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快速分析中色譜柱的選擇 系列攻略彈：關于粒徑
近年來，在液相色譜分析領域，“快速分析”的話題越來越多被提起。而在2020年版《中國藥典編制大綱》中，也提到“積極倡導綠色標準和經(jīng)濟標準，推廣采用毒性小、污染少、節(jié)約資源、保護環(huán)境、簡便實用的檢測方法”。
“快速分析”能帶來的好處有很多方面，例如，方法開發(fā)階段，提高分析速度可以節(jié)約分析時間；還可以節(jié)約有機溶劑、降低成本、保護環(huán)境，等等。
那么，當我們談論快速分析時，我們在談論什么？
快速分析的目的
● 增加每天所能分析的樣品數(shù)量（早點下班?。?/span>
● 謀求更高分離度（早點下班！）
● 節(jié)約溶劑，降低成本、保護環(huán)境（省錢?。?/span>
● 減少分析時間過長的項目耗時（早點下班?。?/span>
想要達成以上目的，可以通過提高流速、縮短色譜柱長度和內(nèi)徑等方法進行分析調(diào)整。但是，如果直接縮短柱長或提高流速，可能會對分離造成不良影響，或使目標化合物無法溶出、洗脫。反過來說，選擇分離能力強的色譜柱非常關鍵。
那么，分離能力受哪些因素影響呢？說起背后的原理和實際操作之間的聯(lián)系，一篇文章可說不完~
因此，鴻朗又開了新的液相豆丁帖——快速分析中色譜柱的選擇系列攻略，希望能在結(jié)合實際操作的同時，和大家一起探討色譜分析背后的奇妙原理~
那么，今天將對快速分析時的關鍵因素——粒徑進行介紹~
01
粒徑
理論塔板數(shù) N（柱效）= L / H
↓
柱效下降，分離變差
↓
為保證分離，應選用小粒徑柱
（3 μm、2 μm）
Van Deemter方程
范德姆特方程我們都很熟悉了：
H = A + B/u + Cu
A : 渦流擴散項
?由粒徑大小決定
B/u : 縱向擴散項
?流速越小數(shù)值越大
Cu：傳質(zhì)阻力項
?與粒徑大小和流速有關
相比5 μm柱，3 μm和2 μm柱：
?在同等流速下，理論塔板高度更小
（同等柱長，柱效更高）
?即使在更高流速下，也能保持較低理論塔板高度
（高流速下，也能得到高柱效）
▲粒徑與柱長
樣品：
①地昔帕明 ②丙咪嗪 ③地昔帕明 ④阿米替林 ⑤*丙咪嗪
如上圖，分別使用不同粒徑、不同柱長的IF（S2）和兩款MGIII（S3和S5）色譜柱，對5種抗抑郁藥進行了分析。
可以看出，當粒徑由5 μm變?yōu)? μm、3 μm變?yōu)? μm時，分別對應150 mm、100 mm和50 mm長度的色譜柱，終，在同等理論塔板數(shù)的前提下，分析時間大幅縮短。
也就是說：小粒徑色譜柱能得到更尖銳的峰形和更高的理論塔板數(shù)；縮短色譜柱長度，可相應縮短分析時間。
那么，柱長和粒徑之間的換算關系如何呢？
分離效率：L / Dp
以L / Dp = 50000為前提，
250 mm L，5 μm
↓
150 mm L, 3 μm
or
100 mm L, 2 μm
↓
因此，為保證分離
在縮短柱長的同時，應選用小粒徑柱