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快速分析中色谱柱的选择 系列攻略弹:关于粒径
发布时间:2019-08-08   点击次数:261次


近年来,在液相色谱分析领域,“快速分析”的话题越来越多被提起。而在2020年版《中国药典编制大纲》中,也提到“积极倡导绿色标准和经济标准,推广采用毒性小、污染少、节约资源、保护环境、简便实用的检测方法”。

 

“快速分析”能带来的好处有很多方面,例如,方法开发阶段,提高分析速度可以节约分析时间;还可以节约有机溶剂、降低成本、保护环境,等等。

 

那么,当我们谈论快速分析时,我们在谈论什么?

 

快速分析的目的

 

● 增加每天所能分析的样品数量(早点下班!)

● 谋求更高分离度(早点下班!)

● 节约溶剂,降低成本、保护环境(省钱!)

● 减少分析时间过长的项目耗时(早点下班!)

 

想要达成以上目的,可以通过提高流速、缩短色谱柱长度和内径等方法进行分析调整。但是,如果直接缩短柱长或提高流速,可能会对分离造成不良影响,或使目标化合物无法溶出、洗脱。反过来说,选择分离能力强的色谱柱非常关键。

 

 

那么,分离能力受哪些因素影响呢?说起背后的原理和实际操作之间的联系,一篇文章可说不完~

 

因此,鸿朗又开了新的液相豆丁帖——快速分析中色谱柱的选择系列攻略,希望能在结合实际操作的同时,和大家一起探讨色谱分析背后的奇妙原理~

 

那么,今天将对快速分析时的关键因素——粒径进行介绍~

01

粒径

理论塔板数 N(柱效)= L / H

柱效下降,分离变差

为保证分离,应选用小粒径

(3 μm、2 μm)

 

 

Van Deemter方程

范德姆特方程我们都很熟悉了:

 

H =  A + B/u + Cu

 

A  : 涡流扩散项

      ▷由粒径大小决定

B/u  : 纵向扩散项

      ▷流速越小数值越大

Cu:传质阻力项

      ▷与粒径大小和流速有关

 

 

相比5 μm柱,3 μm和2 μm柱:

 

▷在同等流速下,理论塔板高度更小

(同等柱长,柱效更高)

▷即使在更高流速下,也能保持较低理论塔板高度

(高流速下,也能得到高柱效)

 

粒径与柱长

样品:

①地昔帕明  ②丙咪嗪  ③地昔帕明  ④阿米替林  ⑤三甲丙咪嗪

 

如上图,分别使用不同粒径、不同柱长的IF(S2)和两款MGIII(S3和S5)色谱柱,对5种抗抑郁药进行了分析。

 

可以看出,当粒径由5 μm变为3 μm、3 μm变为2 μm时,分别对应150 mm、100 mm和50 mm长度的色谱柱,终,在同等理论塔板数的前提下,分析时间大幅缩短。

 

也就是说:小粒径色谱柱能得到更尖锐的峰形和更高的理论塔板数;缩短色谱柱长度,可相应缩短分析时间。

 

那么,柱长和粒径之间的换算关系如何呢?

 

分离效率:L / Dp

 

L / Dp =  50000为前提,

250 mm L,5 μm

150 mm L, 3 μm

or

100 mm L, 2 μm

因此,为保证分离

在缩短柱长的同时,应选用小粒径柱

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