離子色譜柱柱效的探討

發(fā)布日期：2017-05-25 作者：Admin 來源：陜西科儀 點擊：734

買到一個新的色譜柱，我們首先就要做一下這個色譜柱的柱效。下面我將從幾個問題來探討關(guān)于柱效的一些事。
1、什么是柱效？

柱效（column efficiency），是指色譜柱保留某一化合物而不使其擴散的能力。柱效能是一支色譜柱得到窄譜帶和改善分離的相對能力。

柱效，從名字上理解是色譜柱的分離效果。色譜柱的有效塔板數(shù)越大或有效的塔板高度越低，色譜柱的柱效越好，類似于每個塔板的分離效率相同，有效塔板數(shù)越多，最終得到的物質(zhì)越純。

柱效率是指溶質(zhì)通過色譜柱之后其區(qū)域?qū)挾仍黾恿硕嗌?，它與溶質(zhì)在兩相中的擴散及傳質(zhì)情況有關(guān)，這是所謂色譜的動力學過程。
2、怎么計算和直觀的提現(xiàn)？
從塔板概念評價柱效

根據(jù)塔板理論，可以計算一根色譜柱所達到的理論塔板數(shù)，或表達為每米理論塔板數(shù)n/m。把相當于一個理論塔板的柱子長度稱作理論塔板高度H，通常采用有效塔板數(shù)N和有效塔板高度L來表達柱效，W為峰寬,W1/2為半峰寬：
N=16(Tr/W)^2
=5.54(Tr/W(1/2))^2
=L/H

顯然，N值越大，或H值越小，柱效越高。分散效果主要取決于所選擇的固定相。

從柱的算公式上我們可以看出柱效主要跟理論塔板數(shù)和柱長有關(guān)系。我們來解釋一下理論塔板數(shù).

理論塔板數(shù)（theoretical plate number），N是色譜柱效的參數(shù)之一,用于定量表示色譜柱的分離效率（簡稱柱效）。N取決于固定相的種類、性質(zhì)（粒度、粒徑分布等）、填充狀況、柱長、流動相的種類和流速及測定柱效所用物質(zhì)的性質(zhì)。如果峰形對稱并符合正態(tài)分布，N可近似表示為：  
理論塔板數(shù)=5.54(保留時間/半高峰寬)2 (2是平方)

柱效率用理論塔板數(shù)定量地表示：N=16*（t/w）2。其中，t是溶質(zhì)從進樣到最大洗脫峰出現(xiàn)的時間，w為該溶質(zhì)的洗脫峰在基線處的寬度。在一色譜柱中用相同的洗脫條件時候，不同化合物的滯留時間與其洗脫峰寬度之比接近常數(shù)。因此理論塔板數(shù)大的色譜柱效率高。當然，N的大小和柱子長度有密切關(guān)系：理論塔板高度H=柱長/N，用H可以衡量單位長度的色譜柱的效率，H越小，則色譜柱效率越高。N為常量時，W隨tR成正比例變化。在一張多組分色譜圖上，如果各組份含量相當，則后洗脫的峰比前面的峰要逐漸加寬，峰高則逐漸降低。  

用半峰寬計算理論塔板數(shù)比用峰寬計算更為方便和常用，因為半峰寬更容易準確測定，尤其是對稍有拖尾的峰。  

N與柱長成正比，柱越長，N越大。用N表示柱效時應注明柱長，，如果未注明，則表示柱長為1米時的理論塔板數(shù)。（一般HPLC柱的N在1000以上。）若用調(diào)整保留時間（tR’）計算理論塔板數(shù)，所得值稱為有效理論塔板數(shù)（N有效或Neff）=16(tR/W)

離子色譜柱的柱效一般由硫酸根的理論塔板數(shù)來計，理論塔板數(shù)可以由色譜儀工作站直接讀出，一般離子色譜柱的柱效大于1000個塔板數(shù).

3、柱效下降會有什么現(xiàn)象？

1.看峰分離度，分離度直接關(guān)系測試結(jié)果準確性，可以判斷柱效是否下降，柱效下降分離度一般會變差。

2. 測定色譜柱的塔板數(shù)來判斷

3.通過壓力變化和出峰時間來判斷，一般柱效下降時伴隨著柱壓的升高和降低，此時出峰的時間也會和之前有很大差異。

4.還可以根據(jù)新的柱子的保留時間判斷,看重復性,平行性如何.

5. 通過譜圖峰型的變化，是否有嚴重前伸和拖尾現(xiàn)象，如果峰型很差了，柱效已經(jīng)下降了
4、柱效下降后如何來提高柱效？

離子交換柱長時間在緩沖溶液中使用和進樣,將導致色譜柱離子交換能力下降,.用稀酸緩沖溶液沖洗可以使陽離子柱再生,反之,用稀堿緩沖溶液沖洗可以使陰離子柱再生.    另外,還可以選擇能溶解柱內(nèi)污染物的溶劑為流動相做正方向和反方向沖洗.但再生后的色譜柱柱效是不可能恢復到新柱的水平的。如果柱子裝反了,可以調(diào)回來,但可能會造成柱內(nèi)擔體塌陷.在不得已的情況下盡量不要反裝色譜柱。
具體方法如下：
離子色譜陰離子柱