105年:藥學二(第2次)

逆相層析法的梯度沖提中,層析管柱相同下,下列何者最能改善分離結果?

A流速不變,沖提時間縮小為 0.5 倍
B流速不變,沖提時間增長為 1.5 倍
C流速增加至 1.5 倍,沖提時間縮小為 0.5 倍
D流速減少至 0.5 倍,沖提時間縮小為 0.5 倍

詳細解析

本題觀念:

本題考逆相層析法(reversed-phase LC)梯度沖提(gradient elution)的優化原理。核心概念是:在管柱不變的條件下,如何調整沖提參數才能最有效改善分離結果(resolution)?關鍵在於理解梯度體積(gradient volume)、**流速(flow rate, F)梯度時間(gradient time, tGt_G)**之間的關係,以及它們如何影響有效梯度保留因子(kk^*)。

梯度沖提的核心方程式

在梯度 LC 中,有效梯度保留因子 kk^* 的決定式為:

k=tGFΔ%BVmSk^* = \frac{t_G \cdot F}{\Delta\%B \cdot V_m \cdot S}

其中:

  • tGt_G:梯度時間(min)
  • FF:流速(mL/min)
  • Δ%B\Delta\%B:梯度範圍(有機相變化幅度,固定)
  • VmV_m:管柱死體積(固定,題目明確「管柱相同」)
  • SS:分析物相關常數(固定)

kk^* 增大 → 分析物保留時間增加 → 分離時間拉長 → 解析度(resolution)通常改善。

關鍵:梯度體積 = tG×Ft_G \times F。若梯度體積維持不變,kk^* 不變,分離結果相同。若梯度體積增大,kk^* 增大,分離改善(但分析時間延長)。

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