快速分析中色谱柱的选择 系列攻略弹:关于粒径
时间:2019-08-08 阅读:4621
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,应选用小粒径柱
(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*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
以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