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技术支持

为什么色谱柱的内径都不是整数?
发布时间:2018-03-07   点击次数:345次

  许多色谱柱的内径是2.1mm、4.6mm等,却不是2mm、5mm这样的整数?大家学习色谱的时候,不知道是不是想过这样一个问题:为啥色谱柱的内径通常都是一些很零碎的数字呢?

思路提示:速1mL/min对应的是4.6mm内径色谱柱的zui佳流速,而1.18mL/min对应的是5mm内径色谱柱的zui佳流速(都是说5um填料的色谱柱)。

就是范德米特大对勾,详细分析如下:

一、范德米特大对勾

 

  这个是基于5um填料色谱柱绘制的范德米特曲线,为啥要选5um填料?主要是因为这个规格的填料从上世纪80年代产生,90年代兴盛到现在仍旧老当益壮经久不衰,堪称经典,另外,5um填料的范德米特曲线是个非常周正的对钩...

  流速和柱效,对于给定的一根色谱柱(长度,填料粒径固定)越大的流速能产生越高的分析速度,越小的板高能产生越大的柱效;所以,在老范的对钩当中,横坐标数值越大,分析速度越快;纵坐标数值越小,柱子的分离效果越好。


  知道了这些,我们就大概能理解老范画的这个对钩代表的意思了:对应一根固定的色谱柱:柱效随着流速提升而升高,到达一个zui大值以后,又开始随流速增大而降低,这个让色谱柱达到zui大柱效的流速值,被叫做zui佳流速,在zui佳流速附近保证实际柱效与zui佳柱效差异很小的一个区域内的流速,被叫做zui佳流速范围。所以老范的对钩的深层意义就是:谁在zui佳流速使用色谱柱,我就给谁画个大对钩。

 

二、大对勾和流速的关系

  在老范的大对钩中,横坐标叫做线速度,我们近似的把它认为是流速,其实,在“近似”的过程中,我们省略了内径这个因素,或者说是色谱柱粗细的影响。

  线速度指的是色谱峰谱带移动的速度,通常用cm/min作为单位;而流速指的是色谱仪泵输液的体积流速,通常用mL/min作为单位。

  举上一个生活化的例子,就是汽车,线速度可以理解为汽车行驶的速度;流速可以理解为汽车烧油的速度,而不同内径的色谱柱,可以理解为不同大小的汽车,越粗的色谱柱代表着越大的汽车,要开到相同的速度,烧的油就多,所以,更粗的色谱柱需要更大的体积流速才能产生与细色谱柱相同的线速度/分析速度。

 

、色谱柱的内径规格为啥那么多?

   刚才我们稍稍提过一下,小内径色谱柱的出现是出于溶剂节省和质谱兼容性的原因,那么大家会问,既然小内径色谱柱有这些好处,为啥还没有取代大内径的色谱柱?下面我来大概解释一下吧:

1. 大内径色谱柱可以承载更大的上样量,利用这个特性,我们可以进行色谱制备纯化,用很大内径的色谱柱,一次进样就可以纯化很多样品,还是用汽车做个例子,大公交比小面包可以装更多的人。

2. 大内径的色谱柱有更好的抗“溶剂效应”能力,通常即使溶剂兼容性不是那么好的情况下,大内径色谱柱更容易得到更好的峰型。

3. 大内径色谱柱对仪器的系统扩散耐受能力较强,由于使用较高流速分析,大内径色谱柱由于仪器死体积造成的柱效损失会更小,而小内径色谱柱对死体积格外敏感,这也是是为什么现在的窄径柱(内径小于等于2.1mm)都推荐使用在高性能的UHPLC仪器上的原因。

4. 大内径色谱柱对仪器的延迟体积影响也相对不太敏感,主要也是由于使用高流速,可以尽量抵消延迟体积带来的影响。

5. 对于某些型号的仪器以及某些特殊的方法,高流速下容易获得更好的混合精准度,这主要是由于仪器的硬件性能限制导致的。

  所以呢,色谱柱内径大小的选择和使用,完全是要根据自己实际需要来选择的,在某方面表现好,必然会有某方面的牺牲,尺有所短寸有所长,根据自己的仪器方法和实际需要选择合适内径的色谱柱才是正道。

                                        文章来源:气相色谱之家

 

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