大家做液相的時候,不知道是不是有人和我一樣在想一個問題:
為啥色譜柱的內徑都是一些很零碎的數字,
比如:4.6mm;2.1mm,
從來沒有見到過5mm,10mm這種看上去讓人賞心悅目的整數。
小編相信大部分人都有這樣的疑問。
那麼,是不是設計色譜柱的人腦子進了水,非要挑些奇怪的數字來消遣大家...kanyangzi,mingxianbushi,dajiahuifaxian,shimianshangdabufendesepuzhudoushizhexieqiguaideneijingguige,fanershinaxiedaizhezhengshuzhineijingdesepuzhuhaoxiangkanshangquhedajiagegeburuchengweileyilei。
到底是為什麼?這一定是有什麼原因的...那麼原因是什麼呢?
範德米特曲線
在(zai)液(ye)相(xiang)色(se)譜(pu)的(de)基(ji)礎(chu)理(li)論(lun)中(zhong),我(wo)們(men)總(zong)會(hui)聽(ting)到(dao)一(yi)個(ge)如(ru)雷(lei)貫(guan)耳(er)的(de)名(ming)字(zi),他(ta)叫(jiao)範(fan)德(de)米(mi)特(te),為(wei)了(le)簡(jian)便(bian),我(wo)們(men)稱(cheng)呼(hu)他(ta)叫(jiao)做(zuo)老(lao)範(fan),他(ta)曾(zeng)經(jing)在(zai)紙(zhi)上(shang)畫(hua)了(le)一(yi)個(ge)對(dui)鉤(gou),用(yong)來(lai)解(jie)釋(shi)色(se)譜(pu)柱(zhu)的(de)柱(zhu)效(xiao)和(he)流(liu)速(su)的(de)關(guan)係(xi),後(hou)來(lai),這(zhe)個(ge)對(dui)鉤(gou)出(chu)名(ming)了(le),被(bei)叫(jiao)做(zuo)“範德米特曲線”,成為了液相色譜分離當中最經典的理論之一。
這個是基於5um填料色譜柱繪製的範德米特曲線,為啥要選5um填料?主要是因為這個規格的填料從上世紀80年代產生,90年代興盛到現在仍舊老當益壯經久不衰,堪稱經典,另外,5um填料的範德米特曲線是個非常周正的對鉤。
namewomenlaijieshiyixiazhegejingdiandeduigouba,tabeihuazaiyigezuobiaozhouli,hengzuobiaobiaoshipudaiyidongdexiansudu,zongzuobiaobiaoshililuntabangaodu。nani?xiansudu,liluntabangaodu,zhedoushima?
這兩個詞確實生僻。所以,我們得把他們近似的翻譯成接地氣的詞彙,那麼他們可以近似的理解為:流速和柱效,對於給定的一根色譜柱(長度,填料粒徑固定)越大的流速能產生越高的分析速度,越小的板高能產生越大的柱效;所以,在老範的對鉤當中,橫坐標數值越大,分析速度越快;縱坐標數值越小,柱子的分離效果越好。
知道了這些,我們就大概能理解老範畫的這個對鉤代表的意思了:對應一根固定的色譜柱:zhuxiaosuizheliusutishengershenggao,daodayigezuidazhiyihou,youkaishisuiliusuzengdaerjiangdi,zhegerangsepuzhudadaozuidazhuxiaodeliusuzhi,beijiaozuozuijialiusu,zaizuijialiusufujinbaozhengshijizhuxiaoyuzuijiazhuxiaochayihenxiaodeyigequyuneideliusu,beijiaozuozuijialiusufanwei。suoyilaofandeduigoudeshencengyiyijiushi:誰在最佳流速使用色譜柱,我就給誰畫個大對鉤。
流速與內徑
chedaozheer,yizhizaishuolaofanheliusudeshier,haimeiheneijingcheshangyidianguanxi,jiexialai,womenjiuyaogeilaofanheliusuqianxiandaqiaole,zhegeqianxiandaqiaoderenjiujiaoneijing。
在小編的大對鉤中,橫坐標叫做線速度,我們近似的把它認為是流速,其實,在“近似”的過程中,我們省略了內徑這個因素,或者說是色譜柱粗細的影響。
線速度指的是色譜峰譜帶移動的速度,通常用cm/min作為單位,
而流速指的是色譜儀輸液的體積流速,通常用mL/min作為單位。
舉上一個生活化的例子,就是汽車,線速度可以理解為汽車行駛的速度;流liu速su可ke以yi理li解jie為wei汽qi車che燒shao油you的de速su度du,而er不bu同tong內nei徑jing的de色se譜pu柱zhu,可ke以yi理li解jie為wei不bu同tong大da小xiao的de汽qi車che,越yue粗cu的de色se譜pu柱zhu代dai表biao著zhe越yue大da的de汽qi車che,要yao開kai到dao相xiang同tong的de速su度du,燒shao的de油you就jiu多duo,所suo以yi,更geng粗cu的de色se譜pu柱zhu需xu要yao更geng大da的de體ti積ji流liu速su才cai能neng產chan生sheng與yu細xi色se譜pu柱zhu相xiang同tong的de線xian速su度du/分析速度。
返回頭看小編給畫的大對鉤,找個尺子一比,發現對於5um填料的色譜柱,最佳流速對應的是大概6cm/minzheyidian,buguo,zheshixiansudu,womenyongdesepuyidoushixuyaoshedingtijiliusude,gangcaiwomenshuoguo,tijiliusuhesepuzhuneijingshiyouguande,namewentilaile:色譜柱內徑哪樣好?
在這個問題上,設計色譜柱的人沒有隨便設計個1,2,5,10mm這種自己看了爽大家又喜聞樂見的內徑數字,在這個問題上,他們秉承了“業界良心”。
大家想想看,自己在色譜儀上輸入流速的時候,是輸入1mL/min的感覺爽還是輸入1.18mL/min的感覺爽?我相信,隻要不是自虐傾向太強的同學,一定都會覺得是1mL/min更爽些...1mL/min對應的是4.6mm內徑色譜柱的最佳流速,而1.18mL/min對應的是5mm內徑色譜柱的最佳流速(都是說5um填料的色譜柱)。
現在大家明白為啥我說色譜柱的設計者有“業界良心”了吧,為了讓大家在使用的時候爽,他們寧可讓自己在做柱子的時候“不爽”。
houlaine,suizheyiqidejinbu,yiqinengkongzhideliusujingduyuelaiyuegao,suoyi,chuyuduiliudongxiangjieshenghezhipujianrongxingdengdengdexuqiu,yekaishichuxianleneijinggengxiaodesepuzhu,zaizhexiezhuzideshejishang,rengjiubingchengleyiguandeyejieliangxin,jinkenengrangdajiazaiyiqikongzhideshihoushuruyixiegeng“整”的數字,所以色譜柱的內徑仍舊是不太規整的,3.0mm對應0.4mL/min,2.1mm對應0.2mL/min,1.0mm對應0.05mL/min(這個貌似兩邊都挺整,簡直是強迫症患者的福音啊~不過,其實這個規格的色譜柱遠沒有其他規格的填料種類全...)
後來,UHPLC出現了,小編的對鉤明顯走形了……
我們能看到,UHPLC對應的最佳流速已經明顯和5um的HPLC填料不同了,按照剛才的業界良心理論,UHPLC色譜柱的內徑也應該應對變化以繼續讓大家爽,可但是,我們看到的UHPLC色譜柱的內徑規格還是那老三樣:4.6,3.0和2.1。
難道是世風日下,業界良心一去不返了?
看官別慌,回過頭再用尺子比比小編的發福版對鉤,我們會看到,對於UHPLC的最佳流速,大概是在12cm/min這個地方,而且,由於UHPLC最佳流速範圍的擴展,經典HPLC的最佳流速數值仍然在最佳流速範圍內,所以,即使我們不改變內徑和流速,UHPLC的柱效也是很好的,如果要追求最佳流速,隻要把原來的流速都乘以2就差不多了,1變成2,應該也不會造成什麼不爽...
大內徑色譜柱
我(wo)們(men)已(yi)經(jing)了(le)解(jie)了(le)造(zao)成(cheng)色(se)譜(pu)柱(zhu)內(nei)徑(jing)數(shu)字(zi)不(bu)是(shi)整(zheng)數(shu)的(de)原(yuan)因(yin),剛(gang)才(cai)我(wo)們(men)稍(shao)稍(shao)提(ti)過(guo)一(yi)下(xia),小(xiao)內(nei)徑(jing)色(se)譜(pu)柱(zhu)的(de)出(chu)現(xian)是(shi)出(chu)於(yu)溶(rong)劑(ji)節(jie)省(sheng)和(he)質(zhi)譜(pu)兼(jian)容(rong)性(xing)的(de)原(yuan)因(yin),那(na)麼(me)大(da)家(jia)會(hui)問(wen),既(ji)然(ran)小(xiao)內(nei)徑(jing)色(se)譜(pu)柱(zhu)有(you)這(zhe)些(xie)好(hao)處(chu),為(wei)啥(sha)還(hai)沒(mei)有(you)取(qu)代(dai)大(da)內(nei)徑(jing)的(de)色(se)譜(pu)柱(zhu)?下(xia)麵(mian)來(lai)大(da)概(gai)解(jie)釋(shi)一(yi)下(xia)吧(ba):
1、大內徑色譜柱可以承載更大的上樣量
liyongzhegetexing,womenkeyijinxingsepuzhibeichunhua,yonghendaneijingdesepuzhu,yicijinyangjiukeyichunhuahenduoyangpin,haishiyongqichezuogelizi,dagongjiaobixiaomianbaokeyizhuanggengduoderen。
2、大內徑的色譜柱有更好的抗“溶劑效應”能力
通常即使溶劑兼容性不是那麼好的情況下,大內徑色譜柱更容易得到更好的峰型。
3、大內徑色譜柱對儀器的係統擴散耐受能力較強
由(you)於(yu)使(shi)用(yong)較(jiao)高(gao)流(liu)速(su)分(fen)析(xi),大(da)內(nei)徑(jing)色(se)譜(pu)柱(zhu)由(you)於(yu)儀(yi)器(qi)死(si)體(ti)積(ji)造(zao)成(cheng)的(de)柱(zhu)效(xiao)損(sun)失(shi)會(hui)更(geng)小(xiao),而(er)小(xiao)內(nei)徑(jing)色(se)譜(pu)柱(zhu)對(dui)死(si)體(ti)積(ji)格(ge)外(wai)敏(min)感(gan),這(zhe)也(ye)是(shi)是(shi)為(wei)什(shen)麼(me)現(xian)在(zai)的(de)窄(zhai)徑(jing)柱(zhu)(內徑小於等於2.1mm)都推薦使用在高性能的UHPLC儀器上的原因。
4、大內徑對儀器的延遲體積影響相對不太敏感
主要也是由於使用高流速,可以盡量抵消延遲體積帶來的影響。
5、大內徑可獲得更高流速
對於某些型號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精準度,這主要是由於儀器的硬件性能限製導致的。
suoyine,sepuzhuneijingdaxiaodexuanzeheshiyong,wanquanshiyaogenjuzijishijixuyaolaixuanzede,zaimoufangmianbiaoxianhao,biranhuiyoumoufangmiandexisheng,chiyousuoduancunyousuochang,genjuzijideyiqifangfaheshijixuyaoxuanzeheshineijingdesepuzhucaishizhengdao。
最後,至於UHPLC為wei什shen麼me會hui導dao致zhi小xiao編bian的de對dui鉤gou變bian型xing,這zhe是shi個ge挺ting複fu雜za的de問wen題ti,光guang靠kao老lao範fan畫hua的de對dui鉤gou已yi經jing無wu法fa解jie釋shi了le,還hai得de把ba他ta編bian的de公gong式shi也ye拿na出chu來lai,這zhe個ge,作zuo為wei後hou話hua吧ba......
文章(文字)來源:液相達人館 網絡
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