我们知道,毛细管柱的主要特点之一就是柱容量小。因此毛细管柱极易超载。
毛细管柱超载可以分为两个情况:1、进样体积超载。2、组分总量超载。下面我们分别对此加以描述。
1、进样体积超载。
如上面的图,即当进样宽度达到100块塔板(进入色谱柱的样品体积达到理想塔板
气相体积100倍),分配比=5情况下的进样状态图。此时,色谱柱已经出现了进样体积超载,柱头的1-10块塔板已经呈现进样平台,这一平台必然造成了色谱峰的柱外展宽-进样展宽。进样展宽不属于塔板理论和速率理论下正常峰展宽,因此属于柱外展宽,与此相似的还有检测器响应时间带来的峰展宽等。
当没有出现这样的进样平台时,可近似认为满足塔板理论第4假设:进样时所有组分都位于第0号塔板,色谱峰具有最细宽度和最好的分离度。要消除这个平台,只能减小进样体积,或者增加柱容量。
液膜厚度增加一倍,分配比k增加一倍,进样平台将明显缩小。例如,上图当分配比k=10,增加一倍后,柱头组分浓度分配情况如下:
虽然进样体积超载会带来色谱峰展宽,减小分离度,但这种展宽不影响色谱峰流出的形状,通常是可以接受的。而且,这种超载是难以克服的,如果定量管或者汽化室玻璃衬管体积已经确定,无法通过降低样品浓度,或减小注射器进样体积来解决。但它可以通过增加分流比、增加色谱柱膜厚来减小。这种平台峰只出现在色谱柱头,当组分到达色谱柱末端已经呈现为良好的色谱峰型了。这里提供一个低分配比k=2,200塔板体积的柱头平台峰供参考.
同样在分配比k=2的情况下,进样宽度为10的时候,色谱峰型如下:
因此,在发生进样体积超载的情况下,厚液膜色谱柱(更小的相比)由于减小了进样展宽,通常具有更好的分离度。