毛细管对HPLC分离的影响

毛细管对HPLC分离的影响

2014-07-07 实验与分析

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——毛细管对高效液相色谱分离的影响

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实验与分析微信ID：LaborPraxis

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        若高效液相色谱 (HPLC) 系统采用了不适当的连接方式或者应用不正确的毛细管，均可能导致均可能导致不良的峰扩宽，色谱柱的最佳分离效率就更无从谈起。甚至还可能发生使用的柱子越细，其洗脱峰的扩宽反而越大的情况。本文将详细介绍毛细管对高效液相色谱分离的影响，以及如何选择正确的毛细管与连接方式。

文/ Werner Röpke

本文作者来自Techlab有限责任公司。

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图1. 为了达到最佳分离性能，即使是毛细管和管路连接也必须与HPLC系统相适配。

        高效液相色谱柱良好的分离效率是HPLC成功分离的一个重要前提，不适当的管路连接或毛细管的使用不当，均可能导致不良的峰扩宽，因此需要特别注意。当使用4.6×250mm的“老式”标准分离柱时,毛细管的作用和管路连接的影响还不是很突出；而当使用2.0×100mm的细径色谱柱时，它们的影响就很大。

        对于“Ex-柱”而言，造成峰扩宽的主要原因是管路连接中使用了错误的毛细管和空腔，它们会显著扩张淋洗通道。因此原则上应尽可能采用窄小的柱径，并缩短连接管路。

如果用户使用的是由同一制造商供应的配套设备或紧密装配型高效液相色谱仪，那么所有的管路连接已经由供应商预先优化了。这类设备出现问题的情况仅在于：需要联接另外一家公司的检测器时，或者需要用不同的组件来自行组装一套HPLC系统时。

        通过分离柱的峰宽度是与色谱柱的尺寸成正比的，简言之：细柱产生窄峰。液体输导产生的峰扩宽则会牵涉到整个系统，因而需要逐一协调。

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泊肃叶定律

        法国物理学家吉恩·伦纳德·泊肃叶对血液循环系统生理学的兴趣促成了他在1840年对液体在细管中的流体行为进行基础性的实验研究。在样品和洗脱液之间不是形成一个直界面，而是层流的形式。在直径为“dt”的管子内（高效液相色谱毛细管）流体的不同流速构成一个“U”型（如图2所示）。

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图2. Jean Louis Léonard Marie Poiseuilles描述的液体在细管中的流体行为。 dT=内径，U= 流速，UMAX =最大流速，UAVE =平均流速。

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        为了尽量减少峰宽，应选择尽可能小的管道直径。样品分子有一种向流体边界扩散的趋势。假如没有这个扩散，洗脱峰将是无限宽的，因为根据泊肃叶理论，流速在毛细管管壁处为零，因而样品分子在这一点上将是极其缓慢地前行。而扩散的作用导致了样品分子由管壁迁移到管子中部，因而，样品峰得以在有限的时间内洗脱，并呈现有限的峰宽。

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  毛细管的优化

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  小体积HPLC色谱柱

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