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一文讀懂色譜柱質(zhì)量過(guò)載與體積過(guò)載

欄目：行業(yè)資訊 發(fā)布時(shí)間：2024-10-21
液相色譜柱的過(guò)載是指在色譜分析過(guò)程中，由于樣品量或樣品濃度過(guò)高，使得色譜柱內(nèi)的分離效果受到影響，甚至導(dǎo)致分離失敗。

液相色譜柱的過(guò)載是指在色譜分析過(guò)程中，由于樣品量或樣品濃度過(guò)高，使得色譜柱內(nèi)的分離效果受到影響，甚至導(dǎo)致分離失敗。色譜柱的過(guò)載可以分為質(zhì)量過(guò)載和體積過(guò)載，以下是對(duì)這兩種過(guò)載的詳細(xì)解讀：















一、質(zhì)量過(guò)載

定義：質(zhì)量過(guò)載又稱(chēng)為濃度過(guò)載，是指在小體積進(jìn)樣時(shí)（體積未過(guò)載），由于進(jìn)樣濃度較高，靠近譜峰峰帶的固定相被飽和，即進(jìn)樣某一組分超過(guò)了色譜柱的載樣量而出現(xiàn)過(guò)載的現(xiàn)象。


表現(xiàn)：質(zhì)量過(guò)載通常表現(xiàn)為色譜峰峰形拖尾，柱效降低。隨著進(jìn)樣質(zhì)量的不斷增加，譜峰峰寬不斷增加，最終可能變成直角三角形的形狀，同時(shí)譜峰的理論塔板數(shù)也不斷降低。


原因：載樣量主要與色譜柱固定相和待分析物的性質(zhì)有關(guān)。固定相類(lèi)型、品牌不同會(huì)造成載樣量較大的差異。待分析物質(zhì)性質(zhì)也會(huì)直接影響到色譜柱載樣量。例如，離子態(tài)的堿性化合物就很容易過(guò)載，不僅無(wú)法達(dá)到常規(guī)載樣量級(jí)（如50μg，針對(duì)內(nèi)徑為4.6mm的色譜柱），有時(shí)候甚至1μg的量就能造成過(guò)載的現(xiàn)象。目前的推測(cè)原因是，離子態(tài)化合物間的互相排斥作用使得待分析組分在固定相表面更易達(dá)到飽和而造成過(guò)載。同時(shí)離子態(tài)的帶正電的堿性化合物也更容易和固定相中未鍵合的活性硅羥基發(fā)生次級(jí)相互作用。


解決方法：針對(duì)質(zhì)量過(guò)載的問(wèn)題，最簡(jiǎn)單的方法是減少進(jìn)樣量。另外，對(duì)于易解離組分如酸堿性物質(zhì)，可以通過(guò)調(diào)整流動(dòng)相pH抑制組分解離，從而減小離子型比例，緩解甚至消除過(guò)載。如果難以通過(guò)調(diào)節(jié)pH抑制解離，還可以通過(guò)形成離子對(duì)復(fù)合物來(lái)減小離子型占比以緩解過(guò)載。
















二、體積過(guò)載

定義：體積過(guò)載是指進(jìn)樣體積過(guò)大，造成柱子的體積超載。

                

表現(xiàn)：通常會(huì)導(dǎo)致較寬的平頭峰。隨著進(jìn)樣體積的增大，峰寬逐漸變寬，峰分離度降低。另外，體積過(guò)載還會(huì)影響峰保留時(shí)間，對(duì)保留時(shí)間短的組分影響更大，而對(duì)于較后面流出的峰影響較小。


解決方法：為選擇合適的進(jìn)樣體積，需要計(jì)算在最佳流速下允許樣品進(jìn)樣的最大體積。最大體積的計(jì)算公式為：

其中:L為柱長(zhǎng)（mm），dc為內(nèi)徑（mm），dp為粒徑（μm）。如果小伙伴嫌棄公式太繁瑣，也沒(méi)有關(guān)系，貼心的小編已經(jīng)把我們常用的各規(guī)格色譜柱列出：



盡管上表中各個(gè)數(shù)據(jù)是嚴(yán)格按照公式計(jì)算出來(lái)的，但是這個(gè)數(shù)據(jù)并不絕對(duì)。色譜是經(jīng)驗(yàn)科學(xué)，較之其他學(xué)科需要更多的實(shí)踐。當(dāng)然，理論也為我們指引了方向，讓我們能少走彎路。

















三、總結(jié)

色譜柱的質(zhì)量過(guò)載和體積過(guò)載都會(huì)對(duì)色譜分析結(jié)果產(chǎn)生不良影響，包括分離效果降低、保留時(shí)間變化以及檢測(cè)器響應(yīng)降低等。為了避免這些不良影響，需要根據(jù)色譜柱的承受能力和樣品的濃度合理調(diào)整進(jìn)樣量和進(jìn)樣體積，同時(shí)選擇合適的色譜柱和優(yōu)化分析方法也是預(yù)防色譜柱過(guò)載的有效措施。此外，定期對(duì)色譜柱進(jìn)行清洗和保養(yǎng)也是保證其分離效果和使用壽命的重要步驟。