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為啥色譜柱的內(nèi)徑都是一些很零碎的數(shù)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(shù)。
小編相信大部分人都有這樣的疑問。
那么,是不是設(shè)計(jì)色譜柱的人腦子進(jìn)了水,非要挑些奇怪的數(shù)字來消遣大家...看樣子,明顯不是,大家會發(fā)現(xiàn),市面上大部分的色譜柱都是這些奇怪的內(nèi)徑規(guī)格,反而是那些帶著整數(shù)值內(nèi)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(chǔ)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(jīng)在紙上畫了一個對鉤,用來解釋色譜柱的柱效和流速的關(guān)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(dāng)中理論之一。
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?yàn)檫@個規(guī)格的填料從上世紀(jì)80年代產(chǎn)生,90年代興盛到現(xiàn)在仍舊老當(dāng)益壯經(jīng)久不衰,堪稱經(jīng)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(jīng)典的對鉤吧,它被畫在一個坐標(biāo)軸里,橫坐標(biāo)表示譜帶移動的線速度,縱坐標(biāo)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(shí)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(chǎn)生越高的分析速度,越小的板高能產(chǎn)生越大的柱效;所以,在老范的對鉤當(dāng)中,橫坐標(biāo)數(shù)值越大,分析速度越快;縱坐標(biāo)數(shù)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(yīng)一根固定的色譜柱:柱效隨著流速提升而升高,到達(dá)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(dá)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(shí)際柱效與最佳柱效差異很小的一個區(qū)域內(nèi)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(nèi)徑
扯到這兒,一直在說老范和流速的事兒,還沒和內(nèi)徑扯上一點(diǎn)關(guān)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(nèi)徑。
在老范的大對鉤中,橫坐標(biāo)叫做線速度,我們近似的把它認(rèn)為是流速,其實(shí),在“近似"的過程中,我們省略了內(nèi)徑這個因素,或者說是色譜柱粗細(xì)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(nèi)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(chǎn)生與細(xì)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(fā)現(xiàn)對于5um填料的色譜柱,最佳流速對應(yīng)的是大概6cm/min這一點(diǎn),不過,這是線速度,我們用的色譜儀都是需要設(shè)定體積流速的,剛才我們說過,體積流速和色譜柱內(nèi)徑是有關(guān)的,那么問題來了:色譜柱內(nèi)徑哪樣好?
在這個問題上,設(shè)計(jì)色譜柱的人沒有隨便設(shè)計(jì)個1,2,5,10mm這種自己看了爽大家又喜聞樂見的內(nèi)徑數(shù)字,在這個問題上,他們秉承了“業(yè)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(qiáng)的同學(xué),一定都會覺得是1mL/min更爽些...1mL/min對應(yīng)的是4.6mm內(nèi)徑色譜柱的最佳流速,而1.18mL/min對應(yīng)的是5mm內(nèi)徑色譜柱的最佳流速(都是說5um填料的色譜柱)。
現(xiàn)在大家明白為啥我說色譜柱的設(shè)計(jì)者有“業(yè)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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