色譜從1903年開創(chuàng)至今，已經(jīng)120年，是重要的一門科學(xué)，在制藥，食品、環(huán)境、能源等領(lǐng)域都有非常廣泛的應(yīng)用，可以肯定的是未來(lái)分析測(cè)試進(jìn)步依然離不開色譜。

由于中國(guó)在色譜發(fā)展起步時(shí)間晚，作為從業(yè)人員的你是不是也經(jīng)常碰到這樣的困惑：

開發(fā)方法中，如何進(jìn)行色譜柱的選擇？

色譜柱如何沖洗維護(hù)，增加使用壽命？

SPE小柱前處理的開發(fā)流程？

為什么這次購(gòu)買的色譜柱壞的這么快？

樣品瓶是否可以重復(fù)使用？

………

可以理解大家碰到的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題是很多的，但卻苦于書本上的經(jīng)驗(yàn)太少，也沒(méi)有太多可以咨詢的通道，遇到問(wèn)題僅僅只能請(qǐng)教身邊的同事或同學(xué)，真正問(wèn)題得不到系統(tǒng)性的解決，這嚴(yán)重阻礙了中國(guó)色譜的發(fā)展。

色譜圈匯聚各行業(yè)經(jīng)驗(yàn)達(dá)人、各大廠商工程師、自建的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)為廣大分析人員提供免費(fèi)、高效、有趣的技術(shù)咨詢平臺(tái)。

色譜問(wèn)題，色譜圈幫你解答！

這一期，我們來(lái)討論柱效，即理論塔板數(shù)。

那什么是理論塔板數(shù)？

理論塔板數(shù)是基于經(jīng)典的塔板理論，理論很不好理解，

我們可以用圖片上藍(lán)色和紅色區(qū)域的小橫線來(lái)表示，實(shí)際上這些橫線是不存在色譜柱里面的，橫線數(shù)量越多，表示柱效越高。

一般認(rèn)為不同物質(zhì)在柱里分離效果越好，代表柱子越好，在同類型柱子，分離效果（Rs）只與柱子的理論塔板數(shù)（n）有關(guān)，n越大，分離效果越好。

所以，為了增加Rs，我們需要追求高柱效。

根據(jù)n=L（柱長(zhǎng)）/H（理論塔板數(shù)高度）可以得出，柱長(zhǎng)越長(zhǎng)，分離效果越好，例如： J&W DB-5ht 30m（柱長(zhǎng)）*0.25mm（內(nèi)徑）,0.1μm（顆粒半徑）的柱子就會(huì)比 J&W DB-5ht 15m*0.25mm,0.1μm的要高，但柱長(zhǎng)會(huì)增加會(huì)導(dǎo)致壓力增大，分析時(shí)間增加，峰寬增大，所以一味追求柱長(zhǎng)不可取，因此降低理論塔板高度也是可行方式。

根據(jù)范第姆特方程，H=A+B/u+C*u。

u為流動(dòng)相流速，可見流速對(duì)理論塔板高度是兩方面的，B項(xiàng)是反函數(shù)，而C項(xiàng)是一次函數(shù)，因此，在較高流速范圍內(nèi)降低流速對(duì)C項(xiàng)影響較大，對(duì)B項(xiàng)影響較小。此外，流速還會(huì)影響壓力，分析時(shí)間，峰寬等，所以選取適當(dāng)降低流動(dòng)相流速可提高柱效。

填料粒徑會(huì)影響范第姆特方程中A與C項(xiàng)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，填料粒徑越小，A,C兩項(xiàng)越小，柱效越高，例如：Xbridge C18 4.6*250mm 3um的柱子就會(huì)比Xbridge C18 4.6*150mm 5um的要高，但填料粒徑受制作工藝技術(shù)所制約。

柱溫對(duì)B,C兩項(xiàng)都有影響，溫度越高，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)B項(xiàng)越高而C項(xiàng)越低，但對(duì)C項(xiàng)影響更大，因此提高柱溫能提高柱效，但柱子跟儀器有一定受熱范圍，過(guò)高的溫度可能會(huì)導(dǎo)致填料變性，測(cè)試物質(zhì)變性等。

除此之外，填料顆粒結(jié)構(gòu)，流動(dòng)相粘度，填料厚度都會(huì)有影響。

總的來(lái)說(shuō)：

提高柱效方法有：

1，減少填料粒徑

2，選用低粘度溶劑做流動(dòng)相

3，適當(dāng)范圍內(nèi)降低流速

4，減少填料空穴深度

5，適當(dāng)范圍內(nèi)提高柱溫

6，增加柱長(zhǎng)等

那我們?nèi)绾螠y(cè)試柱子的柱效呢？

柱子包裝內(nèi)會(huì)有柱子的COA(Certificate of analysis)，如圖所示，COA內(nèi)會(huì)給定實(shí)驗(yàn)條件與測(cè)試物質(zhì)，以及測(cè)試后得到的塔板數(shù)，分離度，不對(duì)稱因子等，在用COA上實(shí)驗(yàn)條件測(cè)試得到數(shù)據(jù)后與或以前的數(shù)據(jù)做比較。

定期做柱效測(cè)試，便于追蹤色譜柱的性能變化。

然而，有經(jīng)驗(yàn)的分析人員會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)的柱效會(huì)比COA報(bào)告的低??！

儀器型號(hào)：島津LC-2010-CHT

儀器型號(hào):Waters 2695

那么為什么實(shí)驗(yàn)室測(cè)的柱效會(huì)比COA報(bào)告的低？

其實(shí)主要原因來(lái)源如下：

1， 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試條件與COA報(bào)告要求不一致；

2， 儀器不同，管線內(nèi)徑越大，擴(kuò)散體積越大，柱外效應(yīng)大；

3， 儀器檢測(cè)器采樣頻率設(shè)置過(guò)低，影響峰型；

4， 最容易忽略的是，進(jìn)樣量（進(jìn)樣濃度*進(jìn)樣體積）過(guò)大，導(dǎo)致峰超載；

5， 色譜柱在不正確的機(jī)器上使用，例如：UPLC柱在普通HPLC上測(cè)柱效。

其實(shí)柱效的因素還有很多，歡迎大家提出。

請(qǐng)注意：色譜柱廠家測(cè)試COA數(shù)據(jù)所使用的色譜系統(tǒng)是專門設(shè)計(jì)的，其系統(tǒng)擴(kuò)散體積非常低，測(cè)試出柱效為理想情況下，而實(shí)驗(yàn)室儀器的管路連接，操作環(huán)境，系統(tǒng)電路，所使用溶劑質(zhì)量都會(huì)不同，因此多數(shù)廠商默認(rèn)﹐只要對(duì)應(yīng)峰的柱效結(jié)果達(dá)到COA報(bào)告的70%或以

上均認(rèn)為色譜柱沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題。