色谱柱长度对分离度影响分析

色谱柱长度对分离度影响分析

王雪松

江苏省产品质量监督检验研究院 江苏南京 210007

【摘要】现在色谱柱的柱效比以前的高很多，用短柱就能满足分离度的要求，就没必要用长柱，短柱快速，省溶剂又省时间。色谱柱长度与分离度一般情况成正比，色谱柱越长,组分之间分辩效果越好,但色谱柱越长压降越大,而输入的压力是有限的。色谱柱过长会增大进出口压力比,相反会降低分离度。

一、以三七含量测定为例操作

    以三七含量测定为例，色谱柱柱长从250mm缩短为150mm，一起来看看谱图变化吧。（1）Athena C18-WP4.6×250mm,5μm(LAEQ-462572，三七含量测定)

（2）Athena C18-WP 4.6×150mm,5μm（LAEQ-461572，三七含量测定）

以上实验看出三七含量测定，色谱柱柱长从250mm缩短为150mm，人参皂苷Rg1与相邻杂质峰两者间分离度从1.41增加到1.74。

二、遵循基本规律，追寻根本

    一般来说较长的色谱柱，柱效更高，分离效果更好，而上述的实验现象是相反的，这又是怎么回事，我们来一探究竟：

流动相的梯度程序如下：

从出峰时间，我们可以估算Rg1出峰时流动相的组成（流动相中乙腈的比例）：

    我们可以看出，和Athena C18-WP  4.6 × 250mm, 5μm相比，采用Athena C18-WP 4.6 × 150mm, 5μm，人参皂苷Rg1出峰时乙腈的比例更低，我们知道，反相色谱分离模式，降低流动相中有机相的比例，有利于提高分离度，而此时由于长度缩短、柱效降低引起的分离度下降起到次要作用，综合结果，分离度得到改善。

三、现实条件不满足，如何操作

    如果我们手头没有150mm的色谱柱，实验又比较着急，我们还可以尝试提高流速的方法，下边还是以三七含量测定为例子，采用Athena C18-WP  4.6 × 250mm, 5μm，流速从1.0ml/min提高到1.2ml/min，人参皂苷Rg1出峰时间提前，出峰时乙腈的比例更低，人参皂苷Rg1和相邻杂质的分离度从1.41提高到1.52。

注：以上举例只为提供一个思路，通过改变流速，Rg1和相邻杂质峰分离发生改变，但这样有会引起Rb1受到杂质峰干扰，那这个方法则不可用。

总结：

  色谱柱并不是柱越长越好，这需要流动相的线速度和柱子的长度以达到平衡才行，如果仅是柱子增长，到一定程度所造成的峰扩展将严重影响灵敏度和柱效（溶剂不变的情况下），这反而造成不好的影响。而一般情况下，随柱子长度增加，用于分离的流动相消耗增加，同样，在一定的范围内这个消耗与理论板数的增加呈良性效应，但如果无意义的加长，则只会增加溶剂的消耗，而对分离的正效应减小。而柱子的内径越粗，造成的样品分散程度越差（即样品无法在到达柱头时呈现面状分布），这样峰的对称性下降，分散性增大，溶剂消耗也增大，而可能理论板数反而下降。

参考文献：

[1] ASTM E2077-2000(2016)  《质谱数据用分析数据互换协议规格》

[2] ASTM E2078-2000(2016)  《质谱数据用分析数据互换协议指南》

[3]GB 10738-2007《用直接接口气相色谱质谱测量法测定气态有机化合物的试验方法》

[4] ASTM D5790-2018  《用毛细管柱气相色谱/质谱法测量水中可净化有机化合物的试验方法》

[5] ASTM D7823-2020  《通过热脱附-气相色谱/质谱法测定聚（氯乙烯）塑料中低含量邻苯二甲酸盐的标准测试方法》

[6] ASTM D8310-2020  《多重反应监测-液相色谱/质谱法(LC/MS/MS)分析土壤中目标酚(TPs)的标准试验方法》