色譜柱的柱效能是評價色譜性能的一項重要指標，混合物能否在色譜柱中得到分離，除取決于選擇合適的固定相外，還與色譜操作條件及色譜柱的裝填狀況等因素有關。那么，如何有效地提高色譜柱的柱效呢?

在一定的色譜操作條件下，色譜柱的柱效可用理論塔板數或理論塔板高度來衡量。一般說來塔板數愈多，或塔板高度愈小，色譜柱的分離效能愈好。

如何提高HPLC柱效?

要提高液相色譜的效率可從以下幾方面入手。 以下介紹了幾種國際上流行的測量和計算柱效值的方法。

▎提高液相色譜柱柱效的方法

1、降低移動相的流速,但會使分析時間延長。

2、減少固定相的量,但色譜柱中樣品的負載量也隨之減小。

3、減小固定相的顆粒度,但不能過分,過分后色譜柱的滲透率也會減小。

4、選用低粘度的移動相,以利于快速傳質,但卻不利于多組份分析。

5、適當提高柱溫,可降低移動相的粘度,但柱效和分離度也隨之降低。

6、盡量減小停滯移動相的體積,但卻加快了移動相的流速。

從以上介紹可看出,在色譜分析過程中,各種因素是互相聯系和制約的。只有通過對柱效值的跟蹤測算,對自己分析方法不斷的研究和實踐,才能找到Z佳的工作條件。

▎對柱效值進行跟蹤測算應注意的問題

此外，柱效值并不足以預測在所有條件下的柱性能。

對大多數色譜工作者來說,柱性能指的是色譜柱用于特定分離的能力,而僅僅有高柱效并不能保證這種分離能力。

不管用什么特定的測試方法,都會有幾個參數影響柱效的測定。而測量和計算方法對柱效值的確定起著極大的作用。

這些參數包括：

洗脫液的成分和粘度及其線流速,測定塔板數所用的溶質,溫度,柱長,填料裝填方式,顆粒度,還有所選用的測量和計算方法。

▎幾種測量和計算柱效值的方法

因為色譜峰是假定樣品濃度在移動相和固定相中呈正態分布而得到的樣品譜帶分布，故常常把色譜峰型看作正態曲線來計算理論塔板數。

因此計算柱效(以理論塔板數n為單位)的公式習慣上定義為:

• tR為色譜峰的保留時間;
  

• σ2是以時間為單位測量色譜峰的偏差;

• a是和峰高(從測峰寬的基線量起)有關的常數,

• ωb是峰寬,表示由色譜峰頂點與色譜峰兩側拐點處做切線與峰底基線相交兩點間的距離。

假如一個色譜峰真是正態峰型,那么每種計算方法都會得到同樣的結果。然而即使一些比較理想的儀器和傾向于得到對稱峰型的溶質,由于柱內的槽或空隙,也會出現非正態峰型。所以不同的計算方法將會得到相差較大的n值。

通常偏離正態模型的峰型表示為“前延”或“拖尾”。對于這些峰型,越在峰的高處測量,計算的理論塔板數值就越大(準確性越低)。

在許多情況下,色譜工作者需要能反映整個峰型(包括拖尾)的柱效值，同時為了保證定量的重復性，也需要色譜峰很好的對稱性。這時對色譜峰非對稱性Z敏感的計算方法Z適合。

如果目的僅僅是要監測色譜柱從diyi次使用到使用壽命結束這一過程中的柱效,那么以上任何一種方法都可以,應選擇Z簡便的方法。

如何提高氣相色譜柱柱效?

在實際工作中，我們通過對載氣流速、進樣技術、氣化室溫度、色譜柱、柱溫、檢測器溫度這六個方面的選擇，有效地提高了柱效率，使分析出的色譜峰峰形正常，無峰形擴張、拖尾、峰漏檢等不良現象出現，分離度高，從而提高了分析結果的準確性。

所為柱效就是在較短的時間內，用較短的柱子達到滿意的分析結果。為了提高色譜柱的柱效率，減少色譜峰擴張、拖尾及峰漏檢等現象，在實際工作中，我們從以下六個方面入手，對柱操作條件的選擇進行了探討。

▎載氣流速的選擇

氣相色譜Z常用的載氣是：氫氣、氮氣、氬氣、氦氣。

由速率理論可知，載氣流速慢有利于傳質，有利于組分的分離，但分析時間會加長;如果載氣流速快有利于加快分析速度，減少分了擴散，但分離度降低。有時為了縮短分析時間，加大流量，但此時分離效果并不好。可見載氣流速的快慢都會降低柱效。

經過長時間的實驗，發現對于一般色譜儀而言，載氣流量為20-100ml/min。

目前我們分析液化氣用的是熱導檢測器，載氣用的是氫氣，其流量控制是30 ml/min。分析戊烷發泡劑用的是氫火焰離子化檢測器，載氣用的是氮氣、燃燒氣氫氣和氧氣，這三種氣體的體積比是氮氣：氫氣：氧氣為1：1：10，分析效果都是較好的。

▎進樣技術的選擇

在氣相色譜分析中，一般采用注射器或六通閥門進樣。在考慮進樣技術的時候，以注射器進樣為主來研究。

進樣量：如果在進樣過程中進樣量大會導致：分離度小;保留值變化難于定性;峰高和峰面積與進樣量不成線性關系，不能定量。進樣量與氣化溫度、柱容量和儀器的線性響應范圍等因素有關。進樣量應控制在瞬間氣化，達到規定分離要求和線性響應的允許范圍內。填充柱沖洗法的瞬間進樣量:液體樣品或固體樣品溶液一般為0.01～10μl,氣體樣品一般為0.11～10ml,在定量分析中,應注意進樣量讀數準確。

注射器里空氣的排除：用微量注射器抽取液體樣品,只要重復地把液體抽入注射器又迅速把其排回樣品瓶,就可以將空氣排除。還有一種更好的方法,那就是用計劃注射量的約2倍的樣品置換注射器3～5次,每次取到樣品后,垂直拿起注射器,針尖朝上，留在注射器里的空氣都應當跑到針管頂部，推進注射器塞子,空氣就會全部被排掉。

保證進樣量的準確：用經置換過的注射器取約計劃進樣量2倍左右的樣品,垂直拿起注射器,針尖朝上,讓針穿過一層紗布,這樣可用紗布吸收從針尖排出的液體。推進注射器塞子,直到讀出所需要的數值。用紗布擦干針尖。至此準確的液體體積已經測得,需要再抽若于空氣到注射器里。如果不慎推動柱塞,空氣可以保護液體使之不被排走。

進樣手法：雙手拿注射器。用一只手(通常是左手)扶針插入墊片,注射大體積樣品(即氣體樣品)或柱前壓力極高時,要防止從氣相色譜儀注樣器來的壓力把注射器活塞彈出(即用右手的大拇指按壓住活塞頂部)。讓針尖穿過墊片盡可能深的進入進樣口,壓下注射器活塞停留1秒鐘,然后盡可能快而穩地抽出針尖(抽出的同時繼續壓住注射器活塞)。

進樣時間：進樣時間長短對柱效率影響很大。若進樣時間過長,遇使色譜區域加寬而降低柱效率。因此,對于沖洗法色譜而言,進樣時間越短越好,一般必須小于1秒鐘。

▎氣化室溫度的選擇

氣化室溫度取決于樣品的化學和熱穩定性、沸程范圍、進樣口類型等。合適的氣化室溫度即能保持樣品瞬間完全氣化，又不引起樣品分解。溫度過低，氣化速度比較慢，使峰形不規則，出現平頭峰或伸舌峰;溫度過高使出峰數目變化，產生前延峰，甚至樣品分解。為選擇合適的氣化室溫度，在多次的進樣中我們發現，氣化室溫度比柱溫高50-100℃或比樣品組分中Z高沸點高50-70℃較為合適。溫度過高過低都會影響柱效。

網友支招

介紹了幾種國際上的有效方法后，讓我們來看看廣大實驗員心中，Z有效的方法是什么呢？

• 一般柱效不好，先排除其他問題，都沒有問題的話就是柱子不行了。
  

• 如果柱子比較老，可以反過來小流速沖洗一下(僅適用舊柱子啊，有點風險)。

• 把柱頭變色的填料挖掉，用同類新的填料填充好，效果很好。

• 正向沖洗色譜柱、反向沖洗色譜柱、超聲清洗色譜柱篩板、如果是柱內死體積增加則需更換新柱。

• 色譜柱是消耗品，理論來說，柱效很低的色譜柱是沒得救的，但是有一招，也就是當你發現色譜柱沒得救的時候可以用一下，就是反沖色譜柱，但是你要注意的是，流速不要設置太大，這樣的話還能再堅持一會。如果這樣也沒用的話，就重新買吧。

• 如果柱子真的很老舊了，就反相沖洗試試，可能還能用一段時間，但不會太久。在然后就只能換填料了，或換新的柱子。

• 把柱子重新活化了一下，柱效由原來的兩千升到四千多了。不過維持了一個月又不行了。

口訣幫幫忙

diyi柱子溫度能調高

第二可選柱子內徑小

第三柱外體積小更妙

第四使用超純的硅膠

第五氘燈要選能量高

第六采用中空透光燈

第七改變有機相比率

第八流動相pH可鼓搗

第九可把鍵合相選挑

第十改變有機添加劑

十一改變流動相配比

十二縮短檢測響應時間

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柱體積為LC柱內被洗脫劑占據的體積（即粒子之間的空間和粒子孔內空間）。

柱體積可根據以下公式計算：

Vm=πr2 Lε

其中：

Vm = 柱體積（單位：mL）

 r = 柱半徑（單位：cm）
L = 柱長度（單位：cm）

ε = 床層空隙度值

床層空隙度值ε取決于粒子參數（如孔徑、表面積等）和供應商。

對于ACE 100 ?多孔柱，ε值為~0.63；

對于ACE 300 ?多孔柱，ε值為~0.75；

而對于ACE 90 ?實芯柱，ε值為~0.55.
在討論柱平衡時，更準確的是引用達到穩定狀態所需的柱體積，因為它與流速和柱尺寸（規格）無關。

例如，表1a示出了一系列ACE 100 ?多孔柱的柱體積值的計算。  

表 1a：ACE 100 ?多孔柱的體積計算值（單位：mL）

表2a顯示了各種流速條件下，4個不同尺寸的ACE 100 ?多孔柱達到20和60倍柱體積平衡所需的時間。

表 2a：ACE 100 ?多孔柱平衡計算