反相毛细管电色谱中两种电渗流测定方法的比较

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摘 要:在毛细管电色谱中电渗流的测定方法有许多种,常用的是示踪剂法。本文将硫脲示踪剂法和迭代分析法测定的电渗流结果加以对比分析,结果表明:在不同有机调节剂体积分数、不同电压、不同电解质浓度下,虽然用两种方法测得的电渗流随诸因素的变化规律符合电渗流变化的一般规律,但强极性硫脲分子存在电迁移现象,使测得的电渗流较真实值有所偏离。偏离的大小随有机调节剂体积分数、电解质浓度等实验条件变化。
    在毛细管电色谱(CEC) 中,中性溶质靠电渗流( EOF) 的驱动作用在毛细管柱内完成输运过程,对于带电溶质,电渗流不仅影响其分离选择性,也影响到整个分析速度,因此电渗流对于CEC 分析方法的建立,以及溶质的输运动力学研究皆具有非常重要的意义。
    不同性质色谱固定相的内部结构和表面特征不同,其电渗流的产生机理和变化规律也有所不同。Horvat h 等[1 - 4 ] 已对CEC 中电渗流的理论和实践做过大量的研究工作,Rathore 等[ 5 ] 综述了CEC 柱中填充多孔填料时电渗流变化的理论特征,此外,对于电渗流随有机调节剂、p H、电解质浓度等流动相性质变化规律的研究及应用也有相应报道[6 - 20 ] ,但是其原理和机制的研究尚不完善[ 9 ] 。
    CEC 与高效液相色谱( HPLC) 类似,其死时间或电渗流的测定有多种方法,进样脉冲检测采用示踪剂是常用的方法。在反相CEC 中,宏观电渗流一般采用在固定相表面无保留的中性溶质(如硫脲) 作为示踪剂进行测定。不同结构和性质的示踪剂的测定结果有时差别较大,说明这种方法存在一定的缺陷,至少有些结果与实际情况不相符合。我们曾以色谱热力学为基础,结合反相色谱中同系物溶质所遵从的同系线性规律,通过迭代分析的方法测定了电渗流[21 ] 。
    本文将详细研究硫脲示踪剂法和迭代分析法测定的电渗流,通过改变影响电渗流的各种因素,进一步对两种测定方法加以比较。
     在CEC 中,电渗流通常可表示为:
其中:
式中, E 为电场强度,U 为分离电压, L 为毛细管总长,ε为溶剂介电常数,ε0 为真空介电常数,ζ为Zeta 电位,η为流动相粘度,δ为双电层厚度,σ为毛细管内壁表面电荷超量, C 为电解质浓度, F 为法拉第常数。
    由式(1) ,可以看到影响电渗流的各种因素。本文将用硫脲示踪和迭代分析两种方法从有机调节剂浓度、电压以及电解质浓度等方面考察其对电渗流的影响。
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