色譜儀分離度下降如何解決

    色譜儀分離度又稱(chēng)分辨率，用來(lái)表征兩個(gè)相鄰色譜峰的分離程度，用R表示。R等于相鄰色譜峰保留時(shí)間之差與兩色譜峰峰寬均值之比。計算公式為：

    R越大，表明相鄰兩組分分離越好。一般說(shuō)當R＜1時(shí)，兩峰有部分重疊；當R=1.0時(shí)，分離度可達98%；當R=1.5時(shí)，分離度可達99.7%。通常用R=1.5作為相鄰兩組分已*分離的標志。當R＝1時(shí)，稱(chēng)為4σ分離，兩峰基本分離，裸露峰面積為95.4%，內側峰基重疊約2%。R＝1.5時(shí)，稱(chēng)為6σ分離，裸露峰面積為99.7%。R≥1.5稱(chēng)為*分離?！吨袊幍洹芬幎≧應大于1.5。為了判斷分離物質(zhì)對色譜柱在色譜柱中的分離情況，常用分離度作為柱的總分離效能指標，

從塔板理論可以推論出：

    從這里我們可以清晰地看到影響分離度R的因素只有三個(gè)，即：兩臨近組分的分配系數（容量因子）之差ΔK、平均分配系數K、柱理論塔板數n。因此分離度R與柱長(cháng)L（或柱理論塔板數n）的平方根成正比，與分配系數之差ΔK成正比，與平均分配系數K成反比。分配系數與固定相的性質(zhì)、厚度及柱溫有關(guān)：①與樣品極性相似的固定相，分配系數大；②固定液液膜厚度增加，分配系數增大；③溫度降低，分配系數增加。

    因此我們僅從塔板理論來(lái)看，載氣流速并不影響分離度R的。我們知道，這并不符合我們的實(shí)際經(jīng)驗。事實(shí)上，分離度R與載氣流速是密切相關(guān)的。為什么會(huì )出現這個(gè)情況呢？這是因為塔板理論的四個(gè)假設并不成立，存在偏差。為了修正這些偏差，1956年荷蘭人Van Deemter提出了速率理論。
    速率理論是對塔板理論的一個(gè)修正。范第姆特方程（Van Deemter equation）在色譜學(xué)中是綜合考慮了分離過(guò)程中引起峰展寬的物理因素、動(dòng)力學(xué)因素和熱力學(xué)因素后得到的單位柱長(cháng)的總峰展寬與流動(dòng)相流速的關(guān)系式。
    一般來(lái)說(shuō)，影響峰展寬的因素包括多路徑效應，擴散（縱向和橫向）與固定相和流動(dòng)相間的傳質(zhì)阻力。通常用理論塔板高度來(lái)表示色譜分離過(guò)程中的峰展寬。范德姆特方程呈雙曲形函數的形式，表明流動(dòng)相的流速存在一個(gè)*值，在該點(diǎn)柱效zui高。范第姆特方程zui常用的形式如下式所示，該式直觀(guān)地反映了流動(dòng)相流速對于分離的影響。

式中H 為理論塔板高度，A， B，C為常數，μ表示流動(dòng)相的流速。

    A項反映的是被分析物在填充柱中可能采取不同的路徑，因而經(jīng)過(guò)的路程也不一樣長(cháng)，引起色譜峰的展寬，這就是“多路徑效應”。在毛細管開(kāi)管柱中不存在多路徑效應，這一項為零。
B/μ表示的是因為色譜柱各部分存在濃差而引起的縱向擴散帶來(lái)的峰展寬。
Cμ表示達到固定相與流動(dòng)相的平衡之后由于在固定相與流動(dòng)相傳質(zhì)存在著(zhù)阻力引起的峰展寬。

范第姆特方程的完整形式如下：

式中：

λ 是一個(gè)與柱內填料粒度均一性與填充狀態(tài)有關(guān)的常數；
dp 為填料的粒徑；
G、ω和R 為常數；
Dm 是被分析物在流動(dòng)相中的分子擴散系數，與載氣的性質(zhì)和柱溫有關(guān)；
dc 是毛細管的直徑；
df 是固定相的膜厚度；
Ds 是被分析物在固定相中的分子擴散系數，與固定相的性質(zhì)有關(guān)。
 

    由以上相關(guān)理論可以推論出，色譜柱的分離度與色譜柱的長(cháng)度、固定相的性質(zhì)、液膜厚度、載氣流速和性質(zhì)、柱溫均有關(guān)系。
①分離度R與柱長(cháng)L的平方根成正比，因此，采用較長(cháng)的色譜柱可以獲得更高的分離度，但相應的分析時(shí)間也會(huì )延長(cháng)。而且色譜柱越長(cháng)壓降越大，柱過(guò)長(cháng)會(huì )增大進(jìn)出口壓力比，相反會(huì )降低分離度。
②固定相的性質(zhì)與分析物越相似，分離度越高；
③從上述公式中可以看出，液膜厚度的增加會(huì )導致塔板高度的增加，柱理論塔板數降低，同時(shí)還會(huì )增加分析物在固定相中的分配系數，理應導致分離度降低，但事實(shí)上，在分配系數增加的同時(shí)，ΔK增加更為顯著(zhù)，所以液膜厚度的增加能提高分離度；
④分子質(zhì)量大的載氣（N₂、Ar）的優(yōu)點(diǎn)是擴散作用小，缺點(diǎn)是在柱中壓降大、流速慢，即分析周期長(cháng)。分子量較小的載氣（H₂、He）傳質(zhì)阻力小，有利于提高分析速度，但濃度較高的介質(zhì)易在其間形成擴散，影響分離度，所以在實(shí)際測量中H₂、He氣體一般都用于介質(zhì)濃度較低的區域并提高其流速，減少擴散的影響。
⑤色譜柱存在一個(gè)*載氣流速，但實(shí)際分析中為縮短分析時(shí)間，流速通常稍大于*流速。
⑥提高柱溫能提高分析物在流動(dòng)相和固定相中的擴散系數，降低傳質(zhì)阻力，加快分析速度，同時(shí)使色譜峰變窄變高，但會(huì )導致分離度的下降。
⑦此外，色譜分離是樣品在固定相和流動(dòng)相中反復分配的過(guò)程，過(guò)載后本來(lái)該進(jìn)入固定相的樣品在固定相上得不到保留（例如：本來(lái)在這點(diǎn)有50%的樣品能保留在固定相上，現在只能保留30%，因為固定相上樣品飽和了），就被流動(dòng)相推著(zhù)往前走，因此造成了保留變化（主要是分配系數發(fā)生了改變），因此進(jìn)樣量與分離度也是有關(guān)系的。
因此，引起分離度降低的原因可能有：a.載氣流速設置不當；b.柱溫設置不當；c.色譜柱受到污染，柱效下降；d.進(jìn)樣量太大；e.樣品的濃度發(fā)生改變。
 

色譜儀分離度下降如何解決
①載氣流速設置不合理，可以通過(guò)降低載氣流速來(lái)提高分離度；
②柱溫設置不當，降低柱溫，或改用程序升溫；
③色譜柱受污染，應清洗柱子；
④減少進(jìn)樣量，提高進(jìn)樣技術(shù)；
⑤提高氣化室溫度；
⑥減少系統的死體積，主要是色譜柱要連接到位，毛細管色譜柱要分流，選擇合適的分流比。