更新:10 APR 2016
参考教材:《仪器分析》南京大学版
典型色谱流出曲线
一、基本参数
1.基线
图中\(OO’\)线,应为水平直线。
在本文中横坐标视为时间,纵坐标视为检测浓度信号。
2.死时间\(t_o\)
不被固定相吸附或溶解的组分,多为初始气体如空气。
3.保留时间\(t_R\)
组分从进样开始到色谱峰顶所对应的时间。
4.调整保留时间\(t’_R\)
待测组分(“滞留组分”)比非滞留组分停留多出的时间。\(t’_R=t_R-t_o\)
5.峰高\(h\)
色谱峰顶到基线的垂直距离。
6.标准偏差\(\sigma\)
正态分布曲线两侧拐点之间距离的一半,即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。反映谱带展宽的程度。
7.半峰宽\(W_{1/2}\)
色谱峰高一半处的宽度。\(W_{1/2}=2\sigma\sqrt{2\ln 2}\)
8.峰底宽\(W_b\)
从色谱流出曲线两侧拐点所作的切线与基线交点之间的距离。\(W_b=4\sigma\)
9.描述曲线
\(c=\dfrac{m}{F\sigma\sqrt{2\pi}}exp\left[-\dfrac{1}{2}\left(\dfrac{t-t_R}{\sigma}\right)^2\right]\)
m:组分质量
F:流动相的体积速度
二、塔板理论
1.保留体积/保留值
组分的保留体积即组分保留时间内流过的流动相体积。定义式\(V_R=t_R\times F_c\)
注意流速增大保留时间随即减小,保留体积不变。
相应有死体积\(V_m\)和调整保留时间\(V’_R\)。也与流速无关。
保留值可以由保留时间、保留体积或相对保留值(见后)表示。
2.线速度
组分的线速度\(r=\dfrac{L}{t_R}\)
流动相的线速度\(u=\dfrac{L}{t_o}\)
\(L\)为柱长。
3.基本保留方程
保留时间取决于柱长、流动相速度、分配系数与两相体积。
\(t_R=t_o(1+k’)=\dfrac{L}{u}\left(1+K\dfrac{V_s}{V_m}\right)\)
由于\(t_R\)等可以事先确定或由图得到,由此也可以确定分配比\(k’\)。
\(k’=\dfrac{t_R-t_o}{t_o}=\dfrac{t’_R}{t_o}\)
两组分的相对保留值\(\alpha_{2,1}=\dfrac{k’_{(2)}}{k’_{(1)}}\) 用来讨论固定相对组分的分离能力。主要取决于固定相性质,其次是色谱柱温度。值越大选择性越高,等于1时两组分重叠。
4.理论塔板数
用来评价一根柱子的柱效。
由半峰宽:\(n=5.54\left(\dfrac{t_R}{W_{1/2}}\right)^2\)
由峰底宽:\(n=16\left(\dfrac{t_R}{W_b}\right)^2\)
塔板高度:\(H=\dfrac{L}{n}\) 其中色谱柱长为\(L\)。
三、分辨率/分离度
1.分离度定义
\(R_s=\dfrac{t_{R(2)}-t_{R(1)}}{\dfrac{1}{2}\left(W_{b(1)}+W_{b(2)}\right)}\)
即 \(分辨率=\dfrac{保留时间差}{峰底宽均值}\)
达到“基线分离”指\(R_s=1.5\)。
2.基本分离方程
分离度由理论塔板数、相对保留值、分配比决定。假定两组分色谱峰底宽相等,有
\(R_s=\dfrac{\sqrt{n_2}}{4}\cdot\dfrac{\alpha-1}{\alpha}\cdot\dfrac{k’_2}{1+k’_2}\)
其中\(n_2\)为组分2对应的理论塔板数,\(\alpha\)为两组分的相对保留值,\(k’_2\)为组分2对应的分配比。
利用分离方程可以从要求的分离度(如达到基线分离)得到需要的塔板数。