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【解惑】被 ‘色谱柱的分配系数’ 和 ‘容量因子’ 难倒了？

检测人王大锤

2023/09/18

气质联用（GCMS）

- 在色谱仪分析检测过程中，我们会接触到这样两个概念：分配系数和容量因子。然而有绝大部分色谱使用者对这两个概念并不十分了解，今天咱们就说一说什么是色谱柱的分配系数和容量因子？二者是什么关系？
分配系数和容量因子一定程度上展现色谱柱的柱效，了解影响色谱柱分离度的因素，有助于有效地使用和保养色谱柱，提高色谱柱分离度和色谱仪检测灵敏度。
分配系数是指在一定温度下，待测样品在两相间达到分配平衡时，在固定相与流动相中的浓度之比。分配系数与组分、流动相和固定相的温度、压力有关。在液相色谱仪中，固定相确定后，分配系数主要受流动相的性质影响。在试验中主要靠调整流动相的组成配比及pH值，以获得组分间的分配系数差异及适宜的保留时间，达到分离的目的。
在流动相、固定相、温度和压力一定条件下，样品浓度很低时，分配系数只取决于组分的性质，而与浓度无关。在大多情况下，分配系数随着浓度的增大而减小，这时色谱峰为拖尾峰；而有时随着溶质浓度增大，分配系数也增大，这时色谱峰为前延峰。因此，只有尽可能减少进样量，使组分在柱内浓度降低，分配系数恒定时，才能获得正常峰。在同一色谱条件下，样品中分配系数值大的组分在固定相中滞留时间长，后流出色谱柱；分配系数值小的组分则滞留时间短，先流出色谱柱。混合物中各组分的分配系数相差越大，越容易分离，因此混合物中各组分的分配系数不同是色谱分离的前提。
分配系数K和分配比k的关系：K=k·β
β为相比率，是反映各种色谱柱柱形特点的又一个参数，β=Vm/Vs，Vm为流动相的体积，即死时间(t0)与流动相流速的乘积，Vs为色谱柱中固定相的体积。对填充柱其β值一般为6~35，对毛细管其β值为60~600。
容量因子是待测样品在两相间达到分配平衡时，在固定相与流动相中的量之比。因此容量因子也称质量分配系数。容量因子的物理意义：表示一个组分在固定相中停留的时间是不保留组分保留时间的倍数。分配系数为0时，化合物全部存在于流动相中，在固定相中不保留，停留的时间为0；分配系数越大，说明固定相对此组分的容量越大，出柱慢，保留时间越长。
分配系数K，容量因子k与保留时间之间有如下关系：k=t'R/t0，t'R=tR-t0
上式说明容量因子的物理意义：表示一个组分在固定相中停留的时间(t'R)是不保留组分保留时间(t0)的几倍。k=0时，化合物全部存在于流动相中，在固定相中不保留，t'R=0；k越大，说明固定相对此组分的容量越大，出柱慢，保留时间越长。
容量因子与分配系数的不同点是：k取决于组分、流动相、固定相的性质及温度，而与体积Vs、Vm无关;K除了与性质及温度有关外，还与Vs、Vm有关。由于t'R、t0较Vs、Vm易于测定，所以容量因子比分配系数应用更广泛。

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