南京科捷檢測科技發(fā)展有限公司作者
塔板數(shù)是一個粗略的指標(biāo),不能作為評價色譜柱的標(biāo)準(zhǔn)。
通常使用塔板數(shù)來考察色譜系統(tǒng):將新柱子接到儀器上,根據(jù)色譜柱生產(chǎn)商提供的測試條件測試該色譜柱,你應(yīng)該得到和分析報告上同樣的結(jié)果。zui差也應(yīng)該得到比報告值低10%的塔板數(shù)。如果你所測得的塔板數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于廠家提供的報告數(shù)據(jù),這就說明你的色譜系統(tǒng)可能存在一些問題。進(jìn)樣器、柱外效應(yīng)、毛細(xì)連接以及檢測器都是容易出現(xiàn)問題的地方。
相信每個色譜工作者都會關(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)就是為了使每個峰完成分離,我們在實際工作中需要得到合理峰寬的窄峰以便獲得較低的檢測限(這已經(jīng)不是什么難題,現(xiàn)在的色譜柱都可以達(dá)到這個要求)。
然而,我們需要考慮的另一個因素是塔板數(shù)對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了。其實,大多數(shù)用戶僅僅使用色譜柱塔板數(shù)的一小部分。例如,對一支新的150mm×4.6mm,5mm粒徑的色譜柱來講,廠家測試報告上的塔板數(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,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,比廠家測試數(shù)據(jù)低30%。在實際的工作中,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?,色譜柱的塔板數(shù)不是分離中zui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)來考察一根色譜柱的狀態(tài)。壓力的測量是zui容易的,通常我們確定的色譜方法要滿足以下的要求:用新柱子時柱壓不高于2500psi,在任何情況下壓力都不超過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)損耗和泄漏的問題會很嚴(yán)重。當(dāng)壓力超過3000psi時,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,這提示我們該換柱子了。有統(tǒng)計表明,超過60%的色譜柱損壞是由于壓力過高的原因。
分辨率是我們考察色譜柱的一個非常重要的指標(biāo),只要兩個組分可以獲得基線分離,對該分析物的定量就不會有什么問題。對于對稱的高斯峰來講,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價指標(biāo)的好處在于我們可以直觀地看到相鄰的峰的分離情況。
另外一個考察色譜柱質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是峰形拖尾情況,廠家測試報告的峰形都非常漂亮,但這并不代表該色譜柱分析實際樣品的情況。實際樣品中總是含有或多或少引起峰形拖尾的組分。zui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,隨著色譜柱使用時間越長,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?;诖?,zuihao定一個拖尾因子的上限,如美國藥典規(guī)定拖尾因子不超過1.8。
確定色譜柱“拋棄”標(biāo)準(zhǔn)的zuijia時間是當(dāng)我們開發(fā)分析方法或作方法認(rèn)證的時候。通常,在開發(fā)分析方法的過程中你會試驗幾根色譜柱,分析足夠多的實際樣品,你知道當(dāng)分離變差的時候是什么樣的情況。我傾向于在開始時使用一個寬的范圍。我們的經(jīng)驗是這樣的:你如果在開始時緊縮系統(tǒng)適用性要求,在方法認(rèn)證后再放寬這個要求是很困難的。在分析實際樣品之前進(jìn)行系統(tǒng)適用性考察,以確保該色譜方法滿足分析者可以接受的標(biāo)準(zhǔn)。
ps:附上維護(hù)色譜柱使用與維護(hù)的一些要點:
1、柱子在裝卸、更換時,動作要輕,接頭擰緊要適度。必須防止較強(qiáng)的機(jī)械振動,以免柱床產(chǎn)生空隙。
2、如果儀器用來做常規(guī)分析,樣品種類有限,但分析次數(shù)多,則不妨為每一類常規(guī)分析配置一根柱,這樣有助于延長柱子的壽命。
3、避免壓力和溫度的急劇變化及任何機(jī)械震動。溫度的突然變化或者使色譜柱從高處掉下都會影響柱內(nèi)的填充狀況;柱壓的突然升高或降低也會沖動柱內(nèi)填料,因此在調(diào)節(jié)流速時應(yīng)該緩慢進(jìn)行,在閥進(jìn)樣時閥的轉(zhuǎn)動不能過緩。
4、應(yīng)逐漸改變?nèi)軇┑慕M成,特別是反相色譜中,不應(yīng)直接從有機(jī)溶劑改變?yōu)槿渴撬?,反之亦然?/span>
5、如使用柱溫控制裝置時,應(yīng)注意在通人流動相后才能升溫。
6、一般說來色譜柱不能反沖,只有生產(chǎn)者指明該柱可以反沖時,才可以反沖除去留在柱頭的雜質(zhì)。否則反沖會迅速降低柱效。
7、選擇使用適宜的流動相,以避免固定相被破壞。有時可以在進(jìn)樣器前面連接一個預(yù)柱,分析柱是鍵合硅膠時,預(yù)柱為硅膠,可使流動相在進(jìn)入分析柱之前預(yù)先被硅膠“飽和”,避免分析柱中的硅膠基質(zhì)被溶解。
8、避免將基質(zhì)復(fù)雜的樣品尤其是生物樣品直接注人柱內(nèi),需要對樣品進(jìn)行預(yù)處理或者在進(jìn)樣器和色譜柱之間連接一個保護(hù)柱。保護(hù)柱一般是填有相似固定相的短柱。保護(hù)柱可以而且應(yīng)該經(jīng)常更換。
9、經(jīng)常用強(qiáng)溶劑沖洗色譜柱,清除保留在柱內(nèi)的雜質(zhì)。在進(jìn)行清洗時,對流路系統(tǒng)中流動相的置換應(yīng)以相混溶的溶劑逐漸過渡,每種流動相的體積應(yīng)是柱體積的20倍左右,即常規(guī)分析需要50-75mL。
10、保存色譜柱時應(yīng)將柱內(nèi)充滿乙腈或甲醇,柱接頭要擰緊,防止溶劑揮發(fā)干燥。禁止將緩沖溶液留在柱內(nèi)靜置過夜或更長時間。
11、色譜柱使用過程中,如果壓力升高,一種可能是燒結(jié)濾片被堵塞,這時應(yīng)更換濾片或?qū)⑵淙〕鲞M(jìn)行清洗;另一種可能是大分子進(jìn)人柱內(nèi),使柱頭被污染;如果柱效降低或色譜峰變形,則可能柱頭出現(xiàn)塌陷,死體積增大。
12、在完成分離分析工作之后,不應(yīng)立即停機(jī),需及時對色譜分析系統(tǒng)進(jìn)行沖洗,一般0.5h以上,以除去色譜柱內(nèi)的雜質(zhì)。
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