108年:藥學二(第1次)

下列何者可提升液相層析法的層析管效率?

A降低分析物在靜相中的擴散係數
B降低分析時的溫度
C降低分析物在動相中的擴散係數
D降低靜相粒⼦的⼤⼩

詳細解析

本題觀念:

液相層析法(liquid chromatography, LC)管柱效率——van Deemter 方程式與靜相粒子大小的影響

選項分析

van Deemter 方程式描述每理論板高(plate height, H)與流速(u)的關係:

H=A+Bu+CuH = A + \frac{B}{u} + C \cdot u

  • A:渦流擴散(eddy diffusion)—— 填料排列不均勻造成的峰寬
  • B/u:縱向擴散(longitudinal diffusion)—— 分析物在動相中的縱向隨機擴散
  • C·u:質量傳遞阻力(mass transfer resistance)—— 分析物在靜/動相之間質量傳遞緩慢

H 越小 → 理論板數(N)越大 → 管柱效率越高。

(A) 降低分析物在靜相中的擴散係數 錯誤。在靜相中擴散係數越低,分析物從靜相返回動相的速度越慢,質量傳遞阻力(C 項)增大,H 增加,效率降低。應提升(而非降低)靜相中的擴散係數。

(B) 降低分析時的溫度 錯誤。降溫會使分子擴散係數普遍下降,導致質量傳遞變慢(C 項增大)且縱向擴散影響改變,整體上不利於提升管柱效率,尤其在流速較高時效果更差。

(C) 降低分析物在動相中的擴散係數 錯誤。動相中的擴散係數(D_m)

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