112年:藥學二(第2次)

對於高效液相層析法( HPLC )的描述,下列何者錯誤?

A固定相充填劑的粒徑愈小,分離效果愈佳
B層析管柱長度變為 2 倍,則滯留時間約變為 2 倍
C流速相同時,減小層析管柱內徑可提高分離效果
D固定相粒徑愈大,分離的最佳線性流速( linear velocity )愈低

詳細解析

本題觀念:

本題考查高效液相層析法 (HPLC) 的基本原理,特別是 Van Deemter 方程式 (凡第姆特方程式) 對於管柱效能的解釋,以及層析管柱參數(粒徑、長度、內徑)與分離效率(HETP、N)、滯留時間及最佳流速之間的關係。

選項分析

  • A. 固定相充填劑的粒徑愈小,分離效果愈佳 (正確)

    • 解析:根據 Van Deemter 方程式 (H=A+Bu+CuH = A + \frac{B}{u} + C \cdot u),理論板高 (HETP, HH) 越低,管柱效率 (NN) 越高。
      • A項 (渦流擴散):與粒徑 (dpd_p) 成正比,粒徑越小,路徑越均勻,A項越小。
      • C項 (質量傳送阻力):與粒徑平方 (dp2d_p^2) 成正比,粒徑越小,溶質在固定相與移動相間平衡越快,C項越小。
    • 因此,減小粒徑可顯著降低 HH,提高理論板數 (NN),從而提升分離效果(解析度)。這是現代 UPLC (Ultra-Performance Liquid Chromatography) 使用小粒徑 (< 2 μm\mu m) 的理論基礎。
  • B. 層析管柱長度變為 2 倍,則滯留時間約變為 2 倍 (正確)


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