仪器分析：保留值和相对保留值的重要性

保留值是描述组分在色谱分离过程中在柱内的滞留行为参数，它可以用时间保留值、体积保留值和相对保留值等表示。保留值与过程有关，受热力学和动力学因素控制。

1.时间保留值

时间保留值包括保留时间、死时间和调整保留时间三个参数。

保留时间　在柱色谱中，从进样开始到某组分的色谱峰顶的时间间隔，称为该组分的保留时间，用tR表示。定义为

式中，L为柱长，cm；u为组分在色谱柱中的平均线速度，cm/s。

组分的保留时间来源于两部分贡献：其一是组分与固定相产生相互作用时，被固定相滞留的时间；其二是组分随流动相移行时需要移行柱长距离所耗费的时间。

保留时间是色谱法最基本的定性参数。不同组分的性质有差异，则与固定相作用存在，其移行速率就不同，在移行距离相同（柱长）的情况下，所耗费的时间就不同。在一定色谱条件下，保留时间由组分的性质决定。

柱色谱属于等距洗脱，即记录不同组分移行相同距离（柱长）所耗费的时间，定性参数是保留时间；平面色谱属于等时展开，即记录不同组分耗费相同时间所移行的距离，定性参数是比移值（参见平面色谱内容）。

死时间　不被固定相保留的组分，从进样开始到它出现色谱峰顶的时间间隔，称为死时间，用t0表示。死时间的本质是流动相从进样开始至到达检测器所需的时间，它与柱内的空隙体积以及柱前后的连接管容积大小有关。

在色谱理论研究中，将流动相流经色谱柱的平均时间表示为tm。多数情况下，若忽略导管和检测器内腔的容积，可将tm和t0视为近似相等，故死时间可定义为

式中，L为柱长，cm；um为流动相的平均线速度，cm/s。

在气相色谱中，可采用空气或者甲烷作为标识死时间的标识物，因为空气成分和甲烷气与载气性质相近，不与固定相作用。在液相色谱中，死时间的标识物应依据固定相和流动相性质确定，以不与固定相产生相互作用为原则，如硝酸盐、尿嘧啶等。

调整保留时间　某组分由于和固定相的作用，比不作用的组分在柱中多滞留的时间，称为调整保留时间，用表示。调整保留时间的实质是组分滞留在固定相中的时间总和，是组分的保留时间扣除死时间后的差值，即

可以认为，死时间就相当于组分的调整保留时间（在固定相中的滞留时间）趋近于零时的保留时间。

2.体积保留值

保留体积包括保留体积、死体积和调整保留体积三个参数。

保留体积　组分从进样开始到出现峰最大值所需的流动相体积，也就是在组分的保留时间内所需的流动相体积，用VR表示，即

式中，Fc为流动相体积流速，mL/min。

当流动相体积流速Fc增大，保留时间tR缩短，两者的乘积却不变，因此保留体积与流速无关，它和组分与固定相的作用及柱管的几何结构等有关。

死体积　从进样器至检测器的流路中，未被固定相占有的空间体积，称为死体积，用V0表示。死体积就是死时间内流进并充满色谱柱内所有空隙所需的流动相体积，即(www.xing528.com)

死体积包括柱内和柱外两部分。柱内部分是指柱内腔中扣除固定相占据的体积空间后的所有空隙体积之和；柱外部分包括柱前后连接导管、进样器和检测器内腔的容积总和，这也是产生谱带展宽的柱外效应所在。显然，死体积越小越好，死体积偏大，则谱带展宽严重，柱效降低，不利于分离。

调整保留体积　由保留体积扣除死体积后差值，称为调整保留体积，也相当于在调整保留时间内流经色谱柱的流动相体积，用表示，即

上述的保留时间与调整保留时间、保留体积与调整保留体积均为柱色谱的定性参数。

3.相对保留值

保留指数　在气相色谱中，基于色谱保留值与分子结构的关系，Kovats提出以系列有机化合物的保留指数作为一种定性指标，把组分的保留值换算成相当于正构烷烃的相对保留值。方法是用两个保留时间紧邻待测组分前后的正构烷烃作为基准物质，标定该组分的相对保留值，这个相对值称为保留指数，又称Kovats指数，计算式为

式中，Ix为待测组分的保留指数；z与（z+n）为两个正构烷烃的碳原子数。n可为1，2，…，通常为1。人为规定保留指数为正构烷烃碳原子数的100倍。例如正己烷、正庚烷及正辛烷的保留指数分别为600、700及800，每增加一个CH2，保留指数增加100，由此便可计算待测组分的保留指数。

例如：在Apiezol L柱上，柱温100℃，用正庚烷和正辛烷为参考物质对，测定乙酸正丁酯的保留指数（表7-3）。

表7-3　测定乙酸正丁酯的保留指数

乙酸正丁酯Ix计算：

说明乙酸正丁酯在该柱上的保留与7.756个碳原子（C7～C8）正构烷烃一致。

烷烃类组分保留指数只与被测组分、固定相性质及柱温有关，不受固定相用量、载气种类及流速等条件影响。在某种固定相测得样品中某组分的保留指数，可与文献记载该组分在该固定相填充柱上的保留指数比较，即可初步鉴别样品中该组分的存在。目前保留指数主要用于系列有机化合物在气相色谱中的保留行为的预测，在石油化工领域应用较多，对研究分子结构与保留的关系及其机理具有理论价值。

4.基本保留方程

依据调整保留时间与保留时间的关系，则有

它表示组分的保留时间与柱长、流动相速度、分配系数和相比之间的关系。也可以用保留体积表示：

这是色谱基本保留方程的另一种形式，同样适用于任何色谱过程，它表示某组分从柱后流出所需要的流动相体积，包括柱的死体积以及在组分滞留在固定相中的tR′时间内所流过的流动相体积，它的大小决定于该组分的分配系数和固定相体积，即KVs。