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主题：【分享】浅析色谱柱的几个容量

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有水有渝
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发表于：2010/02/24 22:26:17 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
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浅析色谱柱的几个容量



色谱柱体积：即色谱柱管的容积，Ｖ＝3.14*r2*L。以250*4.6mm的色谱柱为例，柱体积约为4.2ml，冲洗15倍体积约为60ml，即以1.0ml/min的流速，要冲洗60分钟。





容量因子：又称容量比或分配比,是在一定温度和压力下,组分在两相间分配达到平衡时的质量比。

色谱柱容量：是指色谱柱对一种溶质可容纳的最大量值，一旦超过此数值，该溶质的色谱峰就会发生畸变，也就是说常说的超载。超载的色谱峰并不均衡，而且沿固定方向变化，一般我们称之为“鲨鳍”峰。色谱柱超载常表现为色谱峰的严重拖尾，不过这种情况对色谱柱本身没有什么影响。在水月大姐的回复中提到：“在样品量增加到一定程度以后,柱效率迅速下降。能引起柱效率下降10%的样品量称之为柱容量。”柱容量与固定相的极性、填料的粒径，柱内径和溶质的保留度等有关。如果色谱柱对一种溶质的容量很高，则表明该溶质与固定相的极性很相似（相似相溶），例如，一根极性柱对极性化合物的容量一定大于对非极性化合物的容量。粒径和内径大的色谱柱，其相对柱容量也会较高，如制备型色谱柱，从分离的角度看，特别是制备纯物质的色谱分离，柱容量要大，这就需增加填充物和加大柱的内径，但柱径加大，进样量增加，柱的分离效率就会下降，势必要相应地增加柱长度，因而减慢分离速度，这是一对矛盾。故在实际工作中，常常要求在柱容量、柱效率和分析速度之间选择一个最佳的操作条件。



溶质的保留度增加会使柱容量降低，如果两种溶质极性类似，则后出峰的化合物更容易发生超载现象。

柱容量与固定相类型也有很大关系。表面多孔型固定相颗粒较大，多孔层厚度小，孔浅，相对死体积小，出峰迅速，柱效高，渗透性好；由于孔浅，梯度淋洗时，当流动相成分改变后．孔内外流动相成分能迅速达到平衡，机械强度高，装柱容易，其不足的是由于多孔层厚度小，因而柱容量小，最大允许样品量受到限制，适用于比较简单的样品分析及快速分析。

全多孔型固定相，由于颗粒很细，孔仍然很浅．传质速度较快，柱效高。梯度淋洗时孔内外流动相成分的平衡速度仍然较快．其最大特点是柱容量大，最大允许样品量是表面多孔型的5倍，但装填时的渗透性低，因而需要更高的操作压力．制柱比表面多孔型的难。这种固定相特别有利于痕量组分及多组分复杂混合物的分离分析。

色谱柱超载时，要减少进样量或稀释样品或使用高容量的色谱柱。
推荐答案：微雨燕双飞回复于2010/02/25
纠正几点地方：
1.超载会引起拖尾吗？
网上提供的很多资料均指出，样品量过载色谱峰拖尾，这是一个谬误。因为如果过载了，分离过程总会有一部分样品不被保留，这部分样品在柱中的移动速度较快，在色谱图上位于色谱峰的前半个位置，所以会前延，这是理论；我曾用至少5种样品测试过，结果支持理论；
2.载样量问题;由于涉及因素较多，下面的介绍只涉及单因素
（1）柱内径：恒定其他因素，最大载样量与柱管内径的平方成正比；
（2）填料：对于特定的固定相类型，吸附剂的比表面积越大，就能键合越多的官能团，载样量增大；官能团的键合密度越大，载样量也增大；对于全多孔硅胶基质，其表面积和粒径无关，所以载样量不会随粒径将减小而增大；对于表面多孔硅胶，随粒径减小，比表面积会增大，此时载样量会增大。

谢谢你的指正！
补充答案：

tyys98回复于2010/02/25


我的实验结果也支持上述两点判断。另外实验结果还表明，多孔硅胶为基质的填料，孔径较小的一般具有较高的比表面积，用它制作的键合硅胶其C/Si比值也较高，因此也具有更高的柱容量。

谢谢分享经验和知识

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有水有渝
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2010/2/24 22:28:47 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
峰容量：对给定的色谱条件下，在一定时间内，最多能从色谱柱洗出达到一定分离度的色谱峰个数。峰容量决定于色谱柱理论塔板数和最后一个峰的保留时间与死时间之比。提高色谱柱理论塔板数，提高柱内固定相体积，降低相比（柱内固定相颗粒间的空隙体积，即流动相与固定相体积之比），均会使峰容量增加。更小的固定相颗粒，常能获得更大的峰容量。这类颗粒效率较高，但它们的缺点是表面积较小。表面积小会导致载样量小和保留时间短。峰容量和分离速度等性能指标得到提高后的色谱法被称为超高效液相色谱法或UPLCTM。为了与HPLC保持相近的保留时间和载样量，UPLC必须使用多孔型颗粒。填充床的均匀性也是至关重要的，特别是当较短的色谱柱用以保持分辨率的稳定，而同时又要达到加快分离速度的目标时。另一项要求是色谱柱的内表面必须足够光滑，以便于填充较小颗粒。同时应重新设计色谱柱两端的筛板，使之既能留住小颗粒又能避免堵塞。





图中说明5 μm颗粒和1.7 μm颗粒的显著差异，该扫描电子显微图将两种颗粒与60 μm的人体头发相比较。在测量距离相同时，该头发的直径约等于12个5 μm的颗粒，33个1.7 μm的颗粒。
该帖子作者被版主 hgycook加 3积分， 2经验，加分理由：感谢楼主提供
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柏坡
hgycook
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2010/2/24 23:44:12 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
这对选择色谱柱有很大帮助，以往选择柱子对微观了解的还真不多啊，好资料！
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快乐
ynsfeed
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2010/2/25 10:52:04 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
以前一知半解，现在有了更好的认识。
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hujiangtao
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2010/2/25 11:13:57 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
很详细的资料 不错
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微雨燕双飞
godblesschina
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2010/2/25 12:47:32 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
纠正几点地方：
1.超载会引起拖尾吗？
网上提供的很多资料均指出，样品量过载色谱峰拖尾，这是一个谬误。因为如果过载了，分离过程总会有一部分样品不被保留，这部分样品在柱中的移动速度较快，在色谱图上位于色谱峰的前半个位置，所以会前延，这是理论；我曾用至少5种样品测试过，结果支持理论；
2.载样量问题;由于涉及因素较多，下面的介绍只涉及单因素
（1）柱内径：恒定其他因素，最大载样量与柱管内径的平方成正比；
（2）填料：对于特定的固定相类型，吸附剂的比表面积越大，就能键合越多的官能团，载样量增大；官能团的键合密度越大，载样量也增大；对于全多孔硅胶基质，其表面积和粒径无关，所以载样量不会随粒径将减小而增大；对于表面多孔硅胶，随粒径减小，比表面积会增大，此时载样量会增大。

谢谢你的指正！
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Last edit by xky0230699
tyys98
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2010/2/25 13:23:06 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 godblesschina(godblesschina) 发表:
纠正几点地方：
1.超载会引起拖尾吗？
网上提供的很多资料均指出，样品量过载色谱峰拖尾，这是一个谬误。因为如果过载了，分离过程总会有一部分样品不被保留，这部分样品在柱中的移动速度较快，在色谱图上位于色谱峰的前半个位置，所以会前延，这是理论；我曾用至少5种样品测试过，结果支持理论；
2.载样量问题;由于涉及因素较多，下面的介绍只涉及单因素
（1）柱内径：恒定其他因素，最大载样量与柱管内径的平方成正比；
（2）填料：对于特定的固定相类型，吸附剂的比表面积越大，就能键合越多的官能团，载样量增大；官能团的键合密度越大，载样量也增大；对于全多孔硅胶基质，其表面积和粒径无关，所以载样量不会随粒径将减小而增大；对于表面多孔硅胶，随粒径减小，比表面积会增大，此时载样量会增大。

我的实验结果也支持上述两点判断。另外实验结果还表明，多孔硅胶为基质的填料，孔径较小的一般具有较高的比表面积，用它制作的键合硅胶其C/Si比值也较高，因此也具有更高的柱容量。

谢谢分享经验和知识
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Last edit by tyys98
微雨燕双飞
godblesschina
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2010/2/25 13:34:22 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
综合来讲，网络上的资料很有益但谬误也不少。个人认为，当我们看到一篇资料，不论来源，应根据自己已有的知识辩一下真伪，最好能多方查阅交叉地验证真实性，务必做到真实，不要人云亦云。前天才来仪器论坛，发现大家发帖比较多，热情很高涨，但有个很大的问题，缺乏原创性的真实资料，谬误时有出现，这需要在知识水平和治学态度上下功夫。
声明：此言论出于最近的一些感想，并没有针对楼主，个人认为楼主的讲解还是很有益的，也希望楼主多方查阅资料对帖子中的谬误改正一下。
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Last edit by godblesschina
lanbing08
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2010/2/25 14:07:14 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
了解一下，一直知道的不全面！
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leish888
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2010/2/25 17:23:11 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
好东西学习了~~~
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changlem
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2010/2/25 17:27:01 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
支持......
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