在范第姆特方程模型基礎(chǔ)上,根據(jù)液相色譜的特點(diǎn)作了某些修正,得到如下幾種液相色譜速率理論方程式。
1、高效液相色譜速率理論方程式:
其中渦流擴(kuò)散項(xiàng):
分子擴(kuò)散項(xiàng):
傳質(zhì)阻力項(xiàng):
其中包括:稱為流動(dòng)的流動(dòng)相中傳質(zhì)阻力系數(shù),稱為滯留的流動(dòng)相中的傳質(zhì)阻力系數(shù),稱為固定相中的傳質(zhì)阻力系數(shù)。
高效液相色譜速率理論方程詳細(xì)表達(dá)式:
式中,
dp——色譜柱填料平均粒徑;
df——固定相有效液膜厚度;
U——流動(dòng)相平均流速;
Dm——組分分子在流動(dòng)相中的擴(kuò)散系數(shù);
Ds——組分分子在固定相中的擴(kuò)散系數(shù);
wm——由色譜柱和填充的性質(zhì)所決定的系數(shù);
ws——與容量因子k有關(guān)的系數(shù);
wsm——與顆粒微孔中被流動(dòng)相所占據(jù)部分的分?jǐn)?shù)以及容量因子k有關(guān)的系數(shù)。其余符號(hào)含義同前面。
從上式中可以看出,液相色譜和氣象色譜的速率方程式基本一致,主要區(qū)別在于液相色譜中影響柱效的主要因素是傳質(zhì)阻力項(xiàng),而份子擴(kuò)散項(xiàng)對(duì)柱效的影響不像氣相色譜那樣明顯。
2.吉丁斯修正速率理論方程式:
吉丁斯認(rèn)為流動(dòng)相流速對(duì)渦流擴(kuò)散項(xiàng)影響較大,對(duì)范第姆特方程修正如下:
式中為渦流擴(kuò)散項(xiàng),相當(dāng)于上式的含義。
一、流動(dòng)池內(nèi)有氣泡:
如果有氣泡連續(xù)不斷地通過流動(dòng)池,將使噪音增大。如果氣泡較大,會(huì)在基線上出現(xiàn)許多線狀峰。這是由于系統(tǒng)內(nèi)有氣泡,需要對(duì)流動(dòng)相進(jìn)行充分的除氣,檢查整個(gè)色譜系統(tǒng)是否漏氣,再加大流量驅(qū)除系統(tǒng)內(nèi)的氣泡。
二、流動(dòng)池被污染:
無(wú)論參比池或樣品池被污染,都可能產(chǎn)生噪音或基線漂移,要注意溶劑的互溶性。如果污染嚴(yán)重,需要依次采用1mol/L硝酸、水和新鮮溶劑沖洗,或取出池體進(jìn)行清洗,或更換窗口。
三、光源燈出現(xiàn)故障:
紫外或熒光檢測(cè)器的光源燈使用到極限或者不能正常工作時(shí),可能產(chǎn)生嚴(yán)重噪音,基線漂移,出現(xiàn)平頭峰等異常峰,甚至使基線不有回零,這時(shí)需要更換光源燈。
四、倒峰:
倒峰的出現(xiàn)可能是檢測(cè)器的極性接反,改正后即可變成正峰。
用示差折光檢測(cè)器時(shí),如果組分的折光指數(shù)低于流動(dòng)相的折光指數(shù),會(huì)出現(xiàn)倒峰,需要選擇合適的流動(dòng)相。
如果流動(dòng)相中含有紫外吸收的雜質(zhì),使用紫外檢測(cè)器時(shí),無(wú)吸收的組分會(huì)產(chǎn)生倒峰,因此,必須用高純度的溶劑作流動(dòng)相。
液相色譜儀的應(yīng)用,可用于高沸點(diǎn)、熱穩(wěn)定性差以及具有生理活性物質(zhì)的分析。一般來(lái)說(shuō),沸點(diǎn)在450℃以下,相對(duì)分子質(zhì)量小于450的有機(jī)物可用液相色譜儀分析,但這些物質(zhì)只占有機(jī)物的15%~20%,其余的80%~85%有機(jī)物原則上都可采用高效液相色譜儀分析。
色譜柱的使用和維護(hù),色譜柱的正確使用和維護(hù)十分重要,稍有不慎就會(huì)降低柱效、縮短使用壽命甚至損壞。
在色譜操作過程中,需要注意下列問題,以維護(hù)色譜柱。調(diào)節(jié)流速太快,避免壓力和溫度的急劇變化及任何機(jī)械震動(dòng)。溫度的突然變化或者使色譜柱從高處掉下都會(huì)影響柱內(nèi)的填充狀況;柱壓的突然升高或降低也會(huì)沖動(dòng)柱內(nèi)填料,因此在調(diào)節(jié)流速時(shí)應(yīng)該緩慢進(jìn)行,在閥進(jìn)樣時(shí)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)不能過緩。
反沖色譜柱,一般說(shuō)來(lái)色譜柱不能反沖,只有生產(chǎn)者指明該柱可以反沖時(shí),才可以反沖除去留在柱頭的雜質(zhì)。否則反沖會(huì)迅速降低柱效,預(yù)柱和保護(hù)柱,選擇使用適宜的流動(dòng)相(尤其是pH),以避免固定相被破壞。
有時(shí)可以在進(jìn)樣器前面連接一預(yù)柱,分析柱是鍵合硅膠時(shí),預(yù)柱為硅膠,可使流動(dòng)相在進(jìn)入分析柱之前預(yù)先被硅膠“飽和”,避免分析柱中的硅膠基質(zhì)被溶解。
避免將基質(zhì)復(fù)雜的樣品尤其是生物樣品直接注入柱內(nèi),需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理或者在進(jìn)樣器和色譜柱之間連接一保護(hù)柱。保護(hù)柱一般是填有相似固定相的短柱。保護(hù)柱可以而且應(yīng)該經(jīng)常更換。
液相色譜儀的基本結(jié)構(gòu),由輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等組成。
工作原理,利用混合物各組分在固定相和流動(dòng)相中溶解、分配或吸附等化學(xué)作用性能的差異,使各組分在作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩相中反復(fù)多次受到上述各作用力而達(dá)到相互分離。
從液相色譜儀工作流程中看到,色譜柱是實(shí)現(xiàn)分離的核心部件,要求柱效高、柱容量大和性能穩(wěn)定。柱性能與柱結(jié)構(gòu)、填料特性、填充質(zhì)量和使用條件有關(guān)。
色譜填料:經(jīng)過制備處理后,用于填充色譜柱的物質(zhì)顆粒,通常是5-10粒徑的球形顆粒。
色譜柱管:內(nèi)部拋光的不銹鋼管。典型的液相色譜分析柱尺寸是內(nèi)徑4.6mm,長(zhǎng)250mm。
色譜柱:也稱固定相,是將色譜填料填充到色譜柱管中所構(gòu)成的,色譜柱的填充,干法填充:在硬臺(tái)面上鋪上軟墊,將空柱管上端打開垂直放在軟墊上,用漏斗每次灌入50-100mg填料,然后垂直臺(tái)面墩10-20次。
濕法填充:又稱淤漿填充法,使用專門的填充裝置。