实验室分析方法--气相色谱色谱柱的性能评价
制备好的色谱柱常用以下几个指标来评价其性能好坏。
一、分离能力
1.塔板数
(1)塔板数N塔板数是评价柱效的主要指标,塔板数的计算可依据表1中的公式,其中柱效计算时色谱峰上的关键点见图1。
图一
表1
塔板数N= | 参数 | 标准偏差 |
2Π(tRh/A)2 4(tR/wi)2 5.55(tR/wh)2 16(tR/wb)2 | 保留时间tR、峰面积A、峰高h 保留时间tR、拐点处峰宽(0.607h)wi 保留时间tR、半高峰宽wh 保留时间tR、基线密度wb | A/h(2Π)1/2 wi/2 wh(8ln2)1/2 wb/4 |
(2)有效塔板数Neff为了消除色谱.柱中死体积对柱效的影响,在比较色谱柱的实际分离性能时,常使用Neff。
式中Neff一有效塔板数;
v‘R一调整保留体积;
t’R一调整保留时间;
wb—基线宽度。
(3)理论塔板数Nne当两物质的分离因子α、容量因子k已知,要使它们的分离度达到Rs,要求色谱柱的Nne为:
2.总分离效能
分离度是把柱效率和溶剂效率结合在一起的参数,是表示色谱柱在一定的色谱条件下对混合物综合分离能力的指标。
分离度Rs为:
式中t‘R1,t’R2一一分别为第一个和第二个物质的调整保留时间;
wb1,wb2分别为第一个和第二个物质的基线宽度。
半峰宽分离度R1/2为:
式中
t‘R1,t’R2一一分别为第一个和第二个物质的调整保留时间;
wb1,wb2分别为第一个和第二个物质的半峰宽。
3.分离数SN
分离数是在碳原子数为n和n+1的两个相邻标准同系物的峰之间,使分离度达到时可插入组分峰的数目。计算公式为:
式中 tR1,tR2分别为碳原子数为n和n+1的两个标准同系物的保留时间;
wb1,wb2分别为第一个和第二个物质的半高峰宽。
4.涂渍效率CE
该指标表征的是最佳条件下空心柱柱效达到理想化的程度。非极性柱的涂渍效率一般在90%~100%,而极性柱只在60%~70%。
式中Hmin--最小理论塔板高度
H一理论塔板高度。
(塔板高度计算公式见前面章节)
二、毛细管柱的活性
毛细管柱的活性最明显的表现是玻璃或石英柱内壁对被测组分产生的可逆吸附,可导致峰的扩宽或拖尾,响应值减小。采用Grob的测试方法이,一次实验可以得到柱子的综合性能信息,由于该方法条件标准化,适用于不同类型不同固定液柱子的性能评价,所得结果可以直接比较。
可用拖尾因子和不对称因子来考察毛细管柱的活性:
1. 拖尾因子TF
式中,a、b表示从色谱峰顶向基线作垂线,把10%峰高处的峰宽分成两部分,前半部分为a,后半部分为b。
2. 不对称因子As
式中,a、b表示从色谱峰顶向基线作垂线,把10%峰高处的峰宽分成两部分,前半部分为a,后半部分为b。
TF越大说明拖尾越严重。不对称因子As是对峰对称性的描述,当As>1时为拖尾峰,As<1时为前延峰。