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2.8 峰容量

GC×GC快速发展的一部分原因在于这项技术可以达到的高分辨率这一优势。GC×GC相对于传统的1DGC,优点之一在于其理论上可以提供更大的峰容量。

峰容量为色谱系统中理论上可分离的最大组分数。在1DGC中,其值 n c 可近似从公式(10)中计算得到。

式中, N 是理论塔板数, t M 是死时间。由于 n c 在公式(10)中取决于保留时间 t R ,因此必须对最终值使用合理的限制。

1DGC的峰容量值很难达到1 000。一根450 m长的色谱柱的理论塔板大约为5 000 000块,分析非常复杂的混合物需要640 min, n c 约为1 000,而常规的1DGC峰容量远远低于此值。

图2-3显示了1DGC中的峰容量。其中,高斯峰排列在图的第一行,每行的每个单元有一个分离的峰。扩展到GC×GC中,行中的一个单元( 1 D)在 2 D中产生一列单元,这些单元也可以被峰占据。单元的总数是峰容量理论值 t n 。对于GC×GC, t n 1 D和 2 D色谱柱峰容量,分别为 1 n 2 n 的乘积:

图2-3 1DGC和GC×GC的理论峰容量

在GC×GC中, 1 D和 2 D色谱柱的峰容量一般为100和12,总峰容量为1 200,这在1DGC中是无法达到的,从1DGC到GC×GC,峰容量有了显著的提升。

公式(7)定义了理论最大峰容量值,而实际峰容量与混合物中组分的实际分离相关,会因为以下一些因素而降低。

首先,图2-3中的空间并不能全部用于分离。由于样品和色谱柱的特性,可用的分离空间和实际峰容量小于理论值,如2.9节中的图2-6和2.10节中的图2-7所示。

其次是调制过程会使得分离度下降,从而降低实际峰容量。如前节所述,较宽的进样脉冲和较长的调制周期均会导致GC×GC所能获得的柱效降低。

此外,实际样品中可以分离的组分的实际数量并不仅仅取决于峰容量,还需要考虑峰重叠。对于具有随机保留时间的化合物,可以通过统计方法计算出其中几种在相同保留时间出现的概率。在具有随机峰分布的情况下,单组分峰的数量绝对不会高于峰容量的18%,即对于任何峰容量为1 000的系统,只能将180个组分分离为单峰。例如前文所提到的450 m长的色谱柱并不能分离汽油样品中的所有化合物。因此,高峰容量对于分离非常复杂的样品的成分是十分必要的。如果我们希望大多数化合物以单峰形式出现,则对于简单的混合物也需要高峰容量。如果分布不是随机的,则某些区域中峰的高密度也会对高峰容量有一定要求。 Hl4F6sv/wra1lpyRotm+eKiEs5z6JjDHumlGvNxFwfUYeAluE4WBDzb3oHi6+iEq

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