【学习笔记】解惑！如何计算柱体积？ -

展源 0 2023-03-16

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计算

如何计算柱体积？

1. 经常被提及的柱体积

液相 “柱体积”在整个液相色谱分析工作中经常被提到。

当我们拿到一支全新液相的时候，需要对其进行活化平衡。并过渡到我们正常分析样品时候的流动相，就需要对新活化平衡10倍的柱体积。

当我们液相分析工作结束的时候，如果长期不用，我们也需要对进行溶剂置换，要冲洗置换多少倍的柱体积，最后保存在纯色谱甲醇或纯色谱乙腈中。尤其是当流动相含缓冲盐或者使用正相，冲洗置换步骤更为麻烦。

当我们的液相被污染、柱效降低的时候，需要对液相进行再生清洗，也需要进行各种溶剂多少倍的柱体积。

当我们进行色谱方法开发的时候，柱体积也是一个很重要的参数。

如此被经常提及的『柱体积』，真的是我们所理解的“柱体积”吗？

2. 体积正解

内部示意图

众所周知，液相柱壳一般为不锈钢或PEEK材质的圆柱形管子，都会标明内径、长度和粒径。

据此，我们可以计算空柱的管内体积。

但是，这个空柱管内体积并非是我们通常所理解的各种冲洗的多少倍的“柱体积”！

冲洗柱体积，其实是内填料间隙的体积或色谱填料颗粒之间的流动相的体积。

那么，色谱填料间隙的体积如何计算呢？

我们可以通过计算空柱管内的体积，然后乘以不同柱类型的的典型的填充效率的估算因子，来得到色谱填料间隙体积。

空柱管体积的计算公式为：

V=πr²L

计算公式中的r是液相的半径，即为标签所示的内径的1/2，L是液相的长度。

那么，常规液相空柱管内体积通过计算，4.6mm*150mm*5μm空柱管内体积约为2.5mL。

全多孔填料与表面多孔填料

对于全多孔硅胶色谱填料的液相（目前常用的大多数均为全多孔硅胶基质填料的液相）来说，其估算因子约为0.68。

对于表面多孔硅胶填料的液相（又称核壳液相，填料内部为实心球，表面包裹多孔硅胶或不同的多孔硅胶键合相，此类用户也越来越多）来说,其估算因子约为0.5。

所以实际的柱体积一般为空柱管体积乘以估算因子，即4.6mm*150mm 若填料为全多孔硅胶则柱体积约为1.7mL，若填料为表面多孔硅胶则柱体积约为1.3mL。

最后，不论多少倍柱体积，如果需要计算液相冲洗置换的时间和需要的相应溶剂体积，请结合填料间隙体积和冲洗置换的溶剂的流速，这样更准确。

内容来源：生物分析

责任编辑：展源

审　　核：何发