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對柱溫箱作一些簡(jiǎn)單的探討
更新時(shí)間：2025-01-03
前言：說(shuō)起柱溫箱，對于常做液相分析的人肯定不陌生，幾乎是標配；柱溫箱可以更穩定地保持色譜(不受溫度變化的干擾，色譜重現性好)； 更好的色譜分離效率和更對稱(chēng)的峰形(改善范第姆特方程的傳質(zhì)項)。 但是，對從事蛋白質(zhì)組學(xué)的朋友來(lái)說(shuō)，這似乎并不常見(jiàn)。 最大的原因是這個(gè)產(chǎn)品的很多實(shí)驗室基本上都是自制的，沒(méi)有廠(chǎng)家的標準裝備產(chǎn)品。 對納米液相色譜而言，色譜柱溫箱除了具有上述優(yōu)點(diǎn)外，還可以降低系統的壓力； 降低系統壓力可以使我們的系統更穩定，使用更細的柱和更細的填充劑，可以得到更好的分離度和系統靈敏度。
一、液相柱溫對檢測結果的影響
一般而言，色譜分析過(guò)程是靠流動(dòng)相中的樣品和固定相的結合-分離差異達到分離物質(zhì)的作用，溫度可以影響結合-分離過(guò)程，從而影響色譜分析過(guò)程。改變柱溫對分離度和峰形是有影響的,但影響比較小，影響色譜柱分離度的因素是固定相的種類(lèi)、性質(zhì)（粒度、粒徑分布等）、填充狀況、柱長(cháng)、流動(dòng)相的種類(lèi)和流速及測定柱效所用物質(zhì)的性質(zhì)等。具體如下：
?。?）色譜長(cháng)度和填料的性質(zhì)，色譜柱越長(cháng)，組分之間分辯效果越好，但色譜柱越長(cháng)壓降越大，而輸入的壓力是有限的。色譜柱過(guò)長(cháng)會(huì )增大進(jìn)出口壓力比，相反會(huì )降低分離度；
?。?）色譜柱填料顆粒大小也是主要因素，粒子越細，由于表面積增加，分辯效果越好，但是顆粒細會(huì )增大柱壓降，也會(huì )起反作用；
?。?）柱溫對分辯效果也有很大影響，因為氣體在液體中的溶解度或在固體表面的吸附程度都隨溫度增高而降低，在氣液色譜分析中，當超過(guò)一定溫度時(shí)，靜態(tài)的液體通常會(huì )從色譜柱中揮發(fā)掉，所以選擇柱溫時(shí)應考慮到樣品的沸點(diǎn)。一般是略低于樣品沸點(diǎn)的平均值；
?。?）載氣種類(lèi)的影響。常用的載氣有 N2、H2、He、Ar等，其中H2、He 氣的分子量較小，有利于提高分析速度，但濃度較高的介質(zhì)易在其間形成擴散，影響分離度，所以在實(shí)際測量中H2、 He氣體一般都用在介質(zhì)濃度較低的區域并提高其流速，減少擴散的影響。N2、Ar等分子量較大的氣體的優(yōu)點(diǎn)是擴散作用小，缺點(diǎn)是在柱中壓降大流速慢，即分析周期長(cháng)；
?。?）載氣流速的影響。介質(zhì)在固定相上的滯留時(shí)間，主要取決于介質(zhì)自身的特性(揮發(fā)性，極性等)和載氣的流速。所以流速快慢直接影響分離度；
?。?）進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量的影響。進(jìn)樣時(shí)間應盡量短，原則上的瞬間進(jìn)樣會(huì )提高分離度。進(jìn)樣量應盡量小，但應使檢測器能夠識別。
因此，提高色譜柱分離度可以通過(guò)增加柱長(cháng)，減少進(jìn)樣量，降低載氣流速，降低色譜柱溫度，提高汽化室溫度，減少系統的死體來(lái)實(shí)現。
二、柱溫箱的任務(wù)
不論使用液相色譜儀進(jìn)行是何種分析，穩定高、靈敏度高以及重現性好這幾點(diǎn)要求都是必不可少，而如何更好的做到這一點(diǎn)，在我看來(lái)柱溫箱起到了關(guān)鍵的作用。
柱溫箱主要作用在于使柱子的溫度保持一定，按照溫度調節方式大致可分為三種，分別為：空氣循環(huán)式、浴液式（水夾套式）以及模塊加熱式。
這里就柱溫箱的任務(wù)作一些簡(jiǎn)單的探討。
分析的重現性·柱效率
在液體色譜法中，支配在柱內之分離的方式有①分配，②吸附，③離子交換，④尺寸排除等。這些方式在于化學(xué)性的或者物理性的平衡狀態(tài)，也依存于溫度。因此，通過(guò)穩定地保持柱溫，可使平衡穩定化，在試樣的分離，選擇性，以及保留時(shí)間上得到良好的重現性。一般來(lái)說(shuō)，由于與ODS柱等分析方式的柱相比，離子交換柱更易于受到溫度影響，因此溫度調節更為重要。
另外，由于溫度趨高的其目的成分與固定相的平衡將變快，因此一般來(lái)說(shuō)柱效率將增長(cháng)，峰更明晰，分離呈改善的傾向。
柱的壓力
隨著(zhù)溫度的升高，液體的粘度將降低。因此，通過(guò)在高于室溫的溫度下進(jìn)行分析，可以降低柱入口處的壓力，控制給柱帶來(lái)的負擔。尤其是在采用了耐壓性低的聚合物系填料時(shí)，更尤為重要。
分析的溫度穩定性
示差檢測器、電化學(xué)檢測器、電導度檢測器等一些檢測器容易受到溫度變化的影響，一旦由于室溫變化使流動(dòng)相溫度變化，則基線(xiàn)將偏移或彎曲，不能進(jìn)行穩定的分析，通過(guò)使柱溫保持一定，也就是使流入檢測器內的移動(dòng)相溫度保持一定，從而能夠有穩定的分析
如上面說(shuō)明的，通過(guò)采用柱溫箱，可以得到各種不同的效果。但是需要注意的是，如果將溫箱溫度提得過(guò)高，則會(huì )縮短柱的壽命，有時(shí)候會(huì )使柱的分離選擇性變差。
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