离子色谱柱柱效的探讨

发布日期：2017-05-25 作者：Admin 来源：陕西科仪 点击：271

买到一个新的色谱柱，我们首先就要做一下这个色谱柱的柱效。下面我将从几个问题来探讨关于柱效的一些事。
1、什么是柱效？

柱效（column efficiency），是指色谱柱保留某一化合物而不使其扩散的能力。柱效能是一支色谱柱得到窄谱带和改善分离的相对能力。

柱效，从名字上理解是色谱柱的分离效果。色谱柱的有效塔板数越大或有效的塔板高度越低，色谱柱的柱效越好，类似于每个塔板的分离效率相同，有效塔板数越多，最终得到的物质越纯。

柱效率是指溶质通过色谱柱之后其区域宽度增加了多少，它与溶质在两相中的扩散及传质情况有关，这是所谓色谱的动力学过程。
2、怎么计算和直观的提现？
从塔板概念评价柱效

根据塔板理论，可以计算一根色谱柱所达到的理论塔板数，或表达为每米理论塔板数n/m。把相当于一个理论塔板的柱子长度称作理论塔板高度H，通常采用有效塔板数N和有效塔板高度L来表达柱效，W为峰宽,W1/2为半峰宽：
N=16(Tr/W)^2
=5.54(Tr/W(1/2))^2
=L/H

显然，N值越大，或H值越小，柱效越高。分散效果主要取决于所选择的固定相。

从柱的算公式上我们可以看出柱效主要跟理论塔板数和柱长有关系。我们来解释一下理论塔板数.

理论塔板数（theoretical plate number），N是色谱柱效的参数之一,用于定量表示色谱柱的分离效率（简称柱效）。N取决于固定相的种类、性质（粒度、粒径分布等）、填充状况、柱长、流动相的种类和流速及测定柱效所用物质的性质。如果峰形对称并符合正态分布，N可近似表示为：  
理论塔板数=5.54(保留时间/半高峰宽)2 (2是平方)

柱效率用理论塔板数定量地表示：N=16*（t/w）2。其中，t是溶质从进样到最大洗脱峰出现的时间，w为该溶质的洗脱峰在基线处的宽度。在一色谱柱中用相同的洗脱条件时候，不同化合物的滞留时间与其洗脱峰宽度之比接近常数。因此理论塔板数大的色谱柱效率高。当然，N的大小和柱子长度有密切关系：理论塔板高度H=柱长/N，用H可以衡量单位长度的色谱柱的效率，H越小，则色谱柱效率越高。N为常量时，W随tR成正比例变化。在一张多组分色谱图上，如果各组份含量相当，则后洗脱的峰比前面的峰要逐渐加宽，峰高则逐渐降低。  

用半峰宽计算理论塔板数比用峰宽计算更为方便和常用，因为半峰宽更容易准确测定，尤其是对稍有拖尾的峰。  

N与柱长成正比，柱越长，N越大。用N表示柱效时应注明柱长，，如果未注明，则表示柱长为1米时的理论塔板数。（一般HPLC柱的N在1000以上。）若用调整保留时间（tR’）计算理论塔板数，所得值称为有效理论塔板数（N有效或Neff）=16(tR/W)

离子色谱柱的柱效一般由硫酸根的理论塔板数来计，理论塔板数可以由色谱仪工作站直接读出，一般离子色谱柱的柱效大于1000个塔板数.

3、柱效下降会有什么现象？

1.看峰分离度，分离度直接关系测试结果准确性，可以判断柱效是否下降，柱效下降分离度一般会变差。

2. 测定色谱柱的塔板数来判断

3.通过压力变化和出峰时间来判断，一般柱效下降时伴随着柱压的升高和降低，此时出峰的时间也会和之前有很大差异。

4.还可以根据新的柱子的保留时间判断,看重复性,平行性如何.

5. 通过谱图峰型的变化，是否有严重前伸和拖尾现象，如果峰型很差了，柱效已经下降了
4、柱效下降后如何来提高柱效？

离子交换柱长时间在缓冲溶液中使用和进样,将导致色谱柱离子交换能力下降,.用稀酸缓冲溶液冲洗可以使阳离子柱再生,反之,用稀碱缓冲溶液冲洗可以使阴离子柱再生.    另外,还可以选择能溶解柱内污染物的溶剂为流动相做正方向和反方向冲洗.但再生后的色谱柱柱效是不可能恢复到新柱的水平的。如果柱子装反了,可以调回来,但可能会造成柱内担体塌陷.在不得已的情况下尽量不要反装色谱柱。
具体方法如下：
离子色谱阴离子柱