柱效(columnefficiency)，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，這是所謂色譜的動力學過程。
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)和柱長有關系。我們來解釋一下理論塔板數(shù)。
理論塔板數(shù)(theoreticalplatenumber)，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).
柱效下降會有什么現(xiàn)象?
1.看峰分離度，分離度直接關系測試結果準確性，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
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。
色譜柱的使用壽命，除了與所分析的樣品和流動相及使用頻率有關系外，主要的是與日常的維護密切相關。色譜柱的使用壽命主要是柱效和柱壓兩個指標來衡量，如果一支色譜柱柱效太低或柱壓太高，通常被認為該色譜柱已經(jīng)結束。因此，延長色譜柱使用壽命的關鍵是，消除引起柱效下降和柱壓升高的因素。以下是色譜柱的維護方法：
一、流動相的PH應在使用的范圍內(nèi)
流動相超過其PH范圍將會導致硅膠基質(zhì)流失和鍵合相碳鏈斷裂，使柱效下降，使用壽命變短。由于流動相的PH控制不當而對色譜柱造成的損害，通常很難是色譜柱恢復，因此必須認真對待，嚴格控制流動相的PH值。
二、去除樣品和流動相中的固體顆粒
樣品和流動相中含有的固體顆粒物質(zhì)會堵塞色譜柱篩板，篩板被堵住不僅會引起柱壓的升高，而且也會引起柱效下降，因為篩板的堵塞會引起液流不均，導致色譜峰型拖尾、變寬，從而使柱效下降。因此，建議使用超純水和色譜純試劑，在分析樣品前對樣品進行針筒過濾，流動相過0、45μm濾膜。
三、使用保護柱或在線過濾器
樣品和流動相經(jīng)過濾后并不能完全消除固體顆粒物質(zhì)，因為泵的磨損、密封圈和管路的老化也會產(chǎn)生固體顆粒物質(zhì)，這些固體顆粒被流動相帶入色譜柱，堵塞篩板，導致柱壓升高、柱效下降。保護柱和在線過濾器上都有篩板，其孔徑與色譜柱孔徑相同，因此可以阻止固體顆粒物質(zhì)到達色譜柱，有效防止色譜柱篩板的堵塞。由于柱壓升高在分析故障中占很大比例，因此，除對樣品和流動相進行過濾外，建議您在色譜柱進樣端加上保護柱或在線過濾器。
如果色譜柱柱壓升高是由于進樣端篩板被堵引起的，可選擇以下方式進行補救：
1、先在色譜柱前加上保護柱或在線過濾器，然后用甲醇、水=20/80ml/min反向沖色譜柱180min、
2、先在色譜柱進樣端加上保護柱或在線過濾器，然后反向使用。
四、正確使用緩沖鹽
緩沖鹽通常易溶于水，難溶于有機溶劑，因此緩沖鹽使用不當會使其析出，堵塞填料基質(zhì)上的微孔和顆粒間的空隙，使填料板結，柱壓上升；同時阻礙了基質(zhì)上鍵合的碳鏈自由舒展，使色譜柱的保留能力下降，柱效降低。緩沖鹽析出后，去除非常困難，因此，正確的使用緩沖鹽對延長色譜柱使用壽命非常重要。
正確使用緩沖鹽的目的是防止緩沖鹽析出，因此正確使用緩沖鹽的方法可歸結為一句話：使用前要過濾，使用后要沖洗。具體方法如下：
1、等度條件：使用緩沖鹽前和使用后需用過渡流動相以1、0ml/min流速沖洗60min；使用后去除緩沖鹽的另一個方法是用過渡流動相以0、2ml/min流速沖洗色譜柱過夜。
2、梯度條件：用含有緩沖鹽的流動相跑梯度之前，用與初始流動相組成相同的過渡流動相以1、0ml/min流速沖洗60min，再用該過渡流動相以1、0ml/min沖洗色譜柱120min。含緩沖鹽流動相的梯度設定應盡量平緩，以避免梯度過程中緩沖鹽析出。
注意：過渡流動相是指有機相和水相的組成與分析流動相相同，區(qū)別只是過渡流動相不含緩沖鹽。
3、緩沖鹽析出的補救方法：
方案1：用甲醇/20/80以1、0ml/min流速35攝氏度條件下反向沖洗色譜柱120min
方案2：用甲醇/水=20/80以0、2ml/min流速反向沖洗色譜柱過夜。
五、防止強保留物質(zhì)在色譜柱上存留
強保留物質(zhì)和大分子化合物在色譜柱中累積，對樣品中的化合物產(chǎn)生額外的保留行為，不僅引起峰型變寬、拖尾，使柱效下降，同時也會引起保留時間的變化，累積到一定程度時還會導致柱壓升高。由于強保留物質(zhì)和大分子化合物對色譜分離的影響是一個累積效應，需要一定的時間才會體現(xiàn)出來，但對許多藥品特別是復雜樣品而言，很難判斷其是否是含有強保留物質(zhì)，因此要防止強保留物質(zhì)的累積，需要在每天的日常維護中用純甲醇或乙氰清洗色譜柱。
液相色譜柱是一種用于液體色譜分析儀器,其結構主要有：
a、空柱由柱接頭、柱管及濾片組裝而成。
柱接頭采用低死體積結構，柱接頭是兩端螺紋組件，一端是為7/16英寸外螺紋，另一端是3/16英寸的內(nèi)螺紋(國內(nèi)外已規(guī)范化)。7/16英寸外螺紋與1/4英寸柱管(Φ6.35mm)連接，中間放置壓壞用于密封。3/16英寸的內(nèi)螺紋與1/16英寸(Φ1.57mm)的連接管連接，中間也放置壓環(huán)用于柱接頭的密封。為了盡量減少柱外死體積，在安裝色譜柱時，用Φ1.57mm連接管通過空心螺釘壓環(huán)后要盡量插到底，然后再擰緊空心螺釘。壓環(huán)被空心螺釘擠壓變形后緊箍在連接管上(連接管通過壓環(huán)后露出的管長度應嚴格控制在2.5mm長或其他固定尺寸)。
在兩端柱接頭內(nèi)，柱管兩端各放置一片不銹鋼濾片(或濾網(wǎng))，用于封堵柱填料不被流動相沖出柱外而流失。空柱各組件均為316#不銹鋼材質(zhì)，能耐受一般的溶劑作用。但由于含氯化物的溶劑對其有一定的腐蝕性，故使用時要注意，柱及連接管內(nèi)不能長時間存留此類溶劑，以避免腐蝕。
b、柱填料：
液相色譜柱的分離作用是在填料與流動相之間進行的，柱子的分類是依據(jù)填料類型而定。
正相柱：多以硅膠為柱填料。根據(jù)外型可分為無定型和球型兩種，其顆粒直徑在3—10 ?m的范圍內(nèi)。另一類正相填料是硅膠表面鍵合—CN，-NH2等官能團即所謂的鍵合相硅膠。
反相柱：主要是以硅膠為基質(zhì)，在其表面鍵合十八烷基官能團(ODS)的非極性填料。也有無定型和球型之分。
常用的其他的反相填料還有鍵合C8、C4、C2、苯基等，其顆粒粒徑在3—10 ?m之間。
安裝方法：
a、拆開柱包裝盒，確認色譜柱的類型、尺寸、出廠日期以及柱內(nèi)貯存的溶劑。
b、擰下柱兩端接頭的密封堵頭放回包裝盒供備用。
c、 按柱管上標示的流動相流向，將色譜柱的入口端通過連接管與進樣閥出口相連接(如條件允許，建議在柱前使用保護柱);柱的出口與檢測器連接。連接管是外徑為1.57mm、內(nèi)徑為0.1-0.3mm的不銹鋼管。連接管的兩端均有空心螺釘及密封用壓環(huán)。在接管時一定要設法降低柱外死體積。連接管通過空心螺釘、壓環(huán)后盡量用力插到底，然后順時針擰緊空心螺釘，直到擰不動為止，再用扳手繼續(xù)順時針擰1/4-1/2圈，切記不要用力過大。如色譜柱通過流動相加壓后有漏液現(xiàn)象，請用扳手繼續(xù)順時針擰1/4圈，直至不漏液為止。
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