液相色譜儀分析中色譜峰展寬的原因

液相色譜儀分析中引起色譜峰展寬的因素有渦流擴散、分子擴散、傳質阻力和柱外效應等。

一、渦流擴散：

當樣品注入全多孔微粒固定相填充柱后，在液體流動相驅動下，樣品分子不可能沿直線運動，而是不斷改變方向，形成紊亂似渦流的曲線運動。由于樣品分子在不同流路中受到的阻力不同，而在色譜柱中的運行速度有快有慢，加上運行路徑的長短不一致，使其到達柱出口的時間不同，因此引起色譜峰展寬。

對于空心毛細管柱，渦流擴散項A = 0。

二、分子擴散：

縱向分子擴散是由于濃度梯度引起的。當樣品被注入色譜柱時，呈“塞子”狀分布。隨著流動相的推進，“塞子”因濃度梯度而向前后自發地擴散，使色譜峰展寬。

組分分子在液體中的擴散系數D_L≈10ˉ⁵cm²/s，組分分子在氣體中的擴散系數D_g≈10ˉ¹cm²/s，D_L << D_g。當采用液體作流動相時，分子擴散項系數B≈0。

三、傳質阻力：

傳質阻力包括移動流動相傳質阻力、滯留流動相傳質阻力和固定相傳質阻，因傳質阻力的存在，使分配不能瞬間達至平衡，因此產生色譜峰展寬。

1、移動流動相傳質阻力：

在固定相顆粒間移動的流動相對處于不同層流的流動相分子具有不同的流速，溶質分子在緊挨固定相顆粒邊緣的流動相層流中的移動速度比在中心層流中的移動速度慢，因而引起色譜峰展寬。同時，有些溶質分子也會從移動快的層流向移動慢的層流擴散（徑向擴散），使不同層流中溶質分子的移動速度趨于一致而減少色譜峰展寬。

2、滯留流動相傳質阻力：

色譜柱中填充的全多孔微粒固定相顆粒內部的孔洞中充滿了滯留流動相，溶質分子在滯留流動相中的擴散會產生傳質阻力。對僅擴散到孔洞中滯留流動相表層的溶質分子僅需移動很短的距離，就能很快地返回到固定相顆粒間流動的主流路。而擴散到孔洞中滯留流動相較深處的溶質分子，會消耗更多的時間停留在孔洞中，當其返回到主流路時會引起色譜峰展寬。

3、固定相傳質阻力：

溶質分子由兩相界面到固定相內部進行分配又返回兩相界面的過程中受到的阻力。

固定相的微孔小且深時，擴散不易進行，傳質速率慢，對色譜峰展寬影響較大。減小固定相的顆粒粒度和增大孔徑是提高柱效的主要手段。

四、柱外效應：

1、柱前峰展寬：由進樣器和進樣器到色譜柱的連接管的死體積引起的色譜峰展寬。柱頭直接進樣，色譜峰的不對稱性和柱效明顯改善。

2、柱后峰展寬：由柱后連接管和檢測器的死體積引起的色譜峰展寬。