液相色譜儀分析中引起色譜峰展寬的因素
2021-09-02 16:33
液相色譜儀是一類(lèi)分離與分析技術(shù)，根據固定相是液體或是固體，又分為液-液色譜(LLC）及液-固色譜(LSC），如紙、薄板和填充床等。在色譜技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中．為了區分各種方法，根據固定相的形式產(chǎn)生了各自的命名，如紙色譜、薄層色譜和柱液相色譜?，F代液相色譜儀由高壓輸液泵、進(jìn)樣系統、溫度控制系統、色譜柱、檢測器、信號記錄系統等部分組成。與經(jīng)典液相柱色譜裝置比較，具有高效、快速、靈敏等特點(diǎn)。
液相色譜儀分析中引起色譜峰展寬的因素有渦流擴散、分子擴散、傳質(zhì)阻力和柱外效應等。
一、渦流擴散：
當樣品注入全多孔微粒固定相填充柱后，在液體流動(dòng)相驅動(dòng)下，樣品分子不可能沿直線(xiàn)運動(dòng)，而是不斷改變方向，形成紊亂似渦流的曲線(xiàn)運動(dòng)。由于樣品分子在不同流路中受到的阻力不同，而在色譜柱中的運行速度有快有慢，加上運行路徑的長(cháng)短不一致，使其到達柱出口的時(shí)間不同，因此引起色譜峰展寬。
對于空心毛細管柱，渦流擴散項A=0。
二、分子擴散：
縱向分子擴散是由于濃度梯度引起的。當樣品被注入色譜柱時(shí)，呈“塞子”狀分布。隨著(zhù)流動(dòng)相的推進(jìn)，“塞子”因濃度梯度而向前后自發(fā)地擴散，使色譜峰展寬。
組分分子在液體中的擴散系數DL≈105cm2/s，組分分子在氣體中的擴散系數Dg≈101cm2/s，DL<<Dg。當采用液體作流動(dòng)相時(shí)，分子擴散項系數B≈0。
三、傳質(zhì)阻力：
傳質(zhì)阻力包括移動(dòng)流動(dòng)相傳質(zhì)阻力、滯留流動(dòng)相傳質(zhì)阻力和固定相傳質(zhì)阻，因傳質(zhì)阻力的存在，使分配不能瞬間達至平衡，因此產(chǎn)生色譜峰展寬。
1、移動(dòng)流動(dòng)相傳質(zhì)阻力：
在固定相顆粒間移動(dòng)的流動(dòng)相對處于不同層流的流動(dòng)相分子具有不同的流速，溶質(zhì)分子在緊挨固定相顆粒邊緣的流動(dòng)相層流中的移動(dòng)速度比在中心層流中的移動(dòng)速度慢，因而引起色譜峰展寬。同時(shí)，有些溶質(zhì)分子也會(huì )從移動(dòng)快的層流向移動(dòng)慢的層流擴散（徑向擴散），使不同層流中溶質(zhì)分子的移動(dòng)速度趨于一致而減少色譜峰展寬。
2、滯留流動(dòng)相傳質(zhì)阻力：
色譜柱中填充的全多孔微粒固定相顆粒內部的孔洞中充滿(mǎn)了滯留流動(dòng)相，溶質(zhì)分子在滯留流動(dòng)相中的擴散會(huì )產(chǎn)生傳質(zhì)阻力。對僅擴散到孔洞中滯留流動(dòng)相表層的溶質(zhì)分子僅需移動(dòng)很短的距離，就能很快地返回到固定相顆粒間流動(dòng)的主流路。而擴散到孔洞中滯留流動(dòng)相較深處的溶質(zhì)分子，會(huì )消耗更多的時(shí)間停留在孔洞中，當其返回到主流路時(shí)會(huì )引起色譜峰展寬。
3、固定相傳質(zhì)阻力：
溶質(zhì)分子由兩相界面到固定相內部進(jìn)行分配又返回兩相界面的過(guò)程中受到的阻力。
固定相的微孔小且深時(shí)，擴散不易進(jìn)行，傳質(zhì)速率慢，對色譜峰展寬影響較大。減小固定相的顆粒粒度和增大孔徑是提高柱效的主要手段。
四、柱外效應：
1、柱前峰展寬：由進(jìn)樣器和進(jìn)樣器到色譜柱的連接管的死體積引起的色譜峰展寬。柱頭直接進(jìn)樣，色譜峰的不對稱(chēng)性和柱效明顯改善。
2、柱后峰展寬：由柱后連接管和檢測器的死體積引起的色譜峰展寬。
