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佳怡

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[交流] 【交流】如何判断色谱柱什么时候该换新柱了

引用回帖:

以下内容为网上转载，欢迎大家参与讨论。

色谱工作者常会碰到这样的问题，什么时候该换色谱柱了? 色谱柱的塔板数能体现色谱柱的状态吗?确定表明一支色谱柱应该“退休”的标准，从经验来看，当一支色谱柱的塔板数降低到新柱子时的百分之多少时就可以认为该色谱柱不能再使用了呢?将塔板数作为评价色谱柱质量的唯一指标合适吗?在您的实验室里是如何判断一根色谱柱不可以再用了呢?
　　塔板数是一个粗略的指标，不能作为评价色谱柱的标准。通常使用塔板数来考察色谱系统：将新柱子接到仪器上，根据色谱柱生产商提供的测试条件测试该色谱柱，你应该得到和分析报告上同样的结果。最差也应该得到比报告值低10%的塔板数。如果你所测得的塔板数远远低于厂家提供的报告数据，这就说明你的色谱系统可能存在一些问题。进样器、柱外效应、毛细连接以及检测器都是容易出现问题的地方。
　　相信每个色谱工作者都会关心分辨率，分辨率是考察一根色谱柱分离具体样品的好坏程度的指标。色谱的核心任务就是为了使每个峰完成分离，我们在实际工作中需要得到合理峰宽的窄峰以便获得较低的检测限(这已经不是什么难题，现在的色谱柱都可以达到这个要求)。
　　然而，我们需要考虑的另一个因素是塔板数对分辨率的影响仅仅是平方根的关系，这意味着当一根色谱柱的塔板数下降50%，分辨率仅仅下降7%。而当一根色谱柱塔板数下降为新柱子一半的时候，你肯定看到了其它更加严重的症状告诉你这根色谱柱的寿命不长了。其实，大多数用户仅仅使用色谱柱塔板数的一小部分。例如，对一支新的150mm×4.6mm，5mm粒径的色谱柱来讲，厂家测试报告上的塔板数为14,000。使用下面的公式可以估算一支色谱柱的塔板数
　　N=3000*L/Dp
　　L是色谱柱的柱长，以厘米为单位;Dp是填料的粒径，以微米为单位
　　一支150mm×4.6mm，5mm粒径的色谱柱的柱效大约为9000，比厂家测试数据低30%。在实际的工作中，大多数色谱方法仅仅需要这些塔板数的一半，这些色谱方法还有优化的空间吗?答案是肯定的。可见，色谱柱的塔板数不是分离中最重要的参数。
　　较好的方法是使用压力、分辨率和峰形的混合指标来考察一根色谱柱的状态。压力的测量是最容易的，通常我们确定的色谱方法要满足以下的要求：用新柱子时柱压不高于2500psi，在任何情况下压力都不超过3000psi。尽管现代的液相色谱系统都可在更高的压力下使用，但由于高压产生的系统损耗和泄漏的问题会很严重。当压力超过3000psi时，考虑更换进样器和色谱柱之间的0.5mm孔径的在线滤片。如果更换滤片后压力仍然高，则色谱柱的滤片或者是色谱柱已经被污染，这提示我们该换柱子了。有统计表明，超过60%的色谱柱损坏是由于压力过高的原因。
　　分辨率是我们考察色谱柱的一个非常重要的指标，只要两个组分可以获得基线分离，对该分析物的定量就不会有什么问题。对于对称的高斯峰来讲，1.5的分辨率即可得到基线分离;若Rs在1.7至2.0之间则更好。若峰拖尾严重则需要更高的分辨率。使用分辨率作为色谱柱的评价指标的好处在于我们可以直观地看到相邻的峰的分离情况。
　　另外一个考察色谱柱质量的标准是峰形拖尾情况，厂家测试报告的峰形都非常漂亮，但这并不代表该色谱柱分析实际样品的情况。实际样品中总是含有或多或少引起峰形拖尾的组分。最值得一提的是含有氮原子的化合物，这些化合物和硅胶骨架上的游离硅羟基结合非常紧密，随着色谱柱使用时间越长，键合相流失，拖尾则更加严重。然而拖尾情况的改变不像分辨率的改变那样能够马上看出来。基于此，最好定一个拖尾因子的上限，如美国药典规定拖尾因子不超过1.8。
　　确定色谱柱“抛弃”标准的最佳时间是当我们开发分析方法或作方法认证的时候。通常，在开发分析方法的过程中你会试验几根色谱柱，分析足够多的实际样品，你知道当分离变差的时候是什么样的情况。我倾向于在开始时使用一个宽的范围。我们的经验是这样的：你如果在开始时紧缩系统适用性要求，在方法认证后再放宽这个要求是很困难的。在分析实际样品之前进行系统适用性考察，以确保该色谱方法满足分析者可以接受的标准。

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