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為啥色譜柱的內徑都是一些很零碎的數字

2021-11-19 15:27:07 


為啥色譜柱的內徑都是一些很零碎的數字,比如:4.6mm;2.1mm,從來沒有見到過5mm,10mm這種看上去讓人賞心悅目的整數。


小編相信大部分人都有這樣的疑問。

賽默飛色譜柱使用注意事項(1)

那么,是不是設計色譜柱的人腦子進了水,非要挑些奇怪的數字來消遣大家...看樣子,明顯不是,大家會發現,市面上大部分的色譜柱都是這些奇怪的內徑規格,反而是那些帶著整數值內徑的色譜柱好像看上去和大家格格不入成為了異類。

到底是為什么?這一定是有什么原因的...那么原因是什么呢?

范德米特曲線

在液相色譜的基礎理論中,我們總會聽到一個如雷貫耳的名字,他叫范德米特,為了簡便,我們稱呼他叫做老范,他曾經在紙上畫了一個對鉤,用來解釋色譜柱的柱效和流速的關系,后來,這個對鉤出名了,被叫做“范德米特曲線”,成為了液相色譜分離當中最經典的理論之一。

這個是基于5um填料色譜柱繪制的范德米特曲線,為啥要選5um填料?主要是因為這個規格的填料從上世紀80年代產生,90年代興盛到現在仍舊老當益壯經久不衰,堪稱經典,另外,5um填料的范德米特曲線是個非常周正的對鉤。

那么我們來解釋一下這個經典的對鉤吧,它被畫在一個坐標軸里,橫坐標表示譜帶移動的線速度,縱坐標表示理論塔板高度。納尼?線速度,理論塔板高度,這都是嘛?

這兩個詞確實生僻。所以,我們得把他們近似的翻譯成接地氣的詞匯,那么他們可以近似的理解為:流速和柱效,對于給定的一根色譜柱(長度,填料粒徑固定)越大的流速能產生越高的分析速度,越小的板高能產生越大的柱效;所以,在老范的對鉤當中,橫坐標數值越大,分析速度越快;縱坐標數值越小,柱子的分離效果越好。

知道了這些,我們就大概能理解老范畫的這個對鉤代表的意思了:對應一根固定的色譜柱:柱效隨著流速提升而升高,到達一個最大值以后,又開始隨流速增大而降低,這個讓色譜柱達到最大柱效的流速值,被叫做最佳流速,在最佳流速附近保證實際柱效與最佳柱效差異很小的一個區域內的流速,被叫做最佳流速范圍。所以老范的對鉤的深層意義就是:誰在最佳流速使用色譜柱,我就給誰畫個大對鉤。

流速與內徑

扯到這兒,一直在說老范和流速的事兒,還沒和內徑扯上一點關系,接下來,我們就要給老范和流速牽線搭橋了,這個牽線搭橋的人就叫內徑。

在老范的大對鉤中,橫坐標叫做線速度,我們近似的把它認為是流速,其實,在“近似”的過程中,我們省略了內徑這個因素,或者說是色譜柱粗細的影響。

線速度指的是色譜峰譜帶移動的速度,通常用cm/min作為單位,

而流速指的是色譜儀輸液的體積流速,通常用mL/min作為單位。

舉上一個生活化的例子,就是汽車,線速度可以理解為汽車行駛的速度;流速可以理解為汽車燒油的速度,而不同內徑的色譜柱,可以理解為不同大小的汽車,越粗的色譜柱代表著越大的汽車,要開到相同的速度,燒的油就多,所以,更粗的色譜柱需要更大的體積流速才能產生與細色譜柱相同的線速度/分析速度。

返回頭看老范給畫的大對鉤,找個尺子一比,發現對于5um填料的色譜柱,最佳流速對應的是大概6cm/min這一點,不過,這是線速度,我們用的色譜儀都是需要設定體積流速的,剛才我們說過,體積流速和色譜柱內徑是有關的,那么問題來了:色譜柱內徑哪樣好?

在這個問題上,設計色譜柱的人沒有隨便設計個1,2,5,10mm這種自己看了爽大家又喜聞樂見的內徑數字,在這個問題上,他們秉承了“業界良心”。

大家想想看,自己在色譜儀上輸入流速的時候,是輸入1mL/min的感覺爽還是輸入1.18mL/min的感覺爽?我相信,只要不是自虐傾向太強的同學,一定都會覺得是1mL/min更爽些...1mL/min對應的是4.6mm內徑色譜柱的最佳流速,而1.18mL/min對應的是5mm內徑色譜柱的最佳流速(都是說5um填料的色譜柱)。

現在大家明白為啥我說色譜柱的設計者有“業界良心”了吧,為了讓大家在使用的時候爽,他們寧可讓自己在做柱子的時候“不爽”,這是怎樣的國際主義精神啊~

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