淺談 色譜柱使用到什么情況下需要換新柱子
色譜工作者常會(huì)碰到這樣的問(wèn)題，什么時(shí)候該換色譜柱了? 色譜柱的塔板數(shù)能體現(xiàn)色譜柱的狀態(tài)嗎?確定表明一支色譜柱應(yīng)該“退休”的標(biāo)準(zhǔn)，從經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)一支色譜柱的塔板數(shù)降低到新柱子時(shí)的百分之多少時(shí)就可以認(rèn)為該色譜柱不能再使用了呢?將塔板數(shù)作為評(píng)價(jià)色譜柱質(zhì)量的唯一指標(biāo)合適嗎?在您的實(shí)驗(yàn)室里是如何判斷一根色譜柱不可以再用了呢?
塔板數(shù)是一個(gè)粗略的指標(biāo)，不能作為評(píng)價(jià)色譜柱的標(biāo)準(zhǔn)。通常使用塔板數(shù)來(lái)考察色譜系統(tǒng)：將新柱子接到儀器上，根據(jù)色譜柱生產(chǎn)商提供的測(cè)試條件測(cè)試該色譜柱，你應(yīng)該得到和分析報(bào)告上同樣的結(jié)果。蕞差也應(yīng)該得到比報(bào)告值低10%的塔板數(shù)。如果你所測(cè)得的塔板數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于廠家提供的報(bào)告數(shù)據(jù)，這就說(shuō)明你的色譜系統(tǒng)可能存在一些問(wèn)題。進(jìn)樣器、柱外效應(yīng)、毛細(xì)連接以及檢測(cè)器都是容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方。
相信每個(gè)色譜工作者都會(huì)關(guān)心分辨率，分辨率是考察一根色譜柱分離具體樣品的好壞程度的指標(biāo)。色譜的核心任務(wù)就是為了使每個(gè)峰完成分離，我們?cè)趯?shí)際工作中需要得到合理峰寬的窄峰以便獲得較低的檢測(cè)限(這已經(jīng)不是什么難題，現(xiàn)在的色譜柱都可以達(dá)到這個(gè)要求)。
然而，我們需要考慮的另一個(gè)因素是塔板數(shù)對(duì)分辨率的影響僅僅是平方根的關(guān)系，這意味著當(dāng)一根色譜柱的塔板數(shù)下降50%，分辨率僅僅下降7%。而當(dāng)一根色譜柱塔板數(shù)下降為新柱子一半的時(shí)候，你肯定看到了其它更加嚴(yán)重的癥狀告訴你這根色譜柱的壽命不長(zhǎng)了。其實(shí)，大多數(shù)用戶(hù)僅僅使用色譜柱塔板數(shù)的一小部分。例如，對(duì)一支新的150mm×4.6mm，5mm粒徑的色譜柱來(lái)講，廠家測(cè)試報(bào)告上的塔板數(shù)為14,000。使用下面的公式可以估算一支色譜柱的塔板數(shù)，N=3000*L/Dp，L是色譜柱的柱長(zhǎng)，以厘米為單位;Dp是填料的粒徑，以微米為單位
一支150mm×4.6mm，5mm粒徑的色譜柱的柱效大約為9000，比廠家測(cè)試數(shù)據(jù)低30%。在實(shí)際的工作中，大多數(shù)色譜方法僅僅需要這些塔板數(shù)的一半，這些色譜方法還有優(yōu)化的空間嗎?答案是肯定的?？梢?jiàn)，色譜柱的塔板數(shù)不是分離中蕞重要的參數(shù)。
較好的方法是使用壓力、分辨率和峰形的混合指標(biāo)來(lái)考察一根色譜柱的狀態(tài)。壓力的測(cè)量是蕞容易的，通常我們確定的色譜方法要滿(mǎn)足以下的要求：用新柱子時(shí)柱壓不高于2500psi，在任何情況下壓力都不超過(guò)3000psi。盡管現(xiàn)代的液相色譜系統(tǒng)都可在更高的壓力下使用，但由于高壓產(chǎn)生的系統(tǒng)損耗和泄漏的問(wèn)題會(huì)很?chē)?yán)重。當(dāng)壓力超過(guò)3000psi時(shí)，考慮更換進(jìn)樣器和色譜柱之間的0.5mm孔徑的在線濾片。如果更換濾片后壓力仍然高，則色譜柱的濾片或者是色譜柱已經(jīng)被污染，這提示我們?cè)摀Q柱子了。有統(tǒng)計(jì)表明，超過(guò)60%的色譜柱損壞是由于壓力過(guò)高的原因。
分辨率是我們考察色譜柱的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，只要兩個(gè)組分可以獲得基線分離，對(duì)該分析物的定量就不會(huì)有什么問(wèn)題。對(duì)于對(duì)稱(chēng)的高斯峰來(lái)講，1.5的分辨率即可得到基線分離;若Rs在1.7至2.0之間則更好。若峰拖尾嚴(yán)重則需要更高的分辨率。使用分辨率作為色譜柱的評(píng)價(jià)指標(biāo)的好處在于我們可以直觀地看到相鄰的峰的分離情況。
另外一個(gè)考察色譜柱質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是峰形拖尾情況，廠家測(cè)試報(bào)告的峰形都非常漂亮，但這并不代表該色譜柱分析實(shí)際樣品的情況。實(shí)際樣品中總是含有或多或少引起峰形拖尾的組分。蕞值得一提的是含有氮原子的化合物，這些化合物和硅膠骨架上的游離硅羥基結(jié)合非常緊密，隨著色譜柱使用時(shí)間越長(zhǎng)，鍵合相流失，拖尾則更加嚴(yán)重。然而拖尾情況的改變不像分辨率的改變那樣能夠馬上看出來(lái)?；诖耍┖枚ㄒ粋€(gè)拖尾因子的上限，如美國(guó)藥典規(guī)定拖尾因子不超過(guò)1.8。
確定色譜柱“拋棄”標(biāo)準(zhǔn)的蕞佳時(shí)間是當(dāng)我們開(kāi)發(fā)分析方法或作方法認(rèn)證的時(shí)候。通常，在開(kāi)發(fā)分析方法的過(guò)程中你會(huì)試驗(yàn)幾根色譜柱，分析足夠多的實(shí)際樣品，你知道當(dāng)分離變差的時(shí)候是什么樣的情況。我傾向于在開(kāi)始時(shí)使用一個(gè)寬的范圍。我們的經(jīng)驗(yàn)是這樣的：你如果在開(kāi)始時(shí)緊縮系統(tǒng)適用性要求，在方法認(rèn)證后再放寬這個(gè)要求是很困難的。在分析實(shí)際樣品之前進(jìn)行系統(tǒng)適用性考察，以確保該色譜方法滿(mǎn)足分析者可以接受的標(biāo)準(zhǔn)。
山東譜析科學(xué)儀器有限公司
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