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液相色谱分配层析原理yu理论塔板数是什么含义

作者:深圳三利公司杨杰  转载自:  发布日期:2014-7-10

液相色谱分配层析原理yu理论塔板数是什么含义

 

分配定律:当一种溶质在互不相溶的两种溶剂中分配时,在一定的温度条件下达到平衡,溶质在两相中的浓度比值为一个常数,及分配系数(Kd

Kd=cA/cB

有效分配系数Keff

            Keff= 某一物质在A相中的总量/某一物质在B相中的总量

         Keff=cA×VA/ cB×VB =Kd×RV

                    

可见KeffRV相关,溶质的有效分配系数可以调整两相的体积比而加以改变。

 

分配层析实例

 

1.取一系列的试管,称为分溶管,向其中的第1号管加入互不相溶的两种溶剂,A溶剂为上相,作为流动相,B溶剂为下相,作为静止相,并假设上下两相的体积相等。

2.加入物质YKd=1)和物质ZKd=3)的混合物(假设总量各64份),各组分物质将按自身的分配系数在上下相中进行分配。

3.达到平衡后,将上相转移到2号管内,其中含有相同体积的新下相。从第1号管转移来的样品将在第2号管的上下相中再次分配。

4.重复步骤3.

 

 


从分溶曲线可以看出,分配系数大的物质ZKd=3)沿一系列的分溶管的移动速度要比分配系数小的物质YKd=1)快。

从分溶曲线还可以看出,每种物质在一系列的分溶管中是相当集中的,分溶曲线呈峰形,因此只要使用足够数目的分溶管继续进行分配,就可以使两个峰彼此完全分开。

一定量的某种溶质在溶剂系统中的分配时,转移次数越多,及分溶管数越多,其分溶曲线的峰形就越窄而高,越有利于混合物种的各物质的分离。

层析柱中,转移次数称为理论塔板数。

 

理论塔板数(theoretical plate numberN,色谱的柱效参数之一,用于定量表示色谱柱的分离效率(简称柱效)。N取决于固定相的种类、性质(粒度、粒径分布等)、填充状况、柱长、流动相的种类和流速及测定柱效所用物质的性质。

1 基本介绍

  理论塔板数=5.54(保留时间/半高峰宽)2 (2是平方)

  柱效率用理论塔板数定量地表示:N=16*t/w 2。其中,t是溶质从进样到z大洗脱峰出现的时间,w为该溶质的洗脱峰在基线处的宽度。

  在一色谱柱中用相同的洗脱条件时候,不同化合物的滞留时间与其洗脱峰宽度之比接近常数。因此理论塔板数大的色谱柱效率高。

  当然,N的大小和柱子长度有密切关系:理论塔板高度H=柱长/N,用H可以衡量单位长度的色谱柱的效率,H越小,则色谱柱效率越高。。。

  N为常量时,WtR成正比例变化。在一张多组分色谱图上,如果各组份含量相当,则后洗脱的峰比前面的峰要逐渐加宽,峰高则逐渐降低。

  用半峰宽计算理论塔板数比用峰宽计算更为方便和常用,因为半峰宽更容易准确测定,尤其是对稍有拖尾的峰。

  N与柱长成正比,柱越长,N越大。用N表示柱效时应注明柱长,,如果未注明,则表示柱长为1米时的理论塔板数。(一般HPLC柱的N1000以上。)

  若用调整保留时间(tR’)计算理论塔板数,所得值称为有效理论塔板数(N有效或Neff=16(tR/W)2

2 解决方法

  理论塔板数下降后可以考虑色谱柱再生

2.1 1.反相柱

  分别用甲醇:=90:10,纯甲醇(HPLC*棘),异丙醇(HPLC*棘),二氯甲烷(HPLC*棘)等溶剂作为流动相,依次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的色谱柱体积.然后再以相反的次序冲洗.

2.2 2.正相柱

  分别用正己烷(HPLC*棘),异丙醇(HPLC*棘),二氯甲烷(HPLC*棘),甲醇(HPLC*棘)等溶剂做流动相,顺次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的柱体积(异丙醇粘度大,可降低流速,避免压力过高).注意使用溶剂的次序不要颠倒,用甲醇冲洗完后,再以相反的次序冲洗至正己烷.所有的流动相必须严格脱水.

2.3 3.离子交换柱

  长时间在缓冲溶液中使用和进样,将导致色谱柱离子交换能力下降,.用稀酸缓冲溶液冲洗可以使阳离子柱再生,反之,用稀碱缓冲溶液冲洗可以使阴离子柱再生.

  另外,还可以选择能溶解柱内污染物的溶剂为流动相做正方向和反方向冲洗.但再生后的色谱柱柱效是不可能恢复到新柱的水平的.

  如果柱子装反了,可以调回来,但可能会造成柱内担体塌陷.在不得已的情况下尽量不要反装色谱柱.



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