快速分析中色谱柱的选择 系列攻略弹：关于粒径

近年来，在液相色谱分析领域，“快速分析”的话题越来越多被提起。而在2020年版《中国药典编制大纲》中，也提到“积极倡导绿色标准和经济标准，推广采用毒性小、污染少、节约资源、保护环境、简便实用的检测方法”。

“快速分析”能带来的好处有很多方面，例如，方法开发阶段，提高分析速度可以节约分析时间；还可以节约有机溶剂、降低成本、保护环境，等等。

那么，当我们谈论快速分析时，我们在谈论什么？

快速分析的目的

● 增加每天所能分析的样品数量（早点下班！）

● 谋求更高分离度（早点下班！）

● 节约溶剂，降低成本、保护环境（省钱！）

● 减少分析时间过长的项目耗时（早点下班！）

想要达成以上目的，可以通过提高流速、缩短色谱柱长度和内径等方法进行分析调整。但是，如果直接缩短柱长或提高流速，可能会对分离造成不良影响，或使目标化合物无法溶出、洗脱。反过来说，选择分离能力强的色谱柱非常关键。

那么，分离能力受哪些因素影响呢？说起背后的原理和实际操作之间的联系，一篇文章可说不完~

因此，鸿朗又开了新的液相豆丁帖——快速分析中色谱柱的选择系列攻略，希望能在结合实际操作的同时，和大家一起探讨色谱分析背后的奇妙原理~

那么，今天将对快速分析时的关键因素——粒径进行介绍~

01

粒径

理论塔板数 N（柱效）= L / H

↓

柱效下降，分离变差

↓

为保证分离，应选用小粒径柱

（3 μm、2 μm）

Van Deemter方程

范德姆特方程我们都很熟悉了：

H =  A + B/u + Cu

A  : 涡流扩散项

      ▷由粒径大小决定

B/u  : 纵向扩散项

      ▷流速越小数值越大

Cu：传质阻力项

      ▷与粒径大小和流速有关

相比5 μm柱，3 μm和2 μm柱：

▷在同等流速下，理论塔板高度更小

（同等柱长，柱效更高）

▷即使在更高流速下，也能保持较低理论塔板高度

（高流速下，也能得到高柱效）

▲粒径与柱长

样品：

①地昔帕明  ②丙咪嗪  ③地昔帕明  ④阿米替林  ⑤*丙咪嗪

如上图，分别使用不同粒径、不同柱长的IF（S2）和两款MGIII（S3和S5）色谱柱，对5种抗抑郁药进行了分析。

可以看出，当粒径由5 μm变为3 μm、3 μm变为2 μm时，分别对应150 mm、100 mm和50 mm长度的色谱柱，终，在同等理论塔板数的前提下，分析时间大幅缩短。

也就是说：小粒径色谱柱能得到更尖锐的峰形和更高的理论塔板数；缩短色谱柱长度，可相应缩短分析时间。

那么，柱长和粒径之间的换算关系如何呢？

分离效率：L / Dp

以L / Dp =  50000为前提，

250 mm L，5 μm

↓

150 mm L, 3 μm

or

100 mm L, 2 μm

↓

因此，为保证分离

在缩短柱长的同时，应选用小粒径柱