色譜從1903年開(kāi)創(chuàng )至今，已經(jīng)120年，是重要的一門(mén)科學(xué)，在制藥，食品、環(huán)境、能源等領(lǐng)域都有非常廣泛的應用，可以肯定的是未來(lái)分析測試進(jìn)步依然離不開(kāi)色譜。

由于中國在色譜發(fā)展起步時(shí)間晚，作為從業(yè)人員的你是不是也經(jīng)常碰到這樣的困惑：

開(kāi)發(fā)方法中，如何進(jìn)行色譜柱的選擇？

色譜柱如何沖洗維護，增加使用壽命？

SPE小柱前處理的開(kāi)發(fā)流程？

為什么這次購買(mǎi)的色譜柱壞的這么快？

樣品瓶是否可以重復使用？

………

可以理解大家碰到的實(shí)際應用問(wèn)題是很多的，但卻苦于書(shū)本上的經(jīng)驗太少，也沒(méi)有太多可以咨詢(xún)的通道，遇到問(wèn)題僅僅只能請教身邊的同事或同學(xué)，真正問(wèn)題得不到系統性的解決，這嚴重阻礙了中國色譜的發(fā)展。

色譜圈匯聚各行業(yè)經(jīng)驗達人、各大廠(chǎng)商工程師、自建的技術(shù)支持團隊為廣大分析人員提供免費、高效、有趣的技術(shù)咨詢(xún)平臺。

色譜問(wèn)題，色譜圈幫你解答！

這一期，我們來(lái)討論柱效，即理論塔板數。

那什么是理論塔板數？

理論塔板數是基于經(jīng)典的塔板理論，理論很不好理解，

我們可以用圖片上藍色和紅色區域的小橫線(xiàn)來(lái)表示，實(shí)際上這些橫線(xiàn)是不存在色譜柱里面的，橫線(xiàn)數量越多，表示柱效越高。

一般認為不同物質(zhì)在柱里分離效果越好，代表柱子越好，在同類(lèi)型柱子，分離效果（Rs）只與柱子的理論塔板數（n）有關(guān)，n越大，分離效果越好。

所以，為了增加Rs，我們需要追求高柱效。

根據n=L（柱長(cháng)）/H（理論塔板數高度）可以得出，柱長(cháng)越長(cháng)，分離效果越好，例如： J&W DB-5ht 30m（柱長(cháng)）*0.25mm（內徑）,0.1μm（顆粒半徑）的柱子就會(huì )比 J&W DB-5ht 15m*0.25mm,0.1μm的要高，但柱長(cháng)會(huì )增加會(huì )導致壓力增大，分析時(shí)間增加，峰寬增大，所以一味追求柱長(cháng)不可取，因此降低理論塔板高度也是可行方式。

根據范第姆特方程，H=A+B/u+C*u。

u為流動(dòng)相流速，可見(jiàn)流速對理論塔板高度是兩方面的，B項是反函數，而C項是一次函數，因此，在較高流速范圍內降低流速對C項影響較大，對B項影響較小。此外，流速還會(huì )影響壓力，分析時(shí)間，峰寬等，所以選取適當降低流動(dòng)相流速可提高柱效。

填料粒徑會(huì )影響范第姆特方程中A與C項，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，填料粒徑越小，A,C兩項越小，柱效越高，例如：Xbridge C18 4.6*250mm 3um的柱子就會(huì )比Xbridge C18 4.6*150mm 5um的要高，但填料粒徑受制作工藝技術(shù)所制約。

柱溫對B,C兩項都有影響，溫度越高，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)B項越高而C項越低，但對C項影響更大，因此提高柱溫能提高柱效，但柱子跟儀器有一定受熱范圍，過(guò)高的溫度可能會(huì )導致填料變性，測試物質(zhì)變性等。

除此之外，填料顆粒結構，流動(dòng)相粘度，填料厚度都會(huì )有影響。

總的來(lái)說(shuō)：

提高柱效方法有：

1，減少填料粒徑

2，選用低粘度溶劑做流動(dòng)相

3，適當范圍內降低流速

4，減少填料空穴深度

5，適當范圍內提高柱溫

6，增加柱長(cháng)等

那我們如何測試柱子的柱效呢？

柱子包裝內會(huì )有柱子的COA(Certificate of analysis)，如圖所示，COA內會(huì )給定實(shí)驗條件與測試物質(zhì)，以及測試后得到的塔板數，分離度，不對稱(chēng)因子等，在用COA上實(shí)驗條件測試得到數據后與或以前的數據做比較。

定期做柱效測試，便于追蹤色譜柱的性能變化。

然而，有經(jīng)驗的分析人員會(huì )發(fā)現實(shí)驗室測的柱效會(huì )比COA報告的低??！

儀器型號：島津LC-2010-CHT

儀器型號:Waters 2695

那么為什么實(shí)驗室測的柱效會(huì )比COA報告的低？

其實(shí)主要原因來(lái)源如下：

1， 實(shí)驗室測試條件與COA報告要求不一致；

2， 儀器不同，管線(xiàn)內徑越大，擴散體積越大，柱外效應大；

3， 儀器檢測器采樣頻率設置過(guò)低，影響峰型；

4， 最容易忽略的是，進(jìn)樣量（進(jìn)樣濃度*進(jìn)樣體積）過(guò)大，導致峰超載；

5， 色譜柱在不正確的機器上使用，例如：UPLC柱在普通HPLC上測柱效。

其實(shí)柱效的因素還有很多，歡迎大家提出。

請注意：色譜柱廠(chǎng)家測試COA數據所使用的色譜系統是專(zhuān)門(mén)設計的，其系統擴散體積非常低，測試出柱效為理想情況下，而實(shí)驗室儀器的管路連接，操作環(huán)境，系統電路，所使用溶劑質(zhì)量都會(huì )不同，因此多數廠(chǎng)商默認﹐只要對應峰的柱效結果達到COA報告的70%或以

上均認為色譜柱沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題。