色譜儀分離度下降如何解決

    色譜儀分離度又稱分辨率，用來表征兩個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。一般說當(dāng)R＜1時，兩峰有部分重疊；當(dāng)R=1.0時，分離度可達98%；當(dāng)R=1.5時，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(dāng)R＝1時，稱為4σ分離，兩峰基本分離，裸露峰面積為95.4%，內(nèi)側(cè)峰基重疊約2%。R＝1.5時，稱為6σ分離，裸露峰面積為99.7%。R≥1.5稱為*分離?！吨袊幍洹芬?guī)定R應(yīng)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，即：兩臨近組分的分配系數(shù)（容量因子）之差ΔK、平均分配系數(shù)K、柱理論塔板數(shù)n。因此分離度R與柱長L（或柱理論塔板數(shù)n）的平方根成正比，與分配系數(shù)之差ΔK成正比，與平均分配系數(shù)K成反比。分配系數(shù)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(shù)大；②固定液液膜厚度增加，分配系數(shù)增大；③溫度降低，分配系數(shù)增加。

    因此我們僅從塔板理論來看，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際經(jīng)驗。事實上，分離度R與載氣流速是密切相關(guān)的。為什么會出現(xiàn)這個情況呢？這是因為塔板理論的四個假設(shè)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程中引起峰展寬的物理因素、動力學(xué)因素和熱力學(xué)因素后得到的單位柱長的總峰展寬與流動相流速的關(guān)系式。
    一般來說，影響峰展寬的因素包括多路徑效應(yīng)，擴散（縱向和橫向）與固定相和流動相間的傳質(zhì)阻力。通常用理論塔板高度來表示色譜分離過程中的峰展寬。范德姆特方程呈雙曲形函數(shù)的形式，表明流動相的流速存在一個*值，在該點柱效zui高。范第姆特方程zui常用的形式如下式所示，該式直觀地反映了流動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(shù)，μ表示流動相的流速。

    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)過的路程也不一樣長，引起色譜峰的展寬，這就是“多路徑效應(yīng)”。在毛細管開管柱中不存在多路徑效應(yīng)，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的峰展寬。
Cμ表示達到固定相與流動相的平衡之后由于在固定相與流動相傳質(zhì)存在著阻力引起的峰展寬。

范第姆特方程的完整形式如下：

式中：

λ 是一個與柱內(nèi)填料粒度均一性與填充狀態(tài)有關(guān)的常數(shù)；
dp 為填料的粒徑；
G、ω和R 為常數(shù)；
Dm 是被分析物在流動相中的分子擴散系數(shù)，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(shù)，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L的平方根成正比，因此，采用較長的色譜柱可以獲得更高的分離度，但相應(yīng)的分析時間也會延長。而且色譜柱越長壓降越大，柱過長會增大進出口壓力比，相反會降低分離度。
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，液膜厚度的增加會導(dǎo)致塔板高度的增加，柱理論塔板數(shù)降低，同時還會增加分析物在固定相中的分配系數(shù)，理應(yīng)導(dǎo)致分離度降低，但事實上，在分配系數(shù)增加的同時，ΔK增加更為顯著，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)點是擴散作用小，缺點是在柱中壓降大、流速慢，即分析周期長。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，所以在實際測量中H₂、He氣體一般都用于介質(zhì)濃度較低的區(qū)域并提高其流速，減少擴散的影響。
⑤色譜柱存在一個*載氣流速，但實際分析中為縮短分析時間，流速通常稍大于*流速。
⑥提高柱溫能提高分析物在流動相和固定相中的擴散系數(shù)，降低傳質(zhì)阻力，加快分析速度，同時使色譜峰變窄變高，但會導(dǎo)致分離度的下降。
⑦此外，色譜分離是樣品在固定相和流動相中反復(fù)分配的過程，過載后本來該進入固定相的樣品在固定相上得不到保留（例如：本來在這點有50%的樣品能保留在固定相上，現(xiàn)在只能保留30%，因為固定相上樣品飽和了），就被流動相推著往前走，因此造成了保留變化（主要是分配系數(shù)發(fā)生了改變），因此進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(shè)置不當(dāng)；b.柱溫設(shè)置不當(dāng)；c.色譜柱受到污染，柱效下降；d.進樣量太大；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(shè)置不合理，可以通過降低載氣流速來提高分離度；
②柱溫設(shè)置不當(dāng)，降低柱溫，或改用程序升溫；
③色譜柱受污染，應(yīng)清洗柱子；
④減少進樣量，提高進樣技術(shù)；
⑤提高氣化室溫度；
⑥減少系統(tǒng)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。