为什么你的色谱柱柱效总是测不好

色谱从1903年开创至今，已经120年，是重要的一门科学，在制药，食品、环境、能源等领域都有非常广泛的应用，可以肯定的是未来分析测试进步依然离不开色谱。

由于中国在色谱发展起步时间晚，作为从业人员的你是不是也经常碰到这样的困惑：

开发方法中，如何进行色谱柱的选择？

色谱柱如何冲洗维护，增加使用寿命？

SPE小柱前处理的开发流程？

为什么这次购买的色谱柱坏的这么快？

样品瓶是否可以重复使用？

………

可以理解大家碰到的实际应用问题是很多的，但却苦于书本上的经验太少，也没有太多可以咨询的通道，遇到问题仅仅只能请教身边的同事或同学，真正问题得不到系统性的解决，这严重阻碍了中国色谱的发展。

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色谱问题，色谱圈帮你解答！

这一期，我们来讨论柱效，即理论塔板数。

那什么是理论塔板数？

理论塔板数是基于经典的塔板理论，理论很不好理解，

我们可以用图片上蓝色和红色区域的小横线来表示，实际上这些横线是不存在色谱柱里面的，横线数量越多，表示柱效越高。

一般认为不同物质在柱里分离效果越好，代表柱子越好，在同类型柱子，分离效果（Rs）只与柱子的理论塔板数（n）有关，n越大，分离效果越好。

所以，为了增加Rs，我们需要追求高柱效。

根据n=L（柱长）/H（理论塔板数高度）可以得出，柱长越长，分离效果越好，例如： J&W DB-5ht 30m（柱长）*0.25mm（内径）,0.1μm（颗粒半径）的柱子就会比 J&W DB-5ht 15m*0.25mm,0.1μm的要高，但柱长会增加会导致压力增大，分析时间增加，峰宽增大，所以一味追求柱长不可取，因此降低理论塔板高度也是可行方式。

根据范第姆特方程，H=A+B/u+C*u。

u为流动相流速，可见流速对理论塔板高度是两方面的，B项是反函数，而C项是一次函数，因此，在较高流速范围内降低流速对C项影响较大，对B项影响较小。此外，流速还会影响压力，分析时间，峰宽等，所以选取适当降低流动相流速可提高柱效。

填料粒径会影响范第姆特方程中A与C项，简单来说，填料粒径越小，A,C两项越小，柱效越高，例如：Xbridge C18 4.6*250mm 3um的柱子就会比Xbridge C18 4.6*150mm 5um的要高，但填料粒径受制作工艺技术所制约。

柱温对B,C两项都有影响，温度越高，简单来说B项越高而C项越低，但对C项影响更大，因此提高柱温能提高柱效，但柱子跟仪器有一定受热范围，过高的温度可能会导致填料变性，测试物质变性等。

除此之外，填料颗粒结构，流动相粘度，填料厚度都会有影响。

总的来说：

提高柱效方法有：

1，减少填料粒径

2，选用低粘度溶剂做流动相

3，适当范围内降低流速

4，减少填料空穴深度

5，适当范围内提高柱温

6，增加柱长等

那我们如何测试柱子的柱效呢？

柱子包装内会有柱子的COA(Certificate of analysis)，如图所示，COA内会给定实验条件与测试物质，以及测试后得到的塔板数，分离度，不对称因子等，在用COA上实验条件测试得到数据后与或以前的数据做比较。

定期做柱效测试，便于追踪色谱柱的性能变化。

然而，有经验的分析人员会发现实验室测的柱效会比COA报告的低！！

仪器型号：岛津LC-2010-CHT

仪器型号:Waters 2695

那么为什么实验室测的柱效会比COA报告的低？

其实主要原因来源如下：

1， 实验室测试条件与COA报告要求不一致；

2， 仪器不同，管线内径越大，扩散体积越大，柱外效应大；

3， 仪器检测器采样频率设置过低，影响峰型；

4， 最容易忽略的是，进样量（进样浓度*进样体积）过大，导致峰超载；

5， 色谱柱在不正确的机器上使用，例如：UPLC柱在普通HPLC上测柱效。

其实柱效的因素还有很多，欢迎大家提出。

请注意：色谱柱厂家测试COA数据所使用的色谱系统是专门设计的，其系统扩散体积非常低，测试出柱效为理想情况下，而实验室仪器的管路连接，操作环境，系统电路，所使用溶剂质量都会不同，因此多数厂商默认﹐只要对应峰的柱效结果达到COA报告的70%或以

上均认为色谱柱没有质量问题。