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*,在液相色譜分析中,色譜柱良好的分離效率是成功分離的一個重要前提,若系統(tǒng)采用了不適當?shù)倪B接方式或者應(yīng)用不正確的毛細管,均可能導(dǎo)致產(chǎn)生不良的峰擴寬,色譜柱的*分離效率就更無從談起。甚至還可能發(fā)生使用的柱子越細,其洗脫峰的擴寬反而越大的情況。本文將詳細介紹毛細管對液相色譜分離的影響,以及如何選擇正確的毛細管與連接方式。
液相色譜柱良好的分離效率是色譜成功分離的一個重要前提,不適當?shù)墓苈愤B接或毛細管的使用不當,均可能導(dǎo)致不良的峰擴寬,因此需要特別注意。當使用4.6×250mm的“老式”標準分離柱時, 毛細管的作用和管路連接的影響還不是很突出;而當使用2.0×100mm的細徑色譜柱時,其對色譜分離的影響就很大。
對于“Ex-柱”而言,造成峰擴寬的主要原因在于管路連接中使用了錯誤的毛細管和空腔,它們會顯著地擴張淋洗通道。因此,在原則上應(yīng)該盡可能地采用窄小的柱徑,并適當?shù)乜s短連接管路。
如果用戶使用的是由同一制造商供應(yīng)的配套設(shè)備或緊密裝配型液相色譜儀,那么所有的管路連接已經(jīng)由供應(yīng)商預(yù)先優(yōu)化了。這類設(shè)備出現(xiàn)問題的情況僅在于:需要聯(lián)接另外一家公司的檢測器時,或者需要用不同的組件來自行組裝一套HPLC系統(tǒng)。
通過分離柱的峰寬度是與色譜柱的尺寸成正比的,簡而言之:細柱產(chǎn)生窄峰。液體輸導(dǎo)產(chǎn)生的峰擴寬則會牽涉到整個系統(tǒng),因而需要對其逐一進行協(xié)調(diào)。
泊肅葉定律
法國物理學(xué)家吉恩·倫納德·泊肅葉對血液循環(huán)系統(tǒng)生理學(xué)的興趣促成了他在1840年對液體在細管中的流體行為進行了基礎(chǔ)性的實驗研究。在樣品和洗脫液之間不是形成一個直界面,而是層流的形式。
在直徑為“dt”的管子內(nèi)(液相色譜毛細管)流體的不同流速構(gòu)成一個“U”型(如圖2所示)。
為了盡量減少峰寬,應(yīng)選擇盡可能小的管道直徑。樣品分子有一種向流體邊界擴散的趨勢。假如沒有這個擴散,洗脫峰將是無限寬的,因為根據(jù)泊肅葉理論,流速在毛細管管壁處為零,因而樣品分子在這一點上將是極其緩慢地前行。而擴散的作用則導(dǎo)致了樣品分子由管壁遷移到管子中部,因而,樣品峰得以在有限的時間內(nèi)洗脫,并呈現(xiàn)有限的峰寬。
毛細管的優(yōu)化
液相色譜系統(tǒng)可以有多種不同的安裝方式,那么,我們是否應(yīng)該盡可能地縮短進樣器與色譜柱之間的連接?還是縮短色譜柱與檢測器之間的連接?或者兩者均可?這是不能隨意而為的,而且其應(yīng)用程式還不能隨意推廣到任何一個液相色譜系統(tǒng)。下面的實驗將為您清楚地演示毛細管對液相色譜系統(tǒng)的影響。
實驗裝置
帶有10μl樣品環(huán)的Rheodyne7125注射器,UV檢測器設(shè)在254nm,色譜柱4.6×100mm使用的是5-μ柱材料,流速為1ml/min以及8μl樣品檢測池,這些都是“標準”液相色譜的條件。如果使用0.13mm內(nèi)徑的毛細管,色譜柱和檢測器之間的連接長度則對系統(tǒng)的影響不大。只要將毛細管的直徑加倍(這里用到0.25mm),分離效率即隨連接長度的增加而顯著地降低(如圖3所示)。
小體積HPLC色譜柱
在使用細而短的色譜柱的情況下(例如2.0×100mm,流量200μl/min),毛細管的影響甚至更具破壞性。若采用0.13mm內(nèi)徑的毛細管和80cm的連接長度,即可觀察到低于18%的峰展寬。如果使用0.25mm的毛細管,即使是5cm的短連接,分離效果則會明顯差了很多,而使用更長的毛細管則會導(dǎo)致分離毫無意義(如圖4所示)。
分離小體積樣品
在液相色譜系統(tǒng)中,應(yīng)用的液相色譜柱體積越小,毛細管的影響就越大。因此,在液相色譜系統(tǒng)中如果不對其他組件(特別是它們之間的連接)進行優(yōu)化,僅裝置一根微孔柱是沒有意義的。進樣器-色譜柱-樣品檢測池之間的線路連接對分離質(zhì)量具有特別的重要性。
小體積HPLC色譜柱
在使用細而短的色譜柱的情況下(例如2.0×100mm,流量200μl/min),毛細管的影響甚至更具破壞性。若采用0.13mm內(nèi)徑的毛細管和80cm的連接長度,即可觀察到低于18%的峰展寬。如果使用0.25mm的毛細管,即使是5cm的短連接,分離效果則會明顯差了很多,而使用更長的毛細管則會導(dǎo)致分離毫無意義(如圖4所示)。
分離小體積樣品
在液相色譜系統(tǒng)中,應(yīng)用的液相色譜柱體積越小,毛細管的影響就越大。因此,在液相色譜系統(tǒng)中如果不對其他組件(特別是它們之間的連接)進行優(yōu)化,僅裝置一根微孔柱是沒有意義的。進樣器-色譜柱-樣品檢測池之間的線路連接對分離質(zhì)量具有特別的重要性。