Лекции / ПромБТ_2020 3 Хроматография - введение
.pdf
Число теоретических тарелок
© С. В. Еремин, 2019 |
51 |
Пиковая ёмкость колонки
© С. В. Еремин, 2019 |
52 |
Кинетическая теория размывания
Скорость перемещения по колонке
отдельных молекул отличается от средней
скорости, характерной для данного соединения - в результате зона
размывается и образует в идеальном случае
пик в форме Гауссовой кривой.
•Неоднородность потока подвижной фазы.
•Продольная диффузия в неподвижной и подвижной фазах
•Кинетика массопередачи в неподвижной и подвижной фазах
•Неравновесность процесса внутри застойных зон
© С. В. Еремин, 2019 |
53 |
Кинетическая теория размывания
Эффективность зависит от:
•Диаметра зёрен сорбента, их геометрии и
монодисперсности
•Качества набивки колонки
•Мертвого объема системы
•Скорости потока элюента
•?
© С. В. Еремин, 2019 |
54 |
Кинетическая теория размывания
Эффективность зависит от ВАС:
•Диаметра зерен сорбента, их геометрии и
монодисперсности – какую колонку купите!
•Качества набивки колонки – как повезет...
•Мертвого объема системы – как собрали прибор
•Скорости потока элюента – какую установите!
© С. В. Еремин, 2019 |
55 |
Уравнение Ван Деемтера
© С. В. Еремин, 2019 |
56 |
Эффективность vs давление
100 |
1200 |
Эффективность |
Давление |
H [µm]
2 µm particles
3 µm particles
5 µm particles
10 µm particles
60 – 70-е годы
|
|
|
80-е годы |
|
|
|
|
90-е годы |
|
0 |
|
|
2004 год |
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
Линейная скорость u [mm/s] |
|||
Давление на колонке[bar]
10
1000 
800 
600 
400 
200 
0 
0
2 µm particles
3 µm particles
5 µm particles
10 µm particles
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
Линейная скоростьu [mm/s] |
|
||
Область UHPLC - ultra high performance liquid chromatography
Для ускорения разделения (без потери качества) необходима большая линейная скорость и, как следствие, большее давление
© С. В. Еремин, 2019 |
57 |
Время анализа vs давление
|
|
|
|
|
250 x 4.6 mm, 5 µm |
|
|
|
90 bar |
|
F = 1.5 mL/min |
|
|
|
|
|
|
100 |
|
3x |
|
|
tG = 12 min |
|
|
L/dp = 50 |
|
||
|
|
|
|
||
|
10 µm particles |
270 bar |
|
|
|
|
5 µm particles |
6.4x |
Ускорение |
150 x 4.6 mm, 3 µm |
|
|
3 µm particles |
|
|||
[µm]H |
|
L/dp = 50 |
|||
|
|
раза без потери t = 4.3 min |
|||
|
2 µm particles |
|
|
анализа в 2,8 |
F = 2.5 mL/min |
|
|
|
|
разрешения |
G |
|
uopt, 3 µm |
|
|
||
|
|
|
|
||
|
uopt, 5 µm |
uopt, 2 µm |
575 bar |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Ускорение |
100 x 4.6 mm, 2 µm |
0 |
|
|
|
анализа в 6,2 |
F = 3.75 mL/min |
5 |
10 |
|
раза без потери |
tG = 1.9 min |
|
0 |
L/dp = 50 |
разрешения |
|||
|
Линейная скорость u [mm/s] |
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
d |
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
min |
|
|
|
|
6 |
|
2 |
0.0 |
1.0 |
2.0 |
3.0 |
4.0 |
5.0 |
6.0 |
7.0 |
8.0 |
9.0 |
10.0 |
11.0 |
12.0 |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
H 2 d |
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
u |
|
20 |
Давление растет линейно по отношению к скорости потока |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
© С. В. Еремин, 2019 |
58 |
Оптимальные скорости потока элюента
Колонки с диаметром 3, 4, 4.6 мм
0.8-2.5 мл/мин
Колонки с диаметром 1.5, 2 мм
0.2 - 1.0 мл/мин
ВАЖНО – уравнение Ван Деемтера описывает только эффективность.
© С. В. Еремин, 2019 |
59 |
|
|
|
|
|
|
|
РАЗРЕШЕНИЕ |
|
|
основной параметр оптимизации |
|||||||
хроматографического разделения 2х пиков |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
t = t2 – t1 |
|
Разрешение |
|
|
|
|
|
|||
|
2 t |
|
t |
|
Rs = 1 |
|
||
Rs |
2 |
пики разделены до |
|
|||||
|
|
|||||||
|
|
|
1 |
|
базовой линии |
+ |
||
|
W |
|
|
|||||
W |
|
|
|
|
||||
|
2 |
|
|
|||||
|
1 |
|
|
|
|
Rs > 1 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rs < 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W1 |
W2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Время |
© С. В. Еремин, 2019 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |