色谱柱分离过程弛豫理论——流出曲线的动力学本质

在分析型线性色谱中,流出曲线一般表现为拖尾的形式,这种现象可以采用多种机理加以解释。模仿动力学弛豫理论的假设条件,认为溶质在柱过程中的迁移以跃迁形式完成,得到了浓度分布曲线的数学表达式。分别探讨跃迁次数、两相间跃迁速率及溶质在流动相中的轴向跃迁对峰形的影响,进一步说明了色谱流出曲线的动力学本质     

色谱流出曲线方程的讨论

色谱流出曲线方程的讨论周申范（南京理工大学化工学院２１００９４）１引言由塔板理论导出的色谱流出曲线方程式是色谱理论的基础。它以简单而优雅的形式指出了有关一个柱内色谱峰分离的定性和定量机理。尽管它有某些不足，但由于它能很好地解释流出曲线的形状、浓度极大...     

塔板理论流出线的统计特征

直接从原始塔板理论的级数形式色谱流出曲线表达式出发,得到了流出曲线一级原点矩及二、三级中心矩的数学表达式,并依此讨论了色谱峰的形状特征及各种因素对峰形的影响规律。本文结果直接证实原始塔板理论曲线为不对称分布,描述峰型不对称性的偏态系数与塔片数及容量因子有关,且随容量因子的增大逐渐变小。当塔片数很大时,容量因子不很小的组分流出曲线有相似的对称性。     

正常拖尾色谱峰的塔板模型表达式

得到了描述正常拖尾色谱峰的塔板模型表达式,根据这一表达式,正常的色谱流出曲线应是非对称的拖尾峰,而对称的高斯型分布函数是对塔板模型进行近似处理的结果。和扩散模型的色谱流出曲线方程相比,二者在形式上完全相同,因此,尽管塔板模型和扩散模型的机理不同,但它们对于色谱流出曲线的数学描述是完全相同的。     

色谱柱分离过程的驰豫理论基本模型的建立

根据样品分子在色谱柱分离过程中的输运特征,认为样品在系统中以跃迁的方式完成迁移,建立了色谱柱分离过程驰豫理论的基本模型。假设溶质在两相间平衡,用母函数方法研究非连续递推形式的驰豫理论输运动力学微分方程组,得到了描述组分在柱后浓度分布规律的基本流出曲线方程,并通过数值解方法模拟谱图对各输运参量与流出曲线特征的关系加以讨论。     

塔板理论流出曲线的统计特征

直接从原始塔板理论的级数形式色谱流出曲线表达式出发,得到了流出曲线一级原点矩及二,三级中心矩的数学表达式,并依此讨论了色谱峰的形状特征及各种因素对峰形的影响规律.本文结果直接证实原始塔板理论曲线为不对称分布,描述峰型不对称性的偏态系数与塔片数及容量因子有关,且随容量因子的增大逐渐变小.当塔片数很大时,容量因子不很小的组分流出曲线有相似的对称性.     

梯度液相色谱中梯度曲线变形对色谱峰宽的影响

在梯度液相色谱中,溶剂混合以及轴向扩散等因素会使梯度曲线发生变形,而这在阶梯梯度以及高斜率的线性梯度中表现得尤为明显。本文探讨了这种梯度曲线变形对色谱峰宽的影响。首先以C18色谱柱为固定相,甲醇-水为流动相,联苯和苯乙酮为样品,测得不同线性梯度和阶梯梯度条件下的色谱峰。然后以205 nm为检测波长,记录相应条件下未接色谱柱时甲醇的响应值,得到柱入口处的梯度曲线。接着根据所设定的梯度条件以及柱入口处测得的梯度曲线,分别计算相应情形中色谱峰宽的理论值,将其与实验值进行了比较。研究结果表明,梯度曲线的变形会对色谱峰宽产生影响。当将这种影响考虑在内后,理论值与实验值更为吻合。     

色谱柱分离过程的驰豫理论--溶质非平衡线性分配流出曲线的特征

假设溶质在两相间非平衡线性分配,根据色谱柱分离过程驰豫理论的基本模型,得到了反映各输运参量与流出曲线间关系的卷积形式表达式。采用统计矩的方法加以研制,说明了在柱效较低、流动相线速较快时可能出现的峰分裂现象。研究结果也表明,在线性色谱的情况下,两相间非平衡传质是影响峰形对称性的最重要原因。     

新型微填充柱－毛细管柱二维色谱系统过程的动力学研究

从色谱动力学角度对新型微填充柱－毛细管柱二维色谱系统过程中双柱条件与流出曲线及柱效之间的依赖关系加以系统研究。结果表明：由于双柱条件之间存在关联，双柱系统流出曲线特征与单柱系统存在一定的差异，流出曲线一阶矩和二、三阶中心矩以及双柱系统的柱效皆由预柱和主柱条件综合确定。     

新型微填充柱－毛细管柱二维色谱系统过程的动力学研究

 从色谱动力学角度对新型微填充柱－毛细管柱二维色谱系统过程中双柱条件与流出曲线及柱效之间的依赖关系加以系统研究。结果表明：由于双柱条件之间存在关联，双柱系统流出曲线特征与单柱系统存在一定的差异，流出曲线一阶矩和二、三阶中心矩以及双柱系统的柱效皆由预柱和主柱条件综合确定。     

非线性色谱的非平衡热力学理论Ⅰ.非线性-非理想-平衡色谱过程的局域Lagrangian方法

提出非线性-非理想-平衡色谱过程的局域Lagrangian(LLA)方法的矩阵形式。基于Lagrangian描述、局域平衡假设和热力学状态函数等基本物理原理,设计了局域热力学路径(LTP),采用LTP获得了完全热力学状态递推方程的矩阵形式。该递推方程具有Markov特性。对基于LTP的LLA方法的收敛性、相容性和稳定性进行了理论分析和数值实验,给出LLA的稳定性条件。以矢量形式表示了该LLA计算机程序,并模拟了空间分布、轴向扩散和进样量等因素对洗脱曲线的影响。在遍历空间中,建立了离散时间形式的溶质带演化轨线和离散时间控制矢量之间的对应关系。按Bellman动态规划思想,给出对于非线性-非理想-平衡色谱进行优化控制的多段决策问题的简明算法,以此可获得状态矢量和控制矢量的优化轨线。该LLA的矩阵形式消除了制备色谱理论和Markov决策过程或其他基于离散时间状态的现代控制方法之间的鸿沟。     

色谱保留值方程的统一形式

本文采用点阵模型,运用统计热力学方法推导出色谱保留值方程的统一形式。根据不同的条件从此统一形式可获得描述气-固色谱、气-液色谱、液-固色谱、液-液色谱以及超临界流体色谱保留值规律的方程。上述方程均采用实验数据予以验证。     

疏水相互作用色谱中蛋白质保留值的预测

]全面考虑了疏水色谱中蛋白质、固定相和流动相之间涞的各种相互作用,特别强调了流动相中盐和水的作用。提出了一个能够准确预测较宽浓度范围内蛋白质在疏水色谱中保留值的方程式,以实验数据对此方程进行了验证。结果表明,无论洗脱曲线是否存在极小值,本文所提出的方程式都能予以良好地描述。     

体积排阻色谱法测定胸腺肽分子量校准曲线条件的优化

在体积排阻色谱(SEC)法测定胸腺肽分子量校准曲线过程中,流动相中乙腈的比例对核糖核酸酶A、人胰岛素、胸腺肽α1和生长激素释放抑制因子4种蛋白的保留时间有重要影响,进而影响校准曲线的线性关系。当乙腈比例为75%时,胸腺肽分子量校准曲线线性最好,此时分子量校准方程为y=-3.138 6x+21.724,线性相关系数r2=0.988 5。4种蛋白的理论塔板数在45 783～63 345之间,拖尾因子在0.96～1.18之间,分离度在3.52～8.82之间。SEC法测定胸腺肽分子量校准曲线的液相色谱条件对4种蛋白的分离效果优异,分子量校准曲线线性良好,可用于胸腺肽制剂中高分子量物质的检测。     

色谱累加进样分离实验条件的研究

在采用反相液相色谱或亲和色谱完成蛋白质等大分子分离时,根据溶质保留值随溶剂梯度变化曲线上突变点的差别,可以通过累加进样分离法进行样品制备或直接柱内富集分析,但这一方法并非在任意条件下、对任何样品都适用。该文根据不同形式的保留值方程从理论上探讨了样品保留值与进样时间差、梯度洗脱速率等实验条件之间的关系;结果表明：两次进样的出峰时间差与进样时间间隔成正比关系,也与其在等度情况下的容量因子有关。样品中的两种组分在间隔进样时的流出时间差主要由两组分的容量因子决定,当样品中存在两种以上保留性能相近组分时,若保证指定的分离度,进样时间间隔存在一极大值,超出该范围,分离条件将不能满足     

前沿洗脱色谱中溶质突破曲线的研究

考虑了溶质与色谱固定相间的相互作用和固定相表面上活性点总数不变以及溶质在柱内的质量平衡,推导出了描述溶质在前沿色谱中突破曲线的基本方程,对此方程的性质进行了初步讨论,并将实验测定的几种生物大分子的洗脱曲线与本文推导出的方程进行了比较,获得了结果的一致性。     

迎头色谱程序升温脱附快速测定吸附热新方法

在Ｐｏｌａｎｙｉ吸附势理论基础上，结合程序升温脱附曲线的测定，建立了一个快速测定吸附热的新方法，详细讨论了该方法的原理，通过微机采样和数据处理，测定一条吸附热与覆盖度的曲线仅需１ｈ左右。     

毛细管电色谱柱内径对电渗流与电压关系的影响

考察不同内径的毛细管电色谱柱中分离电压对电渗流的影响，在不同内径的毛细管电色谱柱中，电渗流与电压都呈较好的线性关系，与毛细管电色谱柱的内径无关，由于焦耳热的影响，在电压变化幅度较大的情况下，电渗流与电压的关系曲线呈线性弯曲，在大内径毛细管电色谱柱上更加明显。     

有机聚合物固定相的色谱性能

研究了五种有机聚合物固定相的色谱性能.选择在170℃柱温下测定其极性常数,并以下式计算各种填料的极性常数:X′=Ix-653,Y′=Iy-590,Z′=Iz-627,U′=Iu-652,S′=Is-699.式中Ix、Iy、Iz、Iu、Is分别为柱温170℃测得的5种表征物质的保留指数,同时以实验验证了该方法的有效性和实用性.还测定了这些固定相在高纯氮气和空气中的热分析(TG、DTA)曲线,研究了DTA曲线产生峰值的原因,指出了其上限使用温度.扩展了此类固定相的应用范围.此外,还对保留值与柱温的关系进行了研究.     

气相色谱与液相色谱保留值的换算方法

根据色谱热力学理论,在色谱保留值公式统一形式的基础上导出了气相色谱保留系数（I）与反相液相色谱保留公式参数a,c之间的关系式,证明结构类似化合物的a,c值与保留指数呈线性关系,同时存在氢键作用能、偶极矩作用的影响,从而提出了色相色谱与反相液相色谱保留值换算的方法;该理论为氯代芳烃的文献数据所证实。