色譜是一種分離分析手段，分離是核心，因此擔(dān)負(fù)分離作用的色譜柱是色譜系統(tǒng)的心臟。對色譜柱的要求是柱效高、選擇性好，分析速度快等。市售的用于HPLC的各種微粒填料如多孔硅膠以及以硅膠為基質(zhì)的鍵合相、氧化鋁、有機聚合物微球（包括離子交換樹脂）、多孔碳等，其粒度一般為3,5,7,10μm等，柱效理論值可達(dá)5~16萬/米。對于一般的分析只需5000塔板數(shù)的柱效；對于同系物分析，只要500即可；對于較難分離物質(zhì)對則可采用高達(dá)2萬的柱子，因此一般10~30cm左右的柱長就能滿足復(fù)雜混合物分析的需要。
在選擇色譜柱規(guī)格時應(yīng)考慮下列因素：
①色譜柱內(nèi)徑：樣品的上樣要與色譜柱的交叉截面面積相對稱，要選擇色譜柱的內(nèi)徑要適合于樣品的上樣量。
②填料的粒徑：越小的粒徑具有越高的柱效，但是價格更高，并且?guī)砀叩闹鶋?，要求設(shè)備的硬件具備更高的壓力耐受性。在被測組分的色譜峰與其它色譜峰非常靠近時，就需要更高的柱效，此時較小粒徑的色譜填料就顯得非常有用。相反，越大的粒徑則柱效越低，但價格也相對較低，同時對設(shè)備的要求也不高。
③色譜柱長度：越長的色譜柱具有越高的柱效和更高的樣品承載量，但是柱壓將會更高，同時分離時間可能會更長。
儀器網(wǎng)-專業(yè)分析儀器服務(wù)平臺,實驗室儀器設(shè)備交易網(wǎng),儀器行業(yè)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)宣傳媒體。
相關(guān)熱詞：
等離子清洗機,反應(yīng)釜,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,高精度溫濕度計,露點儀,高效液相色譜儀價格,霉菌試驗箱,跌落試驗臺,離子色譜儀價格,噪聲計,高壓滅菌器,集菌儀,接地電阻測試儀型號,柱溫箱,旋渦混合儀,電熱套,場強儀萬能材料試驗機價格,洗瓶機,勻漿機,耐候試驗箱,熔融指數(shù)儀,透射電子顯微鏡。
1.色譜柱斷裂
熔融石英色譜柱的聚酰亞胺涂層如有少許破裂它就會斷裂。聚酰亞胺涂層可保護易碎的熔融石英管線。柱溫箱持續(xù)的加熱或冷卻、柱溫箱風(fēng)扇的震動以及把色譜柱繞在圓形柱架上均會對管線造成壓力。zui后在薄弱處發(fā)生斷裂。通過輕劃或磨損聚酰亞胺涂層會造成出現(xiàn)薄弱處。通常鋒利的尖或邊劃管線時會造成劃痕。色譜柱掛鉤和標(biāo)簽、GC 柱溫箱的金屬邊、色譜柱切割器以及實驗室實驗臺上的各種物品都帶有鋒利的尖或邊。色譜柱自身斷裂的情況很少。色譜柱制造業(yè)試圖找出所有有缺陷的管線并避免在已制好的色譜柱中使用這些管線。
直徑較大的色譜柱更容易斷裂。也就是說在處理0.45-0.53 mm 內(nèi)徑的管線時要比處理0.18-0.32 mm 內(nèi)徑的管線更加謹(jǐn)慎以防斷裂。已斷裂的色譜柱并非不能用。如果已斷裂的色譜柱保持在高溫下連續(xù)運行或運行多個溫度程序，則將十分容易損壞。已斷裂色譜柱的后半段暴露在高溫的氧中會迅速損壞固定相。而色譜柱的前半段因有載氣通過仍會保持完好。如果已斷裂的色譜柱未經(jīng)加熱而是僅在高溫或含氧的環(huán)境下暴露很短時間，則后半段將不會受到任何嚴(yán)重?fù)p壞?？梢酝ㄟ^安裝接頭來接上已斷裂的色譜柱。任何合適的接頭都可重新連接色譜柱。一支色譜柱上不能裝入超過2-3 個接頭。多個接頭會造成死體積（拖尾峰）問題。
2.熱損壞
超出色譜柱的溫度上限會造成固定相和管表面的加速損壞。這樣會造成色譜柱的過分流失，活性組分形成拖尾，以及/或降低柱效（分離度）。幸好熱損壞是一個很慢的過程，因此，在色譜柱嚴(yán)重?fù)p壞之前還有一段很長的時間可在高于溫度極限的條件下使用。當(dāng)有氧存在時會大大加速熱損壞。對有泄漏或載氣中氧含量較高的色譜柱進行過度加熱可快速并*地?fù)p壞該柱。將GC 的柱溫箱zui高溫度設(shè)定為色譜柱溫度極限或稍高于該溫度極限是防止熱損壞的zui佳方法。這樣可避免色譜柱意外的過熱。即使色譜柱受到熱損壞，仍然可使用。把色譜柱從檢測器上卸下來。在色譜柱的恒溫溫度極限下，將其加熱8-16 小時。把色譜柱接到檢測器的一端截去10-15 cm。按正常情況安裝色譜柱并進行老化。色譜柱將不能恢復(fù)到原來的性能，但仍可使用。在熱損壞之后色譜柱的壽命會縮短。
3.氧損壞
氧是許多毛細(xì)管GC 柱的大敵。在室溫或近于室溫的溫度下，不會損壞色譜柱，但隨柱溫的升高色譜柱將被嚴(yán)重?fù)p壞。通常，對于極性固定相，在較低的溫度和氧濃度條件下，就可發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞。長時間暴露在氧氣中會出現(xiàn)氧損壞的問題。短時間暴露在氧中（如注射空氣或快速取下隔墊螺母）不會有什么問題。
載氣流路（例如氣路、接頭、進樣器）中的泄漏往往是暴露在氧中的源頭。隨著色譜柱的加熱，會很快地?fù)p壞固定相。這樣會造成色譜柱的過度流失，活性組分形成拖尾，以及/或降低柱效（分離度）。其征兆與熱損壞相似。不幸的是發(fā)現(xiàn)氧損壞之時色譜柱已經(jīng)受到嚴(yán)重的破壞，在不太嚴(yán)重的情況下，色譜柱仍可使用，但性能有所下降。在嚴(yán)重的情況下，色譜柱將完全不能使用。
讓系統(tǒng)避免和氧接觸和避免泄漏是不受到氧損壞zui有效的方法。良好的維護GC 系統(tǒng)包括定期檢查氣路和壓力表的泄漏、定期更換隔墊、使用高質(zhì)量的載氣、安裝和更換氧捕集阱、在氣體鋼瓶完全用完之前就更換。
4.化學(xué)損壞
有相當(dāng)少的化合物能損壞固定相。不揮發(fā)性化合物（高分子量或高沸點）進入色譜柱通常會降低色譜柱的性能，但不會損壞固定相。使用溶劑沖洗色譜柱通常可消除殘留并恢復(fù)色譜柱的性能。要避免進入色譜柱的主要化合物是無機酸和堿。大多數(shù)這些酸和堿不易揮發(fā)，會積聚在色譜柱前端。如果不清除它們，將會損壞固定相。這樣會造成色譜柱的過分流失，活性組分形成拖尾，以及/或降低柱效（分離度）。其征兆和熱損壞及氧損壞相似。鹽酸和氫氧化銨是這一類化合物中危害zui小的。這兩種物質(zhì)易溶于樣品中的水。如果水不停留或幾乎不停留在色譜柱中，HCl 和NH4OH 在色譜柱中停留的時間就會很短。這就消除或降低了這些化合物所造成損壞的可能性。因此，如果樣品中含有HCl 或NH4OH，使用不保留水的環(huán)境或色譜柱，即可相對減小這些化合物對色譜柱的危害。只有全氟*酸是可以損壞固定相的有機化合物。這些示例包括三fu 乙 酸、五fu 丙 酸和七 fu 丁 酸。它們需在高濃度（例如1% 或更高）時才有破壞作用。大多數(shù)問題發(fā)生在不分流進樣或大口徑直接進樣的過程中，其中大量的樣品會沉積在色譜柱前端。由于化學(xué)損壞多發(fā)于色譜柱的前端，因此把色譜柱的前端修整或切割掉1/2-1 米通?？梢韵猩V方面的故障。在更為嚴(yán)重的情況下，可能需要切割掉5 米或更長的一段。使用保護柱或保留間隙柱會將對色譜柱的損壞降至zui小，但是，需要經(jīng)常修整保護柱。酸或堿常常會破壞熔融石英管線的脫活表面，從而引起活性化合物的峰形變壞。
5.色譜柱被污染
在毛細(xì)管GC 中色譜柱被污染是很普遍的問題。不幸的是它和各種常見的問題相似，因此常常被錯誤地判斷為其他故障。通常，受污染的色譜柱雖然沒有損壞，但卻不能再使用。有兩種基本的污染物：不揮發(fā)性污染物和半揮發(fā)性污染物。不揮發(fā)性污染物或殘留物不會洗脫出來，而會積聚在色譜柱內(nèi)。這樣色譜柱即成為涂漬了殘留物的色譜柱，因而影響了溶質(zhì)在溶入固定相和洗出固定相的正確分配。而且殘留物還會與活性溶質(zhì)相互作用，從而引起峰的吸附問題（例如拖尾峰或峰面積減少）?；钚匀苜|(zhì)是指含有羥基(-OH) 或氨基(-NH) 以及某些硫醇基(-SH) 和醛的物質(zhì)。積聚在色譜柱內(nèi)的半揮發(fā)性污染物或殘留物，zui終會被洗脫出去。但需要幾個小時甚至幾天才完全從色譜柱中洗脫。與不揮發(fā)性殘留物一樣，它們也會引起峰形和峰面積出現(xiàn)問題，此外，通常還會引起很多基線問題（不穩(wěn)定、偏離、漂移、鬼峰等）。污染物的來源有許多，其中進樣是zui主要的來源。萃取自基質(zhì)復(fù)雜的樣品。如生理體液和組織、土壤、廢水、地下水和類似的基質(zhì)均含有大量的半揮發(fā)性和不揮發(fā)性物質(zhì)。即使采用了仔細(xì)并徹底的萃取方法，樣品中還是會含有少許這些物質(zhì)。進行幾次直到幾百次進樣后，積聚的殘留會引發(fā)問題。進樣技術(shù)如柱上進樣、不分流進樣、和大口徑柱直接進樣均會將大量樣品進到色譜柱中，因此采用這些進樣方法常常會造成色譜柱的污染。
有時，污染物來源于氣路和捕集阱、密封墊圈和隔墊顆粒中的材料，或任何與樣品接觸的物質(zhì)（樣品瓶、溶劑、注射器、移液管等）。如果突然出現(xiàn)污染問題，但在前幾個月或前幾年類似的樣品均未導(dǎo)致出現(xiàn)任何問題，則說明問題來自于這些種類的污染物。
zui大限度地減少半揮發(fā)性和不揮發(fā)性樣品殘留是減少污染問題的zui佳方法。然而是否存在污染物以及存在哪些污染物通常是不為人知的。嚴(yán)格和徹底的凈化樣品是防止出現(xiàn)污染問題的zui佳方法。使用保護柱或保留間隙柱通常可以減輕色譜柱污染所引發(fā)問題的嚴(yán)重程度或推遲這些問題的出現(xiàn)。如果色譜柱已被污染，則zui佳方法是使用溶劑沖洗色譜柱以去除污染物。建議不要使用長時間加熱（通常稱為烘烤色譜柱）的方法來處理受到污染的色譜柱。因為烘烤色譜柱可能會把某些污染物殘留變成不能溶解的物質(zhì)而無法通過溶劑清洗將它們從色譜柱中去除。如果出現(xiàn)這種情況，通常就無法再恢復(fù)色譜柱了。有時可將色譜柱切割為兩段，后半段可能仍可使用。在色譜柱的恒溫極限下烘烤色譜柱時，時間應(yīng)不超過1-2 個小時。
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)挾仍黾恿硕嗌伲c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(xué)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(dá)到的理論塔板數(shù)，或表達(dá)為每米理論塔板數(shù)n/m。把相當(dāng)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(dá)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)(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(dāng)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(dāng)，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(zhǔn)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(yīng)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(guān)系測試結(jié)果準(zhǔn)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(fù)性,平行性如何.
5.通過譜圖峰型的變化，是否有嚴(yán)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(dǎo)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(fù)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(dān)體塌陷.在不得已的情況下盡量不要反裝色譜柱。
449717568
