一文读懂色谱柱质量过载与体积过载

栏目:行业资讯 发布时间:2024-10-21
液相色谱柱的过载是指在色谱分析过程中,由于样品量或样品浓度过高,使得色谱柱内的分离效果受到影响,甚至导致分离失败。

液相色谱柱的过载是指在色谱分析过程中,由于样品量或样品浓度过高,使得色谱柱内的分离效果受到影响,甚至导致分离失败。色谱柱的过载可以分为质量过载和体积过载,以下是对这两种过载的详细解读:















一、质量过载

定义:质量过载又称为浓度过载,是指在小体积进样时(体积未过载),由于进样浓度较高,靠近谱峰峰带的固定相被饱和,即进样某一组分超过了色谱柱的载样量而出现过载的现象。


表现:质量过载通常表现为色谱峰峰形拖尾,柱效降低。随着进样质量的不断增加,谱峰峰宽不断增加,最终可能变成直角三角形的形状,同时谱峰的理论塔板数也不断降低。


原因:载样量主要与色谱柱固定相和待分析物的性质有关。固定相类型、品牌不同会造成载样量较大的差异。待分析物质性质也会直接影响到色谱柱载样量。例如,离子态的碱性化合物就很容易过载,不仅无法达到常规载样量级(如50μg,针对内径为4.6mm的色谱柱),有时候甚至1μg的量就能造成过载的现象。目前的推测原因是,离子态化合物间的互相排斥作用使得待分析组分在固定相表面更易达到饱和而造成过载。同时离子态的带正电的碱性化合物也更容易和固定相中未键合的活性硅羟基发生次级相互作用。


解决方法:针对质量过载的问题,最简单的方法是减少进样量。另外,对于易解离组分如酸碱性物质,可以通过调整流动相pH抑制组分解离,从而减小离子型比例,缓解甚至消除过载。如果难以通过调节pH抑制解离,还可以通过形成离子对复合物来减小离子型占比以缓解过载。
















二、体积过载

定义:体积过载是指进样体积过大,造成柱子的体积超载。

                

表现:通常会导致较宽的平头峰。随着进样体积的增大,峰宽逐渐变宽,峰分离度降低。另外,体积过载还会影响峰保留时间,对保留时间短的组分影响更大,而对于较后面流出的峰影响较小。


解决方法:为选择合适的进样体积,需要计算在最佳流速下允许样品进样的最大体积。最大体积的计算公式为:

其中:L为柱长(mm),dc为内径(mm),dp为粒径(μm)。如果小伙伴嫌弃公式太繁琐,也没有关系,贴心的小编已经把我们常用的各规格色谱柱列出:



尽管上表中各个数据是严格按照公式计算出来的,但是这个数据并不绝对。色谱是经验科学,较之其他学科需要更多的实践。当然,理论也为我们指引了方向,让我们能少走弯路。

















三、总结

色谱柱的质量过载和体积过载都会对色谱分析结果产生不良影响,包括分离效果降低、保留时间变化以及检测器响应降低等。为了避免这些不良影响,需要根据色谱柱的承受能力和样品的浓度合理调整进样量和进样体积,同时选择合适的色谱柱和优化分析方法也是预防色谱柱过载的有效措施。此外,定期对色谱柱进行清洗和保养也是保证其分离效果和使用寿命的重要步骤。