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為什么色譜柱的內(nèi)徑都不是整數(shù)?

更新時(shí)間:2018-03-07      點(diǎn)擊次數(shù):4326

  許多色譜柱的內(nèi)徑是2.1mm、4.6mm等,卻不是2mm、5mm這樣的整數(shù)?大家學(xué)習(xí)色譜的時(shí)候,不知道是不是想過(guò)這樣一個(gè)問(wèn)題:為啥色譜柱的內(nèi)徑通常都是一些很零碎的數(shù)字呢?

思路提示:速1mL/min對(duì)應(yīng)的是4.6mm內(nèi)徑色譜柱的*流速,而1.18mL/min對(duì)應(yīng)的是5mm內(nèi)徑色譜柱的*流速(都是說(shuō)5um填料的色譜柱)。

就是范德米特大對(duì)勾,詳細(xì)分析如下:

一、范德米特大對(duì)勾

 

  這個(gè)是基于5um填料色譜柱繪制的范德米特曲線,為啥要選5um填料?主要是因?yàn)檫@個(gè)規(guī)格的填料從上世紀(jì)80年代產(chǎn)生,90年代興盛到現(xiàn)在仍舊老當(dāng)益壯經(jīng)久不衰,堪稱經(jīng)典,另外,5um填料的范德米特曲線是個(gè)非常周正的對(duì)鉤...

  流速和柱效,對(duì)于給定的一根色譜柱(長(zhǎng)度,填料粒徑固定)越大的流速能產(chǎn)生越高的分析速度,越小的板高能產(chǎn)生越大的柱效;所以,在老范的對(duì)鉤當(dāng)中,橫坐標(biāo)數(shù)值越大,分析速度越快;縱坐標(biāo)數(shù)值越小,柱子的分離效果越好。


  知道了這些,我們就大概能理解老范畫(huà)的這個(gè)對(duì)鉤代表的意思了:對(duì)應(yīng)一根固定的色譜柱:柱效隨著流速提升而升高,到達(dá)一個(gè)zui大值以后,又開(kāi)始隨流速增大而降低,這個(gè)讓色譜柱達(dá)到zui大柱效的流速值,被叫做*流速,在*流速附近保證實(shí)際柱效與*柱效差異很小的一個(gè)區(qū)域內(nèi)的流速,被叫做*流速范圍。所以老范的對(duì)鉤的深層意義就是:誰(shuí)在*流速使用色譜柱,我就給誰(shuí)畫(huà)個(gè)大對(duì)鉤。

 

二、大對(duì)勾和流速的關(guān)系

  在老范的大對(duì)鉤中,橫坐標(biāo)叫做線速度,我們近似的把它認(rèn)為是流速,其實(shí),在“近似”的過(guò)程中,我們省略了內(nèi)徑這個(gè)因素,或者說(shuō)是色譜柱粗細(xì)的影響。

  線速度指的是色譜峰譜帶移動(dòng)的速度,通常用cm/min作為單位;而流速指的是色譜儀泵輸液的體積流速,通常用mL/min作為單位。

  舉上一個(gè)生活化的例子,就是汽車,線速度可以理解為汽車行駛的速度;流速可以理解為汽車燒油的速度,而不同內(nèi)徑的色譜柱,可以理解為不同大小的汽車,越粗的色譜柱代表著越大的汽車,要開(kāi)到相同的速度,燒的油就多,所以,更粗的色譜柱需要更大的體積流速才能產(chǎn)生與細(xì)色譜柱相同的線速度/分析速度。

 

、色譜柱的內(nèi)徑規(guī)格為啥那么多?

   剛才我們稍稍提過(guò)一下,小內(nèi)徑色譜柱的出現(xiàn)是出于溶劑節(jié)省和質(zhì)譜兼容性的原因,那么大家會(huì)問(wèn),既然小內(nèi)徑色譜柱有這些好處,為啥還沒(méi)有取代大內(nèi)徑的色譜柱?下面我來(lái)大概解釋一下吧:

1. 大內(nèi)徑色譜柱可以承載更大的上樣量,利用這個(gè)特性,我們可以進(jìn)行色譜制備純化,用很大內(nèi)徑的色譜柱,一次進(jìn)樣就可以純化很多樣品,還是用汽車做個(gè)例子,大公交比小面包可以裝更多的人。

2. 大內(nèi)徑的色譜柱有更好的抗“溶劑效應(yīng)”能力,通常即使溶劑兼容性不是那么好的情況下,大內(nèi)徑色譜柱更容易得到更好的峰型。

3. 大內(nèi)徑色譜柱對(duì)儀器的系統(tǒng)擴(kuò)散耐受能力較強(qiáng),由于使用較高流速分析,大內(nèi)徑色譜柱由于儀器死體積造成的柱效損失會(huì)更小,而小內(nèi)徑色譜柱對(duì)死體積格外敏感,這也是是為什么現(xiàn)在的窄徑柱(內(nèi)徑小于等于2.1mm)都推薦使用在高性能的UHPLC儀器上的原因。

4. 大內(nèi)徑色譜柱對(duì)儀器的延遲體積影響也相對(duì)不太敏感,主要也是由于使用高流速,可以盡量抵消延遲體積帶來(lái)的影響。

5. 對(duì)于某些型號(hào)的儀器以及某些特殊的方法,高流速下容易獲得更好的混合度,這主要是由于儀器的硬件性能限制導(dǎo)致的。

  所以呢,色譜柱內(nèi)徑大小的選擇和使用,*是要根據(jù)自己實(shí)際需要來(lái)選擇的,在某方面表現(xiàn)好,必然會(huì)有某方面的犧牲,尺有所短寸有所長(zhǎng),根據(jù)自己的儀器方法和實(shí)際需要選擇合適內(nèi)徑的色譜柱才是正道。

                                        文章來(lái)源:氣相色譜之家

 

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