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为什么我们要关心色谱柱内径?

更新时间:2023-02-21      点击次数:624

       相信很多色谱分析员都知道,改变色谱柱内径将对许多变量产生直接影响,包括峰高、信噪比、平均柱效、样品载量、对强注射溶剂的敏感性、压力、分析物保留次、溶剂用量和/或液体废物的产生等多方面问题。市面上的液相色谱柱的内径有4.6 毫米、3.0 毫米、2.1 毫米等等多种选择,那么,为什么会有这么多内径规格呢,下面恒谱生带您了解。

恒谱生色谱耗材-DSC_4533

一:内径对柱色谱有什么影响?

       在柱色谱法中,样品物质在流动相的帮助下穿过柱子。它们根据与固定相的相互作用进行分离,从而产生不同的保留时间。换句话说,可以根据流动相和固定相之间相互作用的类型以及它们通过色谱柱所需的时间来分离和检测分子。那么,柱径如何符合方程式的呢?可以想象,更大的直径使流动相更容易通过。相反,较窄的列意味着这样做需要更长的时间。可以理解为这对敏感性有连锁反应,花在色谱柱上的时间越少意味着灵敏度越低,而时间越长则灵敏度越高。因此,较宽的直径通常会导致较低的灵敏度,而较窄的直径则与较高的灵敏度相关。其实样本量也会有影响,较宽的色谱柱需要更大的样品和更多的溶剂才能进行分析,而窄的色谱柱可以使用较小的样品和较少的溶剂作为流动相。

       当然,选择色谱柱并不是只有内径这一种因素,色谱柱的长度和它们能够承受的压力也可能不同。从长度开始,这可以产生与直径类似的效果。较短的色谱柱可缩短分析时间从而降低灵敏度。而较长的色谱柱会增加分析时间并改善结果。基于以上所述,很显然长而窄的色谱柱会提供更加优越的结果,因为它会增加分析时间、提高灵敏度并且不需要更大的样品。但是,推动流动相通过色谱柱需要更大的压力。色谱柱只能承受一定程度的压力,而泵需要能够提供足够的压力,因此在选择时也需要考虑这一点。在泵的出口和进样阀之间可以安装在线过滤器,是能够用来过滤流动相中的杂质和固体颗粒,保护液相系统的正常运行的一种过滤型色谱耗材。在液相色谱系统中,恒谱生在线过滤器可以很大程度上地减少泵、混合器和管路在流动相中输送过程中所产生的堵塞、损坏仪器等情况出现。

在线过滤器-DSC_4517

二:为什么要使用不同直径的色谱柱?

       有两个主要优势:第一个是减少流动相消耗,第二个是减少峰体积。如果将流速调整为恒定线速度,如HPLC柱径改变时保留时间应相同,因此样品运行时间将保持不变。如果运行时间相同且流速降低,则将使用较少的流动相。峰体积(以体积表示的峰宽)随着色谱柱横截面积的减小或直径变化的平方而下降。这转化为成比例的更高的峰,假设相同质量的样品可以加载到色谱柱上,这可能是正确的,也可能不是正确的。因此,假设注入相同质量的样品,从 4.6 毫米内径的色谱柱换成 2.1 毫米的色谱柱应该会将峰宽减少五倍,并将峰高增加相同的量。

色谱柱-DSC_4435

       当柱直径发生变化时,对流速进行必要的改变以保持恒定的线速度是相当简单的。减小柱径有助于节省溶剂和提高检测限。但是对于较小直径的色谱柱,可能会观察到系统性能的下降。从故障排除的角度来看,很容易将系统性能不佳归咎于色谱柱本身,而真正的罪魁祸首可能是 LC 系统的柱外体积。对柱外效应的相对不敏感是填充直径 5 µm 颗粒的4.6 mm × 150mm 色谱分析柱可能在未来许多年内仍然是常规 LC 工作的主力色谱柱的原因之一。

       今天恒谱生分享的知识先到这啦,希望对您的工作有所帮助!