色譜分析中國藥科大學(xué)第2章色譜法的基本參數(shù)及理論(已修改)
2025-01-18 23:16 本頁面
【正文】 第二章 色譜法的基本參數(shù)及理論 一、色譜分離與保留作用 色譜的保留作用：在色譜系統(tǒng)中，當(dāng)樣品混合物被流動相帶入柱內(nèi)后，便在固定相與流動相之間不斷地進行分配平衡。不同的化合物由于他們之間理化性質(zhì)的差異，在兩相中存在量的比值也各不相同。固定相中存在量多的化合物，沖出柱子所需消耗流動相的量就多， 較慢地被從色譜柱中被洗脫出來 。流動相中存在的比例大的化合物，沖洗出柱子所需消耗流動相的量就少， 較快地被從色譜柱中被洗脫出來。這種現(xiàn)象就稱為色譜的保留作用。 圖 21 色譜分離示意圖 樣品組分在兩相間分配平衡時，其在 兩相中存在量的比值稱為容量因子(capacity factor) k’，又稱分配比（ partion ratio）或分配容量。 k’ = MSMM 式中， Ms：組分在固定相中的量， MM：組分在流動相中的量。在固定相中的量為 1 零的化合物，其 k’=0，這些組分被稱為在該色譜條件下的非保留物質(zhì)。容量因子（分配比）可通過實驗計算： k’ = MRtt39。 。即 k’為組分在固定相中消耗的時間與其在流動相中消耗的時間之比。 樣品組分在兩相中分配平衡 時，其在固定相和流動相中的濃度比稱為分配系數(shù)（ partion factor），分配系數(shù)以 K 表示。其公式如下： Ms ccK ?? 組分在流動相中的濃度組分在固定相中的濃度 K = mmSS VM VM // = k’ SmVV 式中， Ms/Vs 為樣品組分在固定相中的濃度， Mm/Vm為樣品組分在流動相中的濃度。 分配系數(shù)大的組分保留時間長（色譜的保留作用強），分配系數(shù)小的組分保留時間短（色譜的保留作用弱）。 K = k’ SmVV = k’ β 式中 β = SmVV 稱為相比率，即 色譜柱中流動相體積與固定相體積之比。例在毛細管 GC 中壁涂空心柱的 相比為： β = 固定相體積（柱中）流動相體積（柱中） = dfrl lr???22 = dfr2 2 式中 r 為 毛細管柱橫截面的半徑， df為柱內(nèi)壁固定液的膜厚。 二、保留值 1. 保留時間與保留體積 保留時間（ tR）：從進樣到柱后出現(xiàn)濃度最大值所需的時間。 保留體積（ VR）：從進樣到柱后出 現(xiàn)濃度最大值所需消耗流動相的體積。 VR = tR Fc (Fc 為流動相的流速 ) 實驗中 Fc 值的求法： ① HPLC 直接從儀器讀取 ② GC 采用皂膜流量計在柱后測得 3 2. 死時間（ tM）和死體積（ VM） t M：不保留物質(zhì)從進樣開始到柱后出現(xiàn)濃度最大值所需時間。 VM：不保留物質(zhì)從進樣開始到柱后出現(xiàn)濃度最大值所需消耗流動相的體積。 在以甲醇 水系統(tǒng)為流動相的反相 HPLC 中，甲醇峰的保留時間可近似看作死時間。在 GC 中，空氣峰（ GCECD 中）的保留時間和甲 烷峰（ GCFID 中）的保留時間可近似看作死時間。 （ 1） GC 中 tM的準確求算方法： tM = )()()(2)()()(2 nRinRinR nRinRinR ttt ttt ?? ?? ?? ?? 式中 tR（ n+i） 、 tR（ n） 、 tR（ ni） 為同系物（如正構(gòu)烷烴）中間隔碳原子數(shù)相等的組分的保留時間。 Cn – Cni = Cn+i – Cn （ 2） HPLC 中 tM的測法： 將流動相中溶劑峰峰的保留時間可近似看作死時間。 3. 調(diào)整保留時間（ tR’）和調(diào)整保留體積（ VR’） tR’為扣除死時間的保留值 tR’ = tR tM VR’ = VR – VM k’ = tR’/ tM 柱 后 載氣 肥皂液 10 20 30 4 4. 相對保留值（ relative retention volume） 相對保留值γ 1,2 為被測組分的調(diào)整保留時間 tR’1 與標準物的調(diào)整保留時間 tR’2之比。其公式如下： γ 1,2 = 39。39。21RRtt = 39。39。21RRVV = 39。39。21RRkk = 21KK （ k’ = tR’/ tM） 式中腳注號 1 表示被測物， 2 表示標準物。 采用相對保留值，是為了消除某些操作條件，如流速和固定液流失等對保留值的影響。相對保留值中標準物可以是被測樣品中的某一組分，也可以是人為地加入的某一化合物。γ 1,2僅為柱溫、固定液性質(zhì)的函數(shù)，而與其他實驗條件無關(guān)。γ 1,2作為定性指標的缺點是標準物不統(tǒng)一，其數(shù)值隨標準物的不同而不同。 5. 保留指數(shù)（用于 GC） 保留指數(shù)（ retention index）又稱為柯瓦指數(shù)（ Kovats index），是使用最廣 泛并被國際上公認的定性指標，它具有重現(xiàn)性好（精度可達177。 指數(shù)單位），標準物統(tǒng)一及溫度系數(shù)小等優(yōu)點。鑒于相對保留值存在標準物不統(tǒng)一，測量精度不夠高等問題。 Kovats 提出了統(tǒng)一用正構(gòu)烷烴系列作為標準物。把保留指數(shù)定義為： I x = 100 39。lg39。lg 39。lg39。lg
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