![图片](/uploads/6/4/8/9/6489958/8523792.png?344)
層析專欄
層析的主要目的就是分離,為將目標分析物從樣品中分離分析(或是純化)。接下來幾篇文章我們簡單的來探討層析中的各項參數如何影響分離的效果。
管柱效能Column Efficiency
很多人討論到管柱的柱效(Efficiency)或是效能(performance),大多會談到理論板數,而理論板數(N)的計算可以請大家參考以下公式一,理論板數受到峰的保留時間(tR)以及峰寬(Peak Width)所影響,當保留時間愈長以及峰寬愈小時,理論板數就愈大;反之當保留時間愈短且峰愈寬時,理論板數會下降。
層析的主要目的就是分離,為將目標分析物從樣品中分離分析(或是純化)。接下來幾篇文章我們簡單的來探討層析中的各項參數如何影響分離的效果。
管柱效能Column Efficiency
很多人討論到管柱的柱效(Efficiency)或是效能(performance),大多會談到理論板數,而理論板數(N)的計算可以請大家參考以下公式一,理論板數受到峰的保留時間(tR)以及峰寬(Peak Width)所影響,當保留時間愈長以及峰寬愈小時,理論板數就愈大;反之當保留時間愈短且峰愈寬時,理論板數會下降。
![图片](/uploads/6/4/8/9/6489958/4939978.png)
《公式一》
那麼為什麼我們那麼在意理論板數的大小呢? 主要的原因是理論板數影響著峰與峰的分離狀況(解析度Resolution, Rs),如公式二所示,理論板數愈高,兩支峰的分離狀況愈好(解析度愈高);反之理論板數若太低,兩支相近的峰則可能會連在一起無法分離,下圖一為管柱效能對峰分析效果的影響範例。
我們剛剛提到理論板數受到兩個因素的影響,第一個是”峰的保留時間(tR)”,因此在不調整移動相等參數的情況下,如何讓峰的保留時間延長呢? 最簡單的方式是使管柱變長,例如將150mm管柱改成250mm管柱,可以增加峰與峰間的分離度,但是缺點是分析時間會變長且管柱壓力也會變高。
如果不想延長分析時間但仍想提升解析度該怎麼辦? 這時候第二個參數”峰寬”就派上用場了,那什麼會影響我們的峰寬呢? 范第姆特方程式(Van Deemeter)解釋了峰寬的形成因素,峰寬受到填料顆粒大小以及擴散等效應的影響。管柱內的填料顆粒大小(Particle Size)以及顆粒的一致性會影響峰寬的大小,如下圖二,大家可以清楚的瞭解填料顆粒對峰寬的影響。當顆粒愈小時,峰會愈窄;反之,顆粒愈大時,峰會愈寬。但相對的當顆粒愈小時,管柱的壓力會愈高,顆粒通常小於2μm的管柱往往會高過400bar一般HPLC儀器的操作壓力,因此後來當科技技術進步,UHPLC也就因運產生,搭配顆粒通常小於2μm的短管柱使用,取得極高的管柱效能。
如果不想延長分析時間但仍想提升解析度該怎麼辦? 這時候第二個參數”峰寬”就派上用場了,那什麼會影響我們的峰寬呢? 范第姆特方程式(Van Deemeter)解釋了峰寬的形成因素,峰寬受到填料顆粒大小以及擴散等效應的影響。管柱內的填料顆粒大小(Particle Size)以及顆粒的一致性會影響峰寬的大小,如下圖二,大家可以清楚的瞭解填料顆粒對峰寬的影響。當顆粒愈小時,峰會愈窄;反之,顆粒愈大時,峰會愈寬。但相對的當顆粒愈小時,管柱的壓力會愈高,顆粒通常小於2μm的管柱往往會高過400bar一般HPLC儀器的操作壓力,因此後來當科技技術進步,UHPLC也就因運產生,搭配顆粒通常小於2μm的短管柱使用,取得極高的管柱效能。
![图片](/uploads/6/4/8/9/6489958/1395126280.jpg)
《圖二》
小顆粒管柱雖然帶來極高的管柱效能,但是卻不能應用在一般的HPLC儀器上,而一台UHPLC動輒數百萬元,不是人人可以負荷的。因此後來核-殼顆粒技術(Core-Shell technology)的出現,提供了折衷的解決方案,使得一般HPLC儀器有機會實現更高的管柱效能。核-殼顆粒使用實心的核加上外層包覆的多孔隙矽膠層,減少傳質效應(Mass Transfer)的影響,提升管柱的效能,此外使用大於2μm的填料顆粒,降低管柱產生的背壓,可以在一般的HPLC儀器上操作並獲得更好的圖譜解析度。
那麼除了管柱理論板數之外,還有什麼影響圖譜的解析度呢?接下來的文章會再介紹其他影響解析度的參數。我們下次再見!
關鍵字:液相層析、解析度、理論板數、核-殼技術
Web: www.GCLC.com Email: [email protected]
關鍵字:液相層析、解析度、理論板數、核-殼技術
Web: www.GCLC.com Email: [email protected]