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...看kan樣yang子zi,明ming顯xian不bu是shi,大da家jia會hui發fa現xian,市shi麵mian上shang大da部bu分fen的de色se譜pu柱zhu都dou是shi這zhe些xie奇qi怪guai的de內nei徑jing規gui格ge,反fan而er是shi那na些xie帶dai著zhe整zheng數shu值zhi內nei徑jing的de色se譜pu柱zhu好hao像xiang看kan上shang去qu和he大da家jia格ge格ge不bu入ru成cheng為wei了le異yi類lei...
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
zaiyexiangsepudejichulilunzhong,womenzonghuitingdaoyigeruleiguanerdemingzi,tajiaofandemite,weilejianbian,womenchenghutajiaozuolaofan,tazengjingzaizhishanghualeyigeduigou,yonglaijieshisepuzhudezhuxiaoheliusudeguanxi,houlai,zhegeduigouchumingle,beijiaozuo“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。
上圖是不同粒徑的範德米特曲線,不過這裏我們以5um填料色譜柱繪製的範德米特曲線為例,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。
那麼我們來解釋一下這個經典的對鉤吧,它被畫在一個坐標軸裏,橫坐標表示譜帶移動的線速度,縱坐標表示理論塔板高度。納尼?線速度,理論塔板高度,這都是嘛(四聲)?
▉ 流速和柱效
這兩個詞確實生僻。所以,我們可以把它們近似地理解為: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:柱zhu效xiao隨sui著zhe流liu速su提ti升sheng而er升sheng高gao,到dao達da一yi個ge最zui大da值zhi以yi後hou,又you開kai始shi隨sui流liu速su增zeng大da而er降jiang低di,這zhe個ge讓rang色se譜pu柱zhu達da到dao最zui大da柱zhu效xiao的de流liu速su值zhi,被bei叫jiao做zuo最zui佳jia流liu速su,在zai最zui佳jia流liu速su附fu近jin保bao證zheng實shi際ji柱zhu效xiao與yu最zui佳jia柱zhu效xiao差cha異yi很hen小xiao的de一yi個ge區qu域yu內nei的de流liu速su,被bei叫jiao做zuo最zui佳jia流liu速su範fan圍wei。所suo以yi老lao範fan的de對dui鉤gou的de深shen層ceng意yi義yi就jiu是shi:誰在最佳流速使用色譜柱,我就給誰畫個大對鉤。
▉ 內徑
扯che到dao這zhe兒er,一yi直zhi在zai說shuo老lao範fan和he流liu速su的de事shi兒er,還hai沒mei和he內nei徑jing扯che上shang一yi點dian關guan係xi,接jie下xia來lai,我wo們men就jiu要yao給gei老lao範fan和he流liu速su牽qian線xian搭da橋qiao了le,這zhe個ge牽qian線xian搭da橋qiao的de人ren就jiu叫jiao內徑。
在老範的大對鉤中,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;liusukeyilijieweiqicheshaoyoudesudu,erbutongneijingdesepuzhu,keyilijieweibutongdaxiaodeqiche,yuecudesepuzhudaibiaozheyuedadeqiche,yaokaidaoxiangtongdesudu,shaodeyoujiuduo,suoyi,gengcudesepuzhuxuyaogengdadetijiliusucainengchanshengyuxisepuzhuxiangtongdexiansudu/分析速度。
返回頭看老範給畫的大對鉤,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/min這zhe一yi點dian,不bu過guo,這zhe是shi線xian速su度du,我wo們men用yong的de色se譜pu儀yi都dou是shi需xu要yao設she定ding體ti積ji流liu速su的de,剛gang才cai我wo們men說shuo過guo,體ti積ji流liu速su和he色se譜pu柱zhu內nei徑jing是shi有you關guan的de,那na麼me問wen題ti來lai了le: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”,這是怎樣的國際主義精神啊。
後hou來lai呢ne,隨sui著zhe儀yi器qi的de進jin步bu,儀yi器qi能neng控kong製zhi的de流liu速su精jing度du越yue來lai越yue高gao,所suo以yi,出chu於yu對dui流liu動dong相xiang節jie省sheng和he質zhi譜pu兼jian容rong性xing等deng等deng的de需xu求qiu,也ye開kai始shi出chu現xian了le內nei徑jing更geng小xiao的de色se譜pu柱zhu,在zai這zhe些xie柱zhu子zi的de設she計ji上shang,仍reng舊jiu秉bing承cheng了le一yi貫guan的de業ye界jie良liang心xin,盡jin可ke能neng讓rang大da家jia在zai儀yi器qi控kong製zhi的de時shi候hou輸shu入ru一yi些xie更geng“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...)
▉ UHPLC
後來,UHPLC出現了,老範的對鉤明顯走形了……
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?
別慌,回過頭再用尺子比比老範的發福版對鉤,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...
▉ 大內徑色譜柱優勢
womenyijinglejielezaochengsepuzhuneijingshuzibushizhengshudeyuanyin,gangcaiwomenshaoshaotiguoyixia,xiaoneijingsepuzhudechuxianshichuyurongjijieshenghezhipujianrongxingdeyuanyin,namedajiahuiwen,jiranxiaoneijingsepuzhuyouzhexiehaochu,weishahaimeiyouqudaidaneijingdesepuzhu?下麵來大概解釋一下吧:
1:daneijingsepuzhukeyichengzaigengdadeshangyangliang,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(da)內(nei)徑(jing)色(se)譜(pu)柱(zhu)對(dui)儀(yi)器(qi)的(de)係(xi)統(tong)擴(kuo)散(san)耐(nai)受(shou)能(neng)力(li)較(jiao)強(qiang),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)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:大內徑色譜柱對儀器的延遲體積影響也相對不太敏感,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: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。
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