一个新的色谱分离度公式
色谱分离度及其优化简介
色谱分离度及其优化简介黄秋鑫(学号:200728016537055)中国科学院广州地球化学研究所摘要: 本文介绍色谱分离度的含义、影响分离度因素及常用优化离子色谱分离度方法,对实际应用色谱法有一定的启发与帮助。
关键词: 色谱法 分离度 优化一、分离度的定义分离度(resolution )又称分辨率[1],为了判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能指标,是全面反映两峰分离程度的参数。
分离度等于相邻两峰保留时间之差与两组分色谱峰的峰底宽度之和的一半的比值: ())()()()(21B b A b A R B R t t R ωω+-= 或 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=)(21)(21)()(699.1)(2B A A R B R t t R γγ相邻两组分保留时间的差值反映了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。
因此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。
当两峰等高,峰开对称且符合正态分布时,可以从理论上证明,若R=0.8时,分离程度89%;R=1.0时,4δ分离(峰间距4δ),分离度达98%;R=1.5时,6δ分离,分离度达99.87%。
一般采用R=1.5作为相邻两峰完全分离的标志。
图1从图1中可以看出,(c)中A/B 两峰完全分离。
实现分离的条件:相对保留值a 增大(组分分配比之差△K D 增大),分离的可能性增大,其峰间距也增大;柱效能n 增大,峰宽减小。
二、色谱基本分离方程式假设相邻两峰的峰底宽度相等,即ωb(1)=ωb(2)()()()⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∴⎪⎭⎫ ⎝⎛+===∴⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=-=-=-=+-=ααωωωωωωωωω1'1'411'1'411'1'41'1'41','1'4116','161''1'''''''2122,12,122,122)2()2(2)2()2(22,1)2()2()2()2(2,1)2()2()2()1()2()2()2()1()2()1()2()1()2(k k n r r k k n r k k n R k k n t k k n n n n t t n r t t r t t t t t t t t t R b R effeff eff b R b R effb R R b R b R R R R b R R b b R R 又 其中:n 为色谱柱效;k ’为分配比;α=r 1,2为相对保留值;t 为保留时间;t ’为相对保留时间;ω为峰宽。
2-3色谱分析导论-2学时-√分离度及分离条件选择-09-9-22
② 分离极性组分,一般选用极性固定液。各组分按极性大小顺序 流出色谱柱,极性小的先出峰。
③分离非极性和极性(或易被极化的)混合物,一般选用极性固 定液。此时,非极性组分先出峰,极性的(或易被极化的)组分后出 峰。
④分离醇、胺、水等强极性和能形成氢键的化合物,通常选择极 性或氢键性的固定液。
四、气化温度的选择:
色谱仪进样口下端有一气化器,液体试样进样后,在此瞬间气化; 气化温度一般较柱温高30~70℃防止气化温度太高造成试样分解。
五、检测器选择
检测器 灵敏度、适用范围、操作难易、稳定性等各不相同。 根据分析对象和分析要求合理选择。
2.4.2、分离条件选择
一. 固定相的选择:
对气-固色谱一般根据样品性质,参照常用固体吸附剂的使用 范围选择;对气-液色谱,则根据“相似相溶”的原则进行选择:
∴R =
n ×(
k2
α -1 )×( )
4 1+k2 α
n
=
16R
2 s
×(
α )2 α -1
1 ×(
+ k2 k2
)2
n = 1+k 2 k
n eff
∴ n 有效
=
16R
2 s
•( α )2 α -1
∴R =
n eff
α -1 ×( )
4α
∴R =
n α -1 k
•( )•(
) 色谱分离方程式
4 α 1+k
可合理地假设 k1 ≈k2 =k, Y1≈Y2 =Y。
由n = 16( tR )2 Y
Y=
16t
HPLC分离条件的优化步骤以及定量计算公式的选择
不同柱子其保留性差异很大,相同条件,不 同柱子比例会不一样。 不同色谱柱需合适的pH范围,一般在2.57.5之间,有的色谱柱比较耐碱,kromasil可以到 10,而杂化xterra在1-12,XDB在pH3-11.
3.分离条件的优化
3.1 容量因子和死时间的测量
在HPLC分析中,容量因子k′是一个非常重要的 参数,对如何选择流动相的溶剂组成、改善多组分 分离的选择性都发挥着重要的作用。 k′=t ′R/t M
式中,Ai—组分i的峰面积;
ƒ′i—i组分的质量校正因子
4.定量计算公式的选择
二、标准曲线法(外标法 / 直接比较法) 在HPLC中比较常用,是一种简便、快速的绝对 定量方法(归一化法是相对定量方法) 测定样品中组分含量时,根据峰面积和峰高在标 准工作曲线上直接查出进入色谱柱中样品组分的浓度 ,也可通过下式计算 pi / % = f i / A i(h i) 式中,A i(h i) —i组分的峰面积(峰高) f i—i组分标准工作曲线的斜率
3.分离条件的优化
2.由色谱柱的操作参数进行计算 t M =ΦηL2/△pd p2 式中,Φ为阻抗因子;η为流动相的动力黏度;L 为柱长; △p为柱压力降;d p为固定相粒径 3.依据经验公式计算 当dc/dp≥10 时,可按下述公式计算 t M: t M =L / u 对全多孔固定相 对非多孔固定相 u=1.5F/dc2 u=3F/dc2
3.分离条件的优化
对组成复杂、由具有宽范围k′值组分构成的 混合物,需用梯度洗脱技术,才能使样品中每个组 分都在最佳状态下洗脱出来。(采用梯度洗脱通常 能将组分的k′值减小至原来的1/10~1/100,从而 缩短了分析时间。)
3.4 相邻组分的选择性系数和分离度的选择
液相色谱计算公式
液相色谱计算公式
液相色谱(Liquid Chromatography,简称LC)的计算公式包括保留时间和保留率的计算公式。
1.保留时间(Retention Time)的计算公式:
保留时间是指化合物在液相色谱柱中停留的时间,它是液相色谱中最常用的性能参数之一。
保留时间(t_R)的计算公式为:
t_R = t_m - t_0
其中,t_m表示化合物在色谱柱中出现的时间,称为终点时间(即化合物在色谱柱中运行的总时间);
t_0表示无保留物(即溶剂前端)出现的时间,称为起点时间(即样品注入柱后到出现第一个色谱峰的时间)。
2.保留率(Retention Factor)的计算公式:
保留率是指化合物在色谱柱中停留时间与无保留物停留时间之比,用于评估化合物在液相色谱中的保留能力。
保留率(k)的计算公式为:
k = (t_R - t_0) / t_0
其中,t_R表示化合物的保留时间,t_0表示无保留物的保留时间。
在实际的液相色谱分析中,需要根据所使用的色谱柱、流动相组
成和流速等参数来选择适当的计算公式和相应的数值,以获得准确的
结果。
另外,液相色谱还有其他常用的计算公式,如峰面积的计算公式、分离度的计算公式等,这些公式可以用于进一步量化和评估色谱分离
效果和样品组成。
高效液相色谱涉及的数据处理基本公式解析
高效液相色谱涉及的数据处理基本公式解析(宁波大学海洋学院赵百添)1.保留时间t R2.调整保留时间t'R扣除死时间后的保留时间,也称折合保留时间。
在实验条件(温度、固定相等)一定时,t'R只决定于组分的性质,因此,t'R(或t R)可用于定性分析。
反映了被分析的组分与色谱柱中固定相发生相互作用,而在色谱柱中滞留的时间,它更确切地表达了被分析组分的保留特性。
3.死时间t M不被固定相滞留的组分,从进样到出现最大峰值所需的时间。
关系:t R=t'R+ t M4.保留体积V R从进样开始到某组分在柱后出现浓度极大值时流出溶剂的体积,又称为洗脱体积。
V R=F × t R5.死体积V M不被固定相滞留的组分,从进样到出现最大峰值所需的流动相体积。
V M=F × t M6.调整保留体积V'R扣除死体积后的保留体积。
V'R=V R-V M或V'R=F×t'R7.分配系数K指一定温度下,处于平衡状态时,组分在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比,以K表示。
分配系数反映了溶质在两相中的迁移能力及分离效能,是描述物质在两相中行为的重要物理化学特征参数。
分配系数与组分、流动相和固定相的热力学性质有关,也与温度、压力有关。
在条件(流动相、固定相、温度和压力等)一定,样品浓度很低时(Cs、Cm 很小)时,K只取决于组分的性质,而与浓度无关。
这只是理想状态下的色谱条件,在这种条件下,得到的色谱峰为正常峰;在许多情况下,随着浓度的增大,K减小,这时色谱峰为拖尾峰;而有时随着溶质浓度增大,K也增大,这时色谱峰为前延峰。
因此,只有尽可能减少进样量,使组分在柱内浓度降低,K恒定时,才能获得正常峰。
在同一色谱条件下,样品中K值大的组分在固定相中滞留时间长,后流出色谱柱;K 值小的组分则滞留时间短,先流出色谱柱。
混合物中各组分的分配系数相差越大,越容易分离,因此混合物中各组分的分配系数不同是色谱分离的前提。
第四章 色层分离法
HETP m1u 考虑u、d对HETP的影响,有下列关系式:HETP =mdb1ub2 b2 0.2 ~ 0.6 b1 1.4 ~ 2.0
HETP m2 d
a2
a1
§4.4离子交换色层
§ 4.4.1 分配容量
[ RA] [ A] K [ RB] [ B ]
A B
以 W S 表示色层柱内交换剂的质量,Vm表示流动相 (淋洗剂)的体积
t R2 t R1
,
因 t R t R ,且 与 总是大于1, 与
,
1 k2 1 k1
选择性越高。
越大,柱子的
§4.3 基本理论
§ 4.3.1 平衡塔板理论
(Martin塔板理论) 1.基本假设
实际情况:流动相在色层柱内 不断向下移动时,组分在两相间 发生分配,此时柱内的组分浓度 在两相中的变化是连续的,分配 是不平衡的。
2)α影响
若α=1两组分不可能分离,略α大于1就可能实现分离,α =2分离就相当容易实现。当α>1,式4-23中(α-1)/α, 可从0.001一直增加到1,变化范围达103,相比之下若k从1增加 到50,k/(1+k)只从0.5变到接近于1,变化范围只有0.5,显然相 对保留值是提高分离度更重要的因素。
1 2
W 4
§ 4.2.3 保留值
保留值反映了溶质与固定相作用力的大小,是 色谱过程热力学特性的重要参数。通常用保留时间 和保留体积表示。 1.比移值
溶质谱带平均迁移速度UX小于流动相迁移速度U,定义 UX与U之比值为比移值Rf.
溶质谱带平均移动速度 UX Rf 溶剂(流动相)的移动速度 U
§ 4.3.2 色层分离理论 1、 分离度(分辨率)
气相色谱法分离条件的选择
三、样品预处理
对于一些挥发性或热稳定性很差 的物质,需进行预处理,才能用 于分离分析。
1.分解法 2.衍生化法:酯化法,硅烷化法
第五节 毛细管气相色谱法
一、毛细管气相色谱法的特点和分类 (一)毛细管气相色谱法的特点 1.分离效能高。 2.柱渗透性好(载气流动阻力小)
3.柱容量小,允许进样量小。一般采用 分流进样技术和柱后尾吹。
4.易实现气相色谱-质谱联用。
5.总柱效高。
6.应用范围广。
(二)毛细管柱的分类
• 毛细管柱的内径一般小于1mm,可分为 开管型和填充型;常规、小内径、大 内径毛细管柱等。
1.填充型毛细管柱 填充毛细管柱:先在玻璃管内松散地 装入载体,拉成毛细管再涂固定液。 微型填充柱:柱径细,载体颗粒细到几 十到几百微米。
(二)毛细管色谱操作条件的选择
1.毛细管柱的直径 2.载气的选择 3.液膜厚度
1.毛细管柱的直径
H 2Dg r2 (1 6k 11k2 ) u
2kd
2 f
u
u
24Dg (1 k)2
3(1 k)2 Dl
H径与成柱反内比径。平方r2成正比,uopt与柱内
内径以100~300μm为宜。 快速分析采用细内径、短
程序升温可以是线性的,也可以是 非线性的。
例: 程序升温与恒定柱温分离沸程为 225℃的烷烃与卤代烃9个组分的混合物 的差别。
• 图a,恒定柱温 Tc=45℃,
• 图b,恒定柱温,但 Tc=120℃
• 图c:为程序升温。
4、柱长和内径的选择
• 分离度正比于柱长的平方根,即
( R1 )2 n1 L1
分离度的计算及其影响因素
分离度的计算及其影响因素Bruce Lee1.分离度定义在HPLC或者GC色谱中,分离度用以衡量相邻洗脱组分的分离情况,是将色谱柱分离效率与流动相效率综合在一起的一个参数,分离度越大,相邻两组分分离地越好。
一般地,分离度小于1时,两色谱峰重叠较严重;分离度等于1(4σ)时,两组分被彻底分离部分占98%,对每个色谱峰来说,其峰纯度亦为98%;分离度为1.5(6σ)时,两组分被彻底分离部分占99.7%,通常以R=1.5作为相邻两组分完全分离的标志。
对于色谱峰积分面积比为1:1的两组分的分离情况与分离度的关系,如下图1A与1B所示。
1.1.分离度的计算对于分离度的计算有以下几种方法:(1)利用保留时间以及基线峰宽,按照下式1进行计算;(2)利用保留时间以及半峰宽,按照下式2进行计算;各参数意义详见下图2所示。
(3)利用色谱柱柱效(N),分离因子(α)以及保留时间较长的组分的容量因子(K),按照下式2进行计算;上述三个公式,理论上都可以对分离度进行计算,但公式3需要得到色谱柱的柱效,而对色谱柱而言,针对不同的化合物其柱效是不一样的,尽管仪器操作条件完全相同。
因此,该式更多应用于理论推导。
上述公式1与公式2则更多应用于实际色谱图中相邻洗脱组分色谱峰分离度的计算。
对于公式1,其应用范围是两色谱峰基本基线分离及其以上的情况,因为该式需要测定明确的基线峰宽;当基线峰宽不能明确测量时(如两相邻组分色谱峰重叠处峰谷高度与较低色谱峰高度比值小于50%时,如图3所示),则比较适宜选择公式2计算分离度,因为该式测量的是半峰高处的峰宽。
1.2.峰高比法预测分离度公式1以及公式2可解决基线分离以及色谱峰重叠处峰谷高度与较低色谱峰高度比值小于50%时,对于两相邻色谱峰分离度的计算需求。
当两相邻组分色谱峰重叠处峰谷高度与较低色谱峰高度比值大于50%时(如图4所示),由于无法精确测量基线峰宽以及半峰高峰宽,使用公式1以及公式2计算分离度受到很大程度的限制。
Chapter12色谱分离法2
2 3 2 f g (k )d p
•
Dg
L u
0.01k 2 f g (k ) (1 k ) 2
式中k为容量因子
• 从上式可以看出,气相传质阻力与填充物粒度的平方成正比,与组分在 载气流中的扩散系数成反比,因此,采用粒度小的填充物和相对分子质 量小的气体做载气,可减小σ32,提高柱效。
利用范第姆特方程可得出:
• • • • • •
适当均匀的颗粒(担体),可以提高柱效; 载气流速越小,tR越长,峰扩张越显著; 载气相对分子质量较大时,B项小,H小,柱效高; 柱温升高,B项增大,柱效下降(实际更复杂); 粒度小的填充物,分子量小的载气降低C,传质阻力项(气相)提高柱 效; 液膜厚度df减小,增大组分在液相中的扩散系数DL,液相传质阻力减小, 峰扩张小,提高柱效。
4.载气流u对理论塔板高度H的影响
4.载气流u对理论塔板高度H的影响
(1)LC和GC的H-u图 • • • 根据van Deemter公式作LC和GC的H-u图,LC和GC的H-u图十分相似,对 应某一流速都有一个板高的极小值,这个极小值就是柱效最高点; LC板高极小值比GC的极小值小一个数量级以上,说明液相色谱的柱效比气 相色谱高得多; LC的板高最低点相应流速比起GC的流速亦小一个数量级,说明对于LC,为 了取得良好的柱效,流速不一定要很高。 u较低线速时,分子扩散项B/u起主要作用;此时,应采用相对分子质量较大 的载气(N2、Ar)以使组分在气相中有较小的扩散系数; u较高线速时,传质阻力项Cu起主要作用;此时,应采用相对分子质量较低 的载气(H2、He)以使组分在气相中有较大的扩散系数; 其中流动相传质阻力项对板高的贡献几乎是一个定值。在高线速度时,固定 相传质阻力项成为影响板高的主要因素,随着速度增高,板高值越来越大, 柱效急剧下降。
第十六章 色谱分析法概论 - 章节小结
一、主要内容1.基本概念保留时间t R:从进样到某组分在柱后出现浓度极大时的时间间隔。
死时间t0:分配系数为零的组分即不被固定相吸附或溶解的组分的保留时间。
调整保留时间t R':某组分由于溶解(或被吸附)于固定相,比不溶解(或不被吸附)的组分在柱中多停留的时间。
相对保留值r2,1:两组分的调整保留值之比。
分配系数K:在一定温度和压力下,达到分配平衡时,组分在固定相与流动相中的浓度之比。
保留因子k:在一定温度和压力下,达到分配平衡时,组分在固定相和流动相中的质量之比。
分离度R:相邻两组分色谱峰保留时间之差与两色谱峰峰宽均值之比。
分配色谱法:利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别或分配系数的差别而实现分离的色谱法。
吸附色谱法:利用被分离组分对固定相表面吸附中心吸附能力的差别或吸附系数的差别而实现分离的色谱法。
离子交换色谱法:利用被分离组分离子交换能力的差别或选择性系数的差别而实现分离的色谱法。
分子排阻色谱法:根据被分离组分分子的线团尺寸或渗透系数的差别而进行分离的色谱法。
涡流扩散:在填充色谱柱中,由于填料粒径大小不等,填充不均匀,使同一个组分的分子经过多个不同长度的途径流出色谱柱,使色谱峰展宽的现象。
纵向扩散:由于浓度梯度的存在,组分将向区带前、后扩散,造成区带展宽的现象。
传质阻抗:组分在溶解、扩散、转移的传质过程中所受到的阻力称为传质阻抗。
保留指数I:在气相色谱法中,常把组分的保留行为换算成相当于正构烷烃的保留行为,也就是以正构烷烃系列为组分相对保留值的标准,即用两个保留时间紧邻待测组分的基准物质来标定组分的保留,这个相对值称为保留指数,又称Kovats指数。
保留体积V R:是从进样开始到某组分在柱后出现浓度极大时,所需通过色谱柱的流动相体积。
调整保留体积V R':是由保留体积扣除死体积后的体积。
保留比R':设流动相的线速度为u,组分的移行速度为v,将二者之比称为保留比。
仪器分析-色谱分离基本方程
L L t R = ,t M = uS u t M uS mM 1 ⇒ = = RS = = u tR mS + m M 1 + k
⇒ t R = t M (1 + k )
t R = t M (1 + k tR n = 16 Y 设 Y1 = Y 2 带入 R = R = 1 R = 4
沸程范围>100 沸程范围>100 ℃
汽化温度
一般进样方法下 , 汽化温度比柱温高 30汽化温度比柱温高3070℃。 70℃ 进样量大时高一些好,保证瞬间汽化。 进样量大时高一些好,保证瞬间汽化。 保证不可超过试样的分解温度。 保证不可超过试样的分解温度。 其它气化温度与具体进样方式有关。 其它气化温度与具体进样方式有关。
(4)分离度究竟要多大? 分离度究竟要多大?
一般来说R应大于1.5。 一般来说R应大于1.5。 具体工作中应根据样品要求 具体工作中应根据样品要求和定量方法 样品要求和 来确定。 来确定。
例如:含量50%的组分,要使峰高定量误差小于1%, 的组分, 例如:含量50%的组分 要使峰高定量误差小于1%, 需达到R =1.28,而采用峰面积定量R 需达到R1/2=1.28,而采用峰面积定量R1/2需1.00。含 1.00。 量1%的组分,要使峰高定量误差小于1%,需达到 1%的组分 要使峰高定量误差小于1%, 的组分, R1/2=1.83,而采用峰面积定量R1/2需2.37。 =1.83,而采用峰面积定量R 2.37。
1.5(1.07) 1.7(1.35) 1.5(1.07) 1.7(1.35) 1.4(2.87) 2.3(1.70) 1.4(2.87) 2.3(1.70) 4.3(1.09) 3.9(1.20) 4.3(1.09) 3.9(1.20) 4.7(1.63) 4.7(1.38) 4.7(1.63) 4.7(1.38) 7.7 6.5
分析化学—色谱分析法第三节色谱理论基础
为最佳流速。
5. 速率理论的要点
(1)组分分子在柱内运行的多路径与涡流扩散、浓度梯度所 造成的分子扩散及传质阻力使气液两相间的分配平衡不能瞬 间达到等因素是造成色谱峰扩展柱效下降的主要原因。
(2)通过选择适当的固定相粒度、载气种类、液膜厚度及载 气流速可提高柱效。
Y1/ 2
Wb
n有效
5.54(
t
' R
)2
Y1/ 2
16( tR' Wb
)2
H 有效
L n有效
塔板理论的特点和不足:
(1)当色谱柱长度一定时,塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小),被测组分在柱内被分配的次数越多,柱效能则越高 ,所得色谱峰越窄。
(2)不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同,用有效 塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时,应指明 测定物质。
n=L/H 理论塔板数与色谱参数之间的关系为:
n 5.54( tR )2 16( tR )2
Y1/ 2
Wb
有效塔板数和有效塔板高度
• 单位柱长的塔板数越多,表明柱效越高。 • 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数。
• 组分在tM时间内不参与柱内分配。需引入有效塔
板数和有效塔板高度:
n 5.54( tR )2 16( tR )2
塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对的实际分 离程度。即柱效为多大时,相邻两组份能够被完全分离。
难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综 合影响:保留值之差──色谱过程的热力学因素;
区域宽度──色谱过程的动力学因素。 色谱分离中的四种情况如图所示:
① 柱效较高,△K (分配系数)
高效液相色谱法操作规程(药典)
高效液相色谱法试验操作规程目的:建立一个高效液相色谱法试验操作规程,保证此项工作顺利进行。
范围:原料、中间体、成品检验。
责任:检验员、QA监控员、化验室主任、质保科科长、质量部负责人。
内容:高效液相色谱法系采用高压输液泵将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱进行分离测定的色谱方法。
注入的供试品,由流动相带入柱内,各成分在柱内被分离,并进入检测器检测,由积分仪或数据处理系统记录和处理色谱信号。
1.对仪器的一般要求和色谱条件高效液相色谱仪由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器、积分仪或数据处理系统组成。
色谱柱内径一般3.9~4.6mm,填充剂粒径为3~10μm。
超高效液相色谱仪是适应小粒径(约2μm)填充剂的耐超高压、小进样量、低死体积、高灵敏度检测的高效液相色谱仪。
1.1色谱柱反向色谱柱:以键合非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。
常用的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物等。
常用的填充剂有十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。
正相色谱柱:用硅胶填充剂,或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。
常用的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰基键合硅胶等。
氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可作反向色谱。
离子交换色谱柱:用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。
有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。
手性分离色谱柱:用手性填充剂填充而成的色谱柱。
系统使用离子交换填充剂;分子排阻色谱系统使用凝胶或高分子多空微球等填充剂;对应异构体的分离通常使用手性填充剂。
色谱柱的内径与长度,填充剂的形状、粒径与粒径分布、孔径、表面积、键合基团的表面覆盖度、载体表面基团残留量,填充的致密与均匀程度等均影响色谱柱的性能,应根据被分离物质的性质来选择合适的色谱柱。
温度会影响分离效果,品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温,应注意室温变化的影响。
为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度,但不宜超过60℃。
残余硅羟基未封闭的硅胶色谱柱,流动相pH值一般应在2~8之间。
液相分离度计算公式
液相分离度计算公式
(实用版)
目录
1.液相分离度的定义
2.液相分离度的计算公式
3.液相分离度的应用
正文
液相分离度是指在液相色谱法中,样品在移动相和固定相之间的分配系数达到平衡时,样品在移动相和固定相之间的浓度比值。
液相分离度的计算公式通常由以下几个因素决定:样品在移动相和固定相之间的分配系数(K)、移动相的流速(Vm)、固定相的体积(Vs)以及样品的初始浓度(C0)。
液相分离度的计算公式如下:
Rs = (Vm × C0) / (Vs × K)
其中,Rs 表示液相分离度,Vm 表示移动相的流速,Vs 表示固定相的体积,C0 表示样品的初始浓度,K 表示样品在移动相和固定相之间的分配系数。
液相分离度在液相色谱法中具有重要的应用。
液相色谱法是一种分离和检测样品的方法,其基本原理是根据样品在移动相和固定相之间的分配系数的不同,达到样品的分离。
液相分离度可以反映样品在移动相和固定相之间的分配情况,从而可以评估样品的分离效果。
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色谱柱长度和分离度的关系
色谱柱长度和分离度的关系
色谱柱长度和分离度的关系:
色谱分析分离度R与柱长L的平方根成正比。
色谱分析是指按物质在固定相与流动相间分配系数的差别而进行分离、分析的方法。
其按流动相的分子聚集状态可分为液相色谱、气相色谱及超临界流体色谱法等。
按分离原理可分为吸附、分配、空间排斥、离子交换、亲合及手性色谱法等诸多类别。
按操作原理可分为柱色谱法及平板色谱法等。
色谱法已成为应用最广、药典收载最多的一类分析方法。
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式(6)和式(7)为本文得到的新色谱分离度表达式。
2 不同分离度公式的比较与应用
(7)
图 2 是庆大霉素注射液的实际分离色谱图,选择其中三 对相邻组分,如图 2 所示,第一对组分是组分 1 和组分 2;第 二对相邻组分是组分 3 和组分 4;第三对相邻组分是组分 5 和 组分 6,每个组分的色谱峰参数见表 1,分 0.23 0.37 0.52 0.50 0.53
分离因子 a 1.146 1.108 1.135
备注:上表中 N1,N2,N3,N4,N5,N6 代表组分 1,组分 2,组分 3,组分 4,组分 5,组分 6 的柱效
从图 2 可以看出,组分 1 和组分 2 没有分开,如果按第一组和第二组分离度公式计算,分离度居然达 到 1.5,认为他们完全分开,显然与事实不符。如果按第三组公式和新公式计算,分离度为 1.44,符合两 组分没有完全分开的实际情况。组分 3 和组分 4 刚刚完全分离开,如果按第一组和第二组分离度公式计算, 有些公式计算的分离度结果居然还小于 1.5,认为他们没有分开。按第三组公式和新公式计算,分离度结 果为 1.64,说明两组分完全分离。组分 5 和组分 6 完全分离开,用第一组公式和第二组公式计算分离度结 果与分离度定义公式计算的结果也有一定差别,但不明显。第三组公式和新公式,计算的分离度结果与分 离度定义公式计算的结果一致。
摘要1:推导出一个新的分离度公式,新公式既保证了计算分离度结果的准确性,同时又体现了分离度与柱效,容
量因子和分离因子三者之间的相互关系。
关键词:色谱;分离度公式;柱效
中图分类号:O658
文献标识码:A
文章编号:1007-984X(2007)04-0001-04
分离度和柱效是色谱学中的两个重要概念。柱效用于描述在特定操作条件下分离系统的总体分离能力, 是评价整个色谱分离系统的主要参数之一。分离度是描述两种组分被分离程度的指标,其不仅与柱性能有 关,也与样品的结构、性质有关。不同柱系统对特定结构样品的分离选择性不同,可能导致分离度有很大 的差异。
1.44
1.44
1.44
第二对组分 RS 1.64
1.97
1.40 (N3 )2.00 (N4)1.54 (N3 )1.81 (N4)1.39 (N3 )1.90 (N4)1.46 (N3 )1.90 (N4)1.46 (N3)1.90 (N4)1.46
1.64
1.64
1.64
·3·
第三对组分 2.67
第4期
定 义 式
第 1 组
第 2 组
第 3 组
一个新的色谱分离度公式
表 2 分离度公式汇总及应用
分离度公式
文献
第一对组分 RS
RS
=
t2 − t1 w1 / 2 + w2
/2
[1]
1.44
Rs=
N1 (a −1) k1
4
1 + k1
Rs =
N2 ( a −1) k2 4 a 1+ k2
Rs =
N (a −1) k
2.75
2.60 (N5 )2.79 (N6)2.92 (N5)2.46 (N6)2.57 (N5 )2.61 (N6)2.73 (N5)2.61 (N6)2.73 (N5)2.61 (N6)2.73
2.67
2.67
2.67
新 公
Rs =
N × (a −1) × k1 =
4
k +1
N × a −1× k2 4 a k +1
常见的分离度公式很多,按不同分离度公式计算庆大霉素 注射液中这三对相邻组分的分离度,计算结果,加以系统汇总见 表 2。
图 2 庆大霉素注射液的实际分离色谱图
分类分组 第一对组分 第二对组分 第三对组分
组分编号 组分 1 组分 2 组分 3 组分 4 组分 5 组分 6
死时间 t0(min) 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50
已知分离因子 a = k2 / k1 ,则: k2 − k1 = k1a − k1 。令 k = (k1 + k2 ) / 2 ,整理式(2)得
t1 + t2
t1 + t2
Rs
=
2 w1 + w2
× k1a − k1 k +1
=
2 w1 + w2
× (a −1) × k1 k +1
2
2
(3)
收稿日期:2007-03-21 基金项目:国家自然科学基金资助(20675083)。 作者简介:余盛刚(1974-),湖北英山人,齐齐哈尔大学 2005 级分析化学专业硕士研究生,Email:weibingzhang@。
·4·
齐齐哈尔大学学报
2007 年
[11] Suematsu , K.,and Okamoto,T., [J] .Chromatogr.sci.,1989,27:13~17 [12] Eppert, G.. , [J] Z.Chem.,1986,26:325
A New resolution equation YU Sheng-gang1,2, WEI Yuan-long3, LI Tong2,3, ZHANG Wei-bing1,3
(t2 + t1) / 2 = t0 (k1 + k2 + 2) / 2 ,这样式(1)可以被改写成:
t1 + t2
t1 + t2
RS =
2 w1 + w2
2
×
(
(k2 k1 +
2
− k1)t0 k2 + 1)t0
=
2 w1 + w2
×
k2 − k1 k1 + k2 + 1
2
2
(2)
图 1 两组分的分离色谱图
4
1+ k
Rs =
N ( a −1) k 4 a 1+ k
Rs =
N (a −1) k 2 a +1 1+ k
Rs =
N (a −1) k1
4
1+ k
Rs =
N ( a −1) k2 4 a 1+ k
Rs =
N a −1 k ()
2 a +1 1+ k
Rs =
N1
a (
−1 )
2k
2
a +1 (1 + k1 ) + (1 + k2 )
Abstract: A new resolution equations are compared with others previously introduced and are shown to be considerably more accurate than the most commonly employed resolution equations . The new equation are identical in form with the most commonly employed equations ,a distinct advantage over previously introduced alternatives. Key words: chromatography, resolution equation, column efficiency
88:26 [3] Foley , J. P., [J]. Analyst ,1991,116:1275~1279 [4] 张玉奎,张维冰,邹汉法. 分析化学手册(第 2 版)第六分册:液相色谱分析[M]. 北京:化学工业出版社,2000. [5] Knox, J. H., J.Chem.soc.,1961,1: 433~441 [6] Purnell, J. H., [J]. Chem .soc.,1960,2: 1268~1274. [7] Robinson, J. W. Undergraduate Instrumental Analysis, 4 rd ed[M]. New York: Marcel Dekker, 1987:421. [8] Karger,B.L ., [J].Gas Chromatogr.,1967,5: 161~169. [9] Veronika R. Mexer. Practical high liquid chromatography 4 rd ed[M] . New York : wiley &Sons , 2004: 32 [10] Said A.S., [J]. Gas Chromatogr.,1964,2:60~71
表.1 色谱峰型参数
保留时间 tR(min) 4.62
保留因子 k 0.848
4.93
0.972
9.26
2.704
9.99
2.996
12.70
4.08
14.08
4.632
柱效 N (N1) 8537.76 (N2) 7351.198 (N3)10021.633 (N4)5905.331 (N5)10322.56 (N6)11292.054
·2·
色谱分离的有效塔板数 如果定义平均有效塔板数 将式(5)带入式(3)中有
及
齐齐哈尔大学学报
Neff = 16(t / w)2
N = 16( t1 + t2 )2 w1 + w2
Rs =
N × (a − 1) × k1
4
k +1
2007 年
(4) (5) (6)
Rs =
N × a −1 × k2 4 a k +1
1 公式推导
考虑图 1 所示的色谱分离谱图。组分 1 和组分 2 的保留时间分别为