色谱峰分离度计算
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色谱分离度及其优化简介黄秋鑫(学号:200728016537055)中国科学院广州地球化学研究所摘要: 本文介绍色谱分离度的含义、影响分离度因素及常用优化离子色谱分离度方法,对实际应用色谱法有一定的启发与帮助。
关键词: 色谱法 分离度 优化一、分离度的定义分离度(resolution )又称分辨率[1],为了判断难分离物质对在色谱柱中的分离情况,常用分离度作为柱的总分离效能指标,是全面反映两峰分离程度的参数。
分离度等于相邻两峰保留时间之差与两组分色谱峰的峰底宽度之和的一半的比值: ())()()()(21B b A b A R B R t t R ωω+-= 或 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=)(21)(21)()(699.1)(2B A A R B R t t R γγ相邻两组分保留时间的差值反映了色谱分离的热力学性质;色谱峰的宽度则反映了色谱过程的动力学因素。
因此分离度概括了这两方面的因素,并定量地描述了混合物中相邻两组分的实际分离程度,因此用它作为色谱柱的总分离效能的指标。
当两峰等高,峰开对称且符合正态分布时,可以从理论上证明,若R=0.8时,分离程度89%;R=1.0时,4δ分离(峰间距4δ),分离度达98%;R=1.5时,6δ分离,分离度达99.87%。
一般采用R=1.5作为相邻两峰完全分离的标志。
图1从图1中可以看出,(c)中A/B 两峰完全分离。
实现分离的条件:相对保留值a 增大(组分分配比之差△K D 增大),分离的可能性增大,其峰间距也增大;柱效能n 增大,峰宽减小。
二、色谱基本分离方程式假设相邻两峰的峰底宽度相等,即ωb(1)=ωb(2)()()()⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∴⎪⎭⎫ ⎝⎛+===∴⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=-=-=-=+-=ααωωωωωωωωω1'1'411'1'411'1'41'1'41','1'4116','161''1'''''''2122,12,122,122)2()2(2)2()2(22,1)2()2()2()2(2,1)2()2()2()1()2()2()2()1()2()1()2()1()2(k k n r r k k n r k k n R k k n t k k n n n n t t n r t t r t t t t t t t t t R b R effeff eff b R b R effb R R b R b R R R R b R R b b R R 又 其中:n 为色谱柱效;k ’为分配比;α=r 1,2为相对保留值;t 为保留时间;t ’为相对保留时间;ω为峰宽。
高效液相色谱法:系采用高压输液泵将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱,对供试品进行分离测定的色谱方法。
注入的供试品,由流动相带入色谱柱内,各组分在柱内被分离,并进入检测器检测,由积分仪或数据处理系统记录和处理色谱信号。
1.对仪器的一般要求和色谱条件高效液相色谱仪由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器、积分仪或数据处理系统组成。
色谱柱内径一般为3.9~4.6mm,填充剂粒径为3~10μm。
超高液相色谱仪:是适应小粒径(约2μm)填充剂的耐超高压、小进样量、低死体积、高灵敏度检测的高效液相色谱仪。
(1)色谱柱反相色谱柱:以键和非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。
常见的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物等;常用的填充剂优十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。
正相色谱柱:用硅胶填充剂,或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。
常见的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰基键合硅胶等。
氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可用作反向色谱。
离子交换色谱柱:用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。
有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。
手性分离色谱柱:用手性填充剂填充而成的色谱柱。
色谱柱的内径和长度,填充剂的形状、粒径与粒径分布、孔径、表面积、键合基团的表面覆盖度、载体表面基团残留量,填充的致密与均匀程度等均影响色谱柱的性能,应根据被分离物质的性质来选择合适的色谱柱。
温度会影响分离效果,品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温,应注意室温变化的影响。
为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度,但一般不宜超过60℃。
残余硅羟基未封闭的硅胶色谱柱,流动相的pH值一般应在2~8之间。
残余硅羟基已封闭的硅胶、聚合物复合硅胶或聚合物色谱柱可耐受更广泛pH值的流动相,适合于pH值小于2或大于8的流动相。
(2)检测器最常用的检测器为紫外-可见分光检测器,包括二极管阵列检测器,其他常见的检测器有荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。
分离度与峰分离在分析化学领域中,分离度与峰分离是两个重要的概念。
它们在色谱分析、质谱分析以及其他分析技术中起着关键作用。
本文将详细介绍这两个概念,并探讨它们在实际应用中的意义和影响。
一、分离度分离度是指在分析过程中,两个相邻峰之间的距离或重叠程度。
它是衡量分离效果的重要指标之一。
分离度越高,表示两个峰之间的距离越大,样品成分得到更好的分离。
相反,分离度越低,表示两个峰之间的距离越小,样品成分分离效果较差。
分离度的计算方法有多种,其中一种常用的方法是使用峰宽和峰高来计算。
峰宽是指峰的宽度,可以通过峰的半高宽度来确定。
峰高是指峰的最大高度。
通过计算两个相邻峰的峰宽和峰高,可以得到它们之间的分离度。
分离度的高低对于分析结果的准确性和可靠性有着重要影响。
如果分离度较低,不同成分之间可能会发生重叠,导致分析结果的误差增大。
因此,在实际分析中,我们通常会采取一些措施来提高分离度,例如调整分析条件、改变柱子类型等。
二、峰分离峰分离是指在色谱分析中,不同成分在色谱图上形成的峰之间的距离。
峰分离的好坏直接影响到分析结果的准确性和可靠性。
如果峰之间的距离足够大,那么不同成分可以清晰地分离开来,分析结果更加准确。
相反,如果峰之间的距离较小,不同成分可能会发生重叠,导致分析结果的误差增大。
峰分离的好坏与分离度密切相关。
分离度越高,峰分离越好。
因此,在实际分析中,我们通常会通过调整分析条件、选择合适的柱子和优化方法等手段来提高峰分离效果。
峰分离的好坏还与样品的复杂性和分析目的有关。
对于复杂样品,可能存在大量的组分,峰之间的距离较小,峰分离较差。
这时,我们需要采取更加精细的分析方法来提高峰分离效果。
而对于简单样品,峰之间的距离较大,峰分离较好,分析结果更加准确。
总结起来,分离度与峰分离是分析化学中两个重要的概念。
它们在分析过程中起着关键作用,直接影响到分析结果的准确性和可靠性。
在实际应用中,我们需要通过调整分析条件、选择合适的柱子和优化方法等手段来提高分离度和峰分离效果,以获得更准确的分析结果。
通则0512高效液相色谱法高效液相色谱法系采用高压输液泵将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱,对供试品进行分离测定的色谱方法。
注入的供试品,由流动相带入色谱柱内,各组分在柱内被分离,并进入检测器检测,由积分仪或数据处理系统记录和处理色谱信号。
1.对仪器的一般要求和色谱条件高效液相色谱仪由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器、积分仪或数据处理系统组成。
色谱柱内径一般为3.9~4.6mm,填充剂粒径为3~10μm。
超高液相色谱仪是适应小粒径(约2μm)填充剂的耐超高压、小进样量、低死体积、高灵敏度检测的高效液相色谱仪。
(1)色谱柱反相色谱柱:以键和非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。
常见的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物等;常用的填充剂优十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。
正相色谱柱:用硅胶填充剂,或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。
常见的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰基键合硅胶等。
氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可用作反向色谱。
离子交换色谱柱:用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。
有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。
手性分离色谱柱:用手性填充剂填充而成的色谱柱。
色谱柱的内径和长度,填充剂的形状、粒径与粒径分布、孔径、表面积、键合基团的表面覆盖度、载体表面基团残留量,填充的致密与均匀程度等均影响色谱柱的性能,应根据被分离物质的性质来选择合适的色谱柱。
温度会影响分离效果,品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温,应注意室温变化的影响。
为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度,但一般不宜超过60℃。
残余硅羟基未封闭的硅胶色谱柱,流动相的pH值一般应在2~8之间。
残余硅羟基已封闭的硅胶、聚合物复合硅胶或聚合物色谱柱可耐受更广泛pH值的流动相,适合于pH值小于2或大于8的流动相。
(2)检测器最常用的检测器为紫外-可见分光检测器,包括二极管阵列检测器,其他常见的检测器有荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。
色谱峰的分离度计算公式色谱技术是一种用于分离和检测化合物的重要分析技术。
在色谱分析中,色谱峰的分离度是一个重要的指标,用于评价分离效果的好坏。
分离度的计算公式可以帮助分析人员快速准确地评价色谱分离效果,为实验结果的解释和分析提供重要参考。
分离度的计算公式如下:分离度 = (R2-R1) / (0.5(W1+W2))。
其中,R1和R2分别表示两个相邻峰的峰顶位置,W1和W2分别表示两个相邻峰的峰宽。
分离度的数值越大,表示两个相邻峰之间的分离效果越好。
色谱峰的分离度计算公式的理论基础是色谱分离原理。
色谱分离是利用不同化合物在固定相和流动相之间的分配系数不同,通过在固定相上的分配和流动相的传递来实现的。
当样品中含有多个化合物时,这些化合物在色谱柱中的分布和传递过程会导致它们在检测器中形成不同的峰。
而分离度的计算公式则是基于这些峰的位置和宽度来评价它们之间的分离效果。
分离度的计算公式的应用范围非常广泛。
在实际的色谱分析中,分离度可以用于评价不同色谱柱、不同流动相、不同分析条件等对分离效果的影响。
通过比较不同条件下的分离度,可以选择最适合的分析条件,提高分离效果和分析速度。
此外,分离度还可以用于评价不同分析方法的分离效果,指导实验设计和结果解释。
除了分离度的计算公式,还有一些与分离度相关的参数也是色谱分析中常用的指标。
比如峰高比、峰面积比等。
这些参数可以与分离度一起综合评价色谱分离效果,提高分析结果的准确性和可靠性。
在实际的色谱分析中,分离度的计算需要准确的峰顶位置和峰宽数据。
因此,对于色谱峰的峰识别和峰参数测定是非常重要的。
峰识别可以通过色谱数据处理软件实现,而峰参数测定则需要仪器操作人员具备一定的操作技能和经验。
只有准确获取了峰的位置和宽度数据,才能得到准确的分离度计算结果。
总之,色谱峰的分离度计算公式是评价色谱分离效果的重要指标。
它基于色谱分离原理,通过峰的位置和宽度来评价不同化合物之间的分离效果。
通则0512高效液相色谱法高效液相色谱法系采用高压输液泵将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱,对供试品进行分离测定的色谱方法。
注入的供试品,由流动相带入色谱柱内,各组分在柱内被分离,并进入检测器检测,由积分仪或数据处理系统记录和处理色谱信号。
1.对仪器的一般要求和色谱条件高效液相色谱仪由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器、积分仪或数据处理系统组成。
色谱柱内径一般为3.9~4.6mm,填充剂粒径为3~10μm。
超高液相色谱仪是适应小粒径(约2μm)填充剂的耐超高压、小进样量、低死体积、高灵敏度检测的高效液相色谱仪。
(1)色谱柱反相色谱柱:以键和非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。
常见的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物等;常用的填充剂优十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。
正相色谱柱:用硅胶填充剂,或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。
常见的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰基键合硅胶等。
氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可用作反向色谱。
离子交换色谱柱:用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。
有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。
手性分离色谱柱:用手性填充剂填充而成的色谱柱。
色谱柱的内径和长度,填充剂的形状、粒径与粒径分布、孔径、表面积、键合基团的表面覆盖度、载体表面基团残留量,填充的致密与均匀程度等均影响色谱柱的性能,应根据被分离物质的性质来选择合适的色谱柱。
温度会影响分离效果,品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温,应注意室温变化的影响。
为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度,但一般不宜超过60℃。
残余硅羟基未封闭的硅胶色谱柱,流动相的pH值一般应在2~8之间。
残余硅羟基已封闭的硅胶、聚合物复合硅胶或聚合物色谱柱可耐受更广泛pH值的流动相,适合于pH值小于2或大于8的流动相。
(2)检测器最常用的检测器为紫外-可见分光检测器,包括二极管阵列检测器,其他常见的检测器有荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。
高效液相色谱法的计算方法高效液相色谱法是用高压输液泵将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,经进样阀注入供试品,由流动相带入柱内,在柱内各成分被分离后,依次进入检测器,色谱信号由记录仪或积分仪记录。
1、对仪器的一般要求所用的仪器为高效液相色谱仪。
色谱柱的填料和流动相的组分应按各品种项下的规定。
常用的色谱柱填料有硅胶和化学键合硅胶。
后者以十八烷基硅烷键合硅胶最为常用,辛基键合硅胶次之,氰基或氨基键合硅胶也有使用;离子交换填料,用于离子交换色谱;凝胶或玻璃微球等,用于分子排阻色谱等。
注样量一般为数微升。
除另有规定外,柱温为室温,检测器为紫外吸收检测器。
在用紫外吸收检测器时,所用流动相应符合紫外分光光度法(附录ⅣA)项下对溶剂的要求。
正文中各品种项下规定的条件除固定相种类、流动相组分、检测器类型不得任意改变外,其余如色谱柱内径、长度、固定相牌号、载体粒度、流动相流速、混合流动相各组分的比例、柱温、进样量、检测器的灵敏度等,均可适当改变,以适应具体品种并达到系统适用性试验的要求。
一般色谱图约于20分钟内记录完毕。
2、系统适用性试验按各品种项下要求对仪器进行适用性试验,即用规定的对照品对仪器进行试验和调整,应达到规定的要求;或规定分析状态下色谱柱的最小理论板数、分离度和拖尾因子。
(1)色谱柱的理论板数(N,用于定量表示色谱柱的分离效率,简称柱效)。
在选定的条件下,注入供试品溶液或各品种项下规定的内标物质溶液,记录色谱图,量出供试品主成分或内标物质峰的保留时间tR(以分钟或长度计,下同,但应取相同单位)和半高峰宽(W h/2),按n=5.54(t R/Wh/2)2计算色谱柱的理论板数,如果测得理论板数低于各品种项下规定的最小理论板数,应改变色谱柱的某些条件(如柱长、载体性能、色谱柱充填的优劣等),使理论板数达到要求。
(2) 分离度(R)定量分析时,为便于准确测量,要求定量峰与其他峰或内标峰之间有较好的分离度。
色谱柱的分离度可以通过理论板数(theoretical plates)来计算,常用的计算公式是凯奇方程(Van Deemter equation)。
凯奇方程可以表示为:
H = A + B/u + Cu
其中,
H 为分离度(分离因子),
A 是固定相的贡献,代表分子扩散的效应,
B/u 是流体流动的贡献,代表流体传质的效应,
Cu 是固定相与流体之间质量传递的贡献,代表质量传递的效应。
u 是流速,C 是凯奇常数,代表柱内质量传递速率。
分离度(分离因子)H 可以通过凯奇方程计算,具体数值的计算需要实际的柱性能参数(A、B、C)和分析条件(流速等)。
需要注意的是,凯奇方程是一种理论模型,用于描述理想情况下的色谱柱分离度。
实际情况下,分离度受到多种因素的影响,如柱填料特性、流体性质、温度等,因此凯奇方程的应用也有一定的局限性。
在实际应用中,可以根据柱的分离性能参数和实验条件,使用相关的软件或工具进行分离度的计算和优化。
此外,柱的分离度也可以通过实验测定得到。
色谱峰分离度计算一、鉴别因子(α)鉴别因子是常用于评估两个相邻峰之间分离程度的指标,它是通过峰的保留时间(tR)和峰的宽度(W)来计算的。
鉴别因子的计算公式为:α=ΔtR/(0.5W1+0.5W2)其中,ΔtR为两个相邻峰的保留时间差,W1和W2分别为两个相邻峰的宽度。
鉴别因子的数值范围为0到10之间,数值越大表示两个峰之间的分离程度越好。
二、分离因子(Rs)分离因子是另一种常用的评估色谱峰分离度的指标,它是通过两个相邻峰峰底之间的距离和两个峰的宽度来计算的。
分离因子的计算公式为:Rs=(tR2-tR1)/(W1+W2)其中,tR1和tR2分别为两个相邻峰的保留时间,W1和W2为两个相邻峰的宽度。
分离因子的数值范围为0到∞之间,数值越大表示两个峰之间的分离程度越好。
三、相对保留时间(RRT)相对保留时间是指一种物质相对于另一种物质的保留时间比值,常用于比较不同条件下样品中物质的分离情况。
相对保留时间的计算公式为:RRT=(tRx-tRi)/(tRi)其中,tRx为待测物质的保留时间,tRi为参考物质的保留时间。
相对保留时间大于1表示待测物质在该条件下较参考物质更早出 elute,相对保留时间小于1则表示待测物质在该条件下较参考物质更晚出 elute。
四、分离度(α)分离度是指色谱峰之间的水平距离和峰的合适宽度之比,用于评估对于两个相邻峰的分离程度。
分离度的计算公式为:α=(tR2-tR1)/(0.5W1+0.5W2)其中,tR1和tR2分别为两个相邻峰的保留时间,W1和W2为两个相邻峰的宽度。
分离度的数值范围为0到∞之间,数值越大表示两个峰之间的分离程度越好。
以上是常用的几种色谱峰分离度的计算方法,它们可以用来评估色谱柱的分离性能及优化分析条件。
不同的计算方法有不同的适用范围和限制条件,因此在具体应用中需要根据实际情况选择合适的方法进行计算。
实验七 气相色谱的定性和定量分析一、实验原理对一个混合试样成功地分离,是气相色谱法完成定性及定量分析的前提和基础。
衡量一对色谱峰分离的程度可用分离度R 表示:()211221Y Y t t R R R -⨯-=,,式中,T R,2,Y 2和T R,1,Y 1分别是两个组分的保留时间和峰底宽,当R=1.5时,两峰完全分离;当R=1.0时,98%的分离。
在实际应用中,R=1.0一般可以满足需要。
用色谱法进行定性分析的任务是确定色谱图上每一个峰所代表的物质。
在色谱条件一定时,任何一种物质都有确定的保留值、保留时间、保留体积、保留指数及相对保留值等保留参数。
因此,在相同的色谱操作条件下,通过比较已知纯样和未知物的保留参数或在固定相上的位置,即可确定未知物为何种物质。
当手头上有待测组分的纯样时,作与已知物的对照进行定性分桥极为简单。
实验时,可采用单柱比较法、峰高加入法或双柱比较法。
单柱比较法是在相同的色谱条件下.分别对已知纯样及待测试样进行色谱分析.得到两张色谱图,然后比较其保留参数。
当两者的数值相同时,即可认为待测试样中有纯样组分存在。
双柱比较法是在两个极性完全不同的色谱住上,在各自确定的操作条件下,测定纯样和待测组分在其上的保留参数,如果都相同,则可准确地判断试样中有与此纯样相同的物质存在。
由于有些不同的化合物会在某一固定相上表现出相同的热力学性质,故双柱法定性比单柱法更为可靠。
在一定的色谱条件下,组分i 的质景m :或其在流动相中的浓度,与检测器的响应信号峰面积Ai 或峰高h ,成正比:2-10 或 2-11式中,f i A 和f i h 称为绝对校正因子。
式(2-10)和式(2-11)是色谱定量的依据。
不难看出,响应信号A 、h 及校正因了的淮确测量直接影响定定分析的准确度。
由于峰面积的大小不易受操作条件如校温、流动相的流速、进样速度等因素的影响,故峰面积更适于作为定量分析的参数。
测量峰面积的方法分为于上测量和自动测量。
高效液相色谱法的计算方法高效液相色谱法是用高压输液泵将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,经进样阀注入供试品,由流动相带入柱内,在柱内各成分被分离后,依次进入检测器,色谱信号由记录仪或积分仪记录。
1.对仪器的一般要求所用的仪器为高效液相色谱仪。
色谱柱的填料和流动相的组分应按各品种项下的规定.常用的色谱柱填料有硅胶和化学键合硅胶。
后者以十八烷基硅烷键合硅胶最为常用,辛基键合硅胶次之,氰基或氨基键合硅胶也有使用;离子交换填料,用于离子交换色谱;凝胶或玻璃微球等,用于分子排阻色谱等。
注样量一般为数微升。
除另有规定外,柱温为室温,检测器为紫外吸收检测器。
在用紫外吸收检测器时,所用流动相应符合紫外分光光度法(附录ⅣA)项下对溶剂的要求。
正文中各品种项下规定的条件除固定相种类、流动相组分、检测器类型不得任意改变外,其余如色谱柱内径、长度、固定相牌号、载体粒度、流动相流速、混合流动相各组分的比例、柱温、进样量、检测器的灵敏度等,均可适当改变,以适应具体品种并达到系统适用性试验的要求。
一般色谱图约于20分钟内记录完毕。
2.系统适用性试验按各品种项下要求对仪器进行适用性试验,即用规定的对照品对仪器进行试验和调整,应达到规定的要求;或规定分析状态下色谱柱的最小理论板数、分离度和拖尾因子.(1) 色谱柱的理论板数(n)在选定的条件下,注入供试品溶液或各品种项下规定的内标物质溶液,记录色谱图,量出供试品主成分或内标物质峰的保留时间t<[R]>(以分钟或长度计,下同,但应取相同单位)和半高峰宽(W<[h/2]>),按n=5.54(t<[R]>/W<[h/2]>)<2>计算色谱柱的理论板数,如果测得理论板数低于各品种项下规定的最小理论板数,应改变色谱柱的某些条件(如柱长、载体性能、色谱柱充填的优劣等),使理论板数达到要求。
分离度的计算及其影响因素Bruce Lee1.分离度定义在HPLC或者GC色谱中,分离度用以衡量相邻洗脱组分的分离情况,是将色谱柱分离效率与流动相效率综合在一起的一个参数,分离度越大,相邻两组分分离地越好。
一般地,分离度小于1时,两色谱峰重叠较严重;分离度等于1(4σ)时,两组分被彻底分离部分占98%,对每个色谱峰来说,其峰纯度亦为98%;分离度为1.5(6σ)时,两组分被彻底分离部分占99.7%,通常以R=1.5作为相邻两组分完全分离的标志。
对于色谱峰积分面积比为1:1的两组分的分离情况与分离度的关系,如下图1A与1B所示。
1.1.分离度的计算对于分离度的计算有以下几种方法:(1)利用保留时间以及基线峰宽,按照下式1进行计算;(2)利用保留时间以及半峰宽,按照下式2进行计算;各参数意义详见下图2所示。
(3)利用色谱柱柱效(N),分离因子(α)以及保留时间较长的组分的容量因子(K),按照下式2进行计算;上述三个公式,理论上都可以对分离度进行计算,但公式3需要得到色谱柱的柱效,而对色谱柱而言,针对不同的化合物其柱效是不一样的,尽管仪器操作条件完全相同。
因此,该式更多应用于理论推导。
上述公式1与公式2则更多应用于实际色谱图中相邻洗脱组分色谱峰分离度的计算。
对于公式1,其应用范围是两色谱峰基本基线分离及其以上的情况,因为该式需要测定明确的基线峰宽;当基线峰宽不能明确测量时(如两相邻组分色谱峰重叠处峰谷高度与较低色谱峰高度比值小于50%时,如图3所示),则比较适宜选择公式2计算分离度,因为该式测量的是半峰高处的峰宽。
1.2.峰高比法预测分离度公式1以及公式2可解决基线分离以及色谱峰重叠处峰谷高度与较低色谱峰高度比值小于50%时,对于两相邻色谱峰分离度的计算需求。
当两相邻组分色谱峰重叠处峰谷高度与较低色谱峰高度比值大于50%时(如图4所示),由于无法精确测量基线峰宽以及半峰高峰宽,使用公式1以及公式2计算分离度受到很大程度的限制。
高效液相色谱法《中国药典》2015年版高效液相色谱法系采用高压输液泵将规定的流动相泵入装有填充剂的色谱柱,对供试品进行分离测定的色谱方法。
注入的供试品,由流动相带入色谱柱内,各组分在柱内被分离,并进入检测器检测,由积分仪或数据处理系统记录和处理色谱信号。
1.对仪器的一般要求和色谱条件高效液相色谱仪由高压输液泵、进样器、色谱柱、检测器、积分仪或数据处理系统组成。
色谱柱内径一般为3.9~4.6mm,填充剂粒径为3~10μm。
超高效液相色谱仪是适应小粒径(约2μm)填充剂的耐超高压、小进样量、低死体积、高灵敏度检测的高效液相色谱仪。
(1)色谱柱反相色谱柱:以键合非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。
常见的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物等;常用的填充剂有十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。
正相色谱柱:用硅胶填充剂,或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。
常见的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰基键合硅胶等。
氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可用作反相色谱。
离子交换色谱柱:用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。
有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。
手性分离色谱柱:用手性填充剂填充而成的色谱柱。
色谱柱的内径与长度,填充剂的形状、粒径与粒径分布、孔径、表面积、键合基团的表面覆盖度、载体表面基团残留量,填充的致密与均匀程度等均影响色谱柱的性能,应根据被分离物质的性质来选择合适的色谱柱。
温度会影响分离效果,品种正文中未指明色谱柱温度时系指室温,应注意室温变化的影响。
为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度,但一般不宜超过60℃。
残余硅羟基未封闭的硅胶色谱柱,流动相pH值一般应在2~8之间。
残余硅羟基已封闭的硅胶、聚合物复合硅胶或聚合物色谱柱可耐受更广泛pH值的流动相,适合于pH值小于2或大于8的流动相。
(2)检测器最常用的检测器为紫外-可见分光检测器,包括二极管阵列检测器,其他常见的检测器有荧光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、电化学检测器和质谱检测器等。
高效液相色谱法的计算方法高效液相色谱法是用高压输液泵将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,经进样阀注入供试品,由流动相带入柱内,在柱内各成分被分离后,依次进入检测器,色谱信号由记录仪或积分仪记录。
1、对仪器的一般要求所用的仪器为高效液相色谱仪。
色谱柱的填料和流动相的组分应按各品种项下的规定。
常用的色谱柱填料有硅胶和化学键合硅胶。
后者以十八烷基硅烷键合硅胶最为常用,辛基键合硅胶次之,氰基或氨基键合硅胶也有使用;离子交换填料,用于离子交换色谱;凝胶或玻璃微球等,用于分子排阻色谱等。
注样量一般为数微升。
除另有规定外,柱温为室温,检测器为紫外吸收检测器。
在用紫外吸收检测器时,所用流动相应符合紫外分光光度法(附录ⅣA)项下对溶剂的要求。
正文中各品种项下规定的条件除固定相种类、流动相组分、检测器类型不得任意改变外,其余如色谱柱内径、长度、固定相牌号、载体粒度、流动相流速、混合流动相各组分的比例、柱温、进样量、检测器的灵敏度等,均可适当改变,以适应具体品种并达到系统适用性试验的要求。
一般色谱图约于20分钟内记录完毕。
2、系统适用性试验按各品种项下要求对仪器进行适用性试验,即用规定的对照品对仪器进行试验和调整,应达到规定的要求;或规定分析状态下色谱柱的最小理论板数、分离度和拖尾因子。
(1) 色谱柱的理论板数(N,用于定量表示色谱柱的分离效率,简称柱效)。
在选定的条件下,注入供试品溶液或各品种项下规定的内标物质溶液,记录色谱图,量出供试品主成分或内标物质峰的保留时间t R(以分钟或长度计,下同,但应取相同单位)和半高峰宽(W h/2),按n=5.54(t R/W h/2)2计算色谱柱的理论板数,如果测得理论板数低于各品种项下规定的最小理论板数,应改变色谱柱的某些条件(如柱长、载体性能、色谱柱充填的优劣等),使理论板数达到要求。
(2) 分离度(R)定量分析时,为便于准确测量,要求定量峰与其他峰或内标峰之间有较好的分离度。
色谱参数中的分离度(Resolution)是指在色谱分离中,相邻两峰之间的分离程度,也就是峰之间的分离宽度。
分离度通常用单位时间内分离两峰的距离来表示,单位为时间(例如,分钟)或距离(例如,波长)。
分离度是评价色谱分离效果的重要指标之一,它的高低直接关系到色谱分离的准确性和分辨率。
一般来说,分离度越高,相邻两峰之间的分离程度就越好,分离结果就越准确和可靠。
而分离度较低时,相邻两峰之间的分离程度就较差,分离结果就不够准确和可靠,可能会出现峰重叠和峰混淆等现象。
影响分离度的因素包括色谱柱的柱型、柱长、柱温、流速、固定相的性质等。
在实际应用中,需要根据样品的性质和分离要求选择合适的色谱柱和分离条件,以达到最佳的分离效果和分离度。
色谱分析的目标就是要将混合物中的各组分分离,两个相邻色谱峰
的分离度R (r e s o l u t i o n )定义为两峰保留时间差与两峰峰底宽平均值之商,即
(7-5)
式中t R1和t R2分别为峰1和峰2的保留时间;w 1和w 2分别为峰1和峰2在峰底(基线)的峰宽,即通过色谱峰的变曲点(拐点)所作三角形的底边长度。
计算分离度所需的参数都可以从色谱图(图7-4)中获得
如果色谱峰呈高斯分布,则分离度R =2(相当于8分离)即可完全满足定量分析的需要。
因为在基线位置的峰宽w 为4,R =2时,两个峰完全达到了基线分离。
通过调节色谱条件还可获得更高的R 值,不过这时的代价将是分析时间增加。
如果两组分浓度相差不是太大,分离度R =时,仍然可以看得出两个峰的峰顶是分开的。
分离度 )(2/1211
2y y t t R +-= R>即为完全分离
t 1 :色谱峰1的保留时间
t 2 :色谱峰2的保留时间
y 1 :色谱峰1的峰宽
y 2 :色谱峰2的峰宽
乙苯与对二甲苯 38.2)079.008.0(2/1409.9598.9=+-=
R 对二甲苯与间二甲苯 08.2)
0828.008.0(2/1598.9767.9=+-=R
从结果可以看出,乙苯、对二甲苯、间二甲苯三种物质的峰能够完全分离
乙苯与对二甲苯 52.2)0756.0076.0(2/1272.9463.9=+-=
R 对二甲苯与间二甲苯 18.2)
0756.00791.0(2/1463.9632.9=+-=
R 从结果可以看出,乙苯、对二甲苯、间二甲苯三种物质的峰能够完全分离。