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1、流体动力色谱法和障碍色谱法及其应用论文【摘要】介绍了流体动力色谱（HDC）和障碍色谱（SC）及其在生物、化工分离中的研究进展，着重于它们的分离原理、理论发展及二者之间的联系与转化，引用52篇文献。【关键词】动力学液相色谱,流体动力色谱,障碍色谱，DNA分离，评述AbstractHydrodynamicchromatography(HDC)andslalomchromatography(SC)calledasdynamicliquidchromatography(DLC)ainlyfortherecentdevelopmentofseparati
2、onprinciple,theoreticalmodel,andapplications.Fiftyticliquidchromatography,hydrodynamicchromatography,slalomchromatography,deoxyribonucleicacidseparation,revieter便提出了色谱过程的动力学理论——速率理论3。他将色谱过程视为一个动态的非平衡过程，研究分离过程中的动力学因素对峰展宽的影响。此后，Giddings等4在VanDeemter方程的基础上，提出了LC的速率方程，即Giddings方
3、程，他们认为溶质在流动相和固定相转移的过程并不是瞬间达到平衡，实际上组分传质速度是有限的，说明分离中总是存在着动力学的非平衡过程。液相色谱的分类是依据溶质与固定相之间的作用特征，如电荷作用的离子交换色谱，疏水相互作用的疏水相互作用色谱和反相色谱，亲合作用的亲合色谱及分子大小的尺寸排阻色谱等。本文介绍的流体动力色谱（hydrodynamicchromatography,HDC）和障碍色谱（slalomchromatography,SC），其溶质均与固定相之间的作用特征无关，或关系甚小，而主要与流动相的流动特征有关，或是基于动力学因素发展起来的两种
4、新的色谱方法，二者通称为动力学液相色谱法。目前,.freelall等20世纪70年代初就已开发出的一种可同时测定聚合物或胶体乳胶粒的直径及其分布的方法6~8。他们采用了无孔刚性固体颗粒填充色谱柱，待分离乳液在高压下通过色谱柱时，由于不同大小的溶质所受到的水动力效应的不同，其乳液在流动相中的移动速度也不同，从而实现了聚合物或胶体悬浮液的分离。Mori等9进一步发展和完善了HDC,并将其应用到某些天然高分子的分离。后来人们发现在一根直径为几百微米的毛细管中同样也可实现不同粒径混合物的分离10。这种采用毛细管，而不是填充柱作为分离柱的分离方法拓宽了H
5、DC的应用范围，这在理论研究和实际应用上都有着非常重要的意义。用内径小于10μm的毛细管（称其为微毛细管）,其分离机理与内径大于10μm的毛细管略有不同，文献11~14对微毛细管HDC进行了详细的理论探讨和应用研究。2.1HDC的原理2.1.1HDC柱毛细管HDC和填充柱HDC所需色谱装置大体相同。二者的区别在于毛细管HDC采用管径不同的毛细管作为分离色谱柱，而填充柱HDC则使用无孔刚性固体颗粒填充的色谱柱。相对于毛细管HDC,填充柱HDC的设备简单，操作简便，尤其是检测手段的简化，通常使用紫外检测器便能满足要求。而毛细管HDC受到进样量和检测
6、浓度的限制，要求检测器较为灵敏，通常使用高灵敏度紫外检测器或其它手段，如电位分析、激光激发荧光法及激光光散射法等15。2.1.2HDC分离模型尽管HDC包括了前述的两种主要模式，毛细管HDC和填充柱HDC，而大部分有关HDC的理论都以前者为主16,17，由于可将填充HDC颗粒间的间隙视为毛细管体系，故填充HDC与毛细管HDC具有相同的分离模型。HDC的分离机理为：当流动相从填料颗粒间经过时，由于水动力效应的存在使其流型为层流抛物面型，溶质在这种情况下的分离主要是借助于靠近填料颗粒表面的低流速区域所产生的排斥效应，大的溶质分子由于受到的排斥效应大
7、于小溶质分子，更容易远离填料颗粒表面而进入高流速区域，这样大分子溶质的移动速度大于小分子溶质，从而先于小分子被洗脱出来。有多种模型描述了溶质在HDC中的保留行为，最简单的仅考虑了几何学效应，而常用的模型是DiMarzio和Guttman16,18及Brenner和Gaydos17依据几何学原理而提出的保留时间和溶质大小的关系。如图1所示，溶质分子在毛细管内的迁移可用式（1）来表示：R=(1+Bλ－Cλ)－1（1）式中，R=tm/t0为溶质的保留值与无限小的标记物的保留值之比，也称之为相对保留值；λ=de/dpor,de为溶质的有效直径，dpor
8、是毛细管的直径。B和C均为与几何学有关的常数；C值介于0.5~5之间１９，在填充柱里C值介于2.7至2.8之间。从式（1）看出，粒径不同的颗粒的相对停
