时候，样品兼容性、使用温度、
稳定性、柱流失情况等，都可能成为选择的主要理由。例如分析甲醇乙醇丙醇等低级醇类，
体固定相中的组分分子，受到固定相的保护，停留在原地。
思考：组分分子的平均移动速度与哪些条件相关？为什么？
提示：组分分子平均移动速度：
V=u/（1+k）
，这里载气线速度为
u，k为组分分子在液相中的量与在气相
中的量之比。
分析时间
t=L/V=（1+k）L/u=t0
+
kt0，这里
或者增加柱容量。液膜厚度增加一倍，分配比
k增加一倍，进样平台将明显缩小。例如，
上图当分配比
k=10，增加一倍后，柱头组分浓度分配情况如下：
虽然进样体积超载会带来色谱峰展宽，减小分离度，但这种展宽不影响色谱峰流出的形状，
通常是可以接受的。而且，这种超载是难以克服的，如果定量管或者汽化室玻璃衬管体积
根据塔板理论，理论塔板高度
H和液膜厚度并没有关系，仅和进样宽度即
0号塔板高度
h有关，因此分离度
R应该保持不变。但由于毛细管柱柱容量小，因此进样状态绝大多数情况下处于柱过载状态。当膜厚增加
的时候，柱容量增加，由于柱过载造成的0号塔板展宽情况得到缓解，因此0号塔板高度
h略有减小，理论
在色谱柱这里，决定柱容量（最小检出量）的主要因素是内径和膜厚，决定柱效率的是内径，
决定保留时间的是相比。决定保留时间的是相比。
在塔板理论脉冲进气的情况下，样品进样都在第
0块塔板上。如此，第
0块塔板体积应该等于
进样体积。但是，在毛细管柱的进样上，明显并不如此。
以0.32mm色谱柱正常柱效为3300块塔板每米来看，每块塔板高度应为
要选择一根合适的商用毛细管柱，主要需要考虑以下几个因素：固定相、内径、柱长、膜厚。
下面分别就这些因素加以讨论。
1、固定相
色谱理论上讲，选择固定相首选遵循相似性原则，即：用非极性固定相分析非极性物质，用
极性固定相分析极性物质，用含芳香基团的固定相分析芳香族化合物。在填充柱时代，这个
想法是非常正确的，因为那个时候，分离度是首先需要把握的关键因素，分不开，就没办法
峰宽应该增加。