千萬別忽略“死體積”

死體積應該是大家接觸色譜的時候最早認識的，也是色譜中最容易被忽略的一個概念了，原本是指色譜柱中未被固定相佔據的空隙體積，也即色譜柱內流動相的體積。但在實際測量時，它包括了柱外體積（色譜儀中的管路和連線頭間的空間以及進樣系統和檢測器的空間）。隨著核殼和亞2um粒徑色譜柱的普及，死體積對於液相色譜影響也逐漸被大家所認知，其最大的影響就是擴大色譜峰的峰寬，從而降低理論塔板數。

01 柱內體積

柱內體積主要包括兩個方面：色譜柱填料的孔隙體積和柱內渦流擴散相

孔隙體積

填料的孔隙體積很好理解，目前我們所使用的填料絕大多數都是全多孔的，填料內部孔隙所佔的體積就是孔隙體積。不同品牌不同系列色譜填料的孔隙體積都會不太一樣，下表為一些代表性的填料的孔隙體積。孔隙體積這個引數是我們沒有辦法改變的。

固定相

孔隙體積（ml/g）

1

Drogon Atlas C18

1。1

2

Kromasil C18

0。9

3

Symmetry C18

0。9

4

Xbridge C18

0。7

5

Hypersil C18（ODS）

0。7

6

LiChrospher RP-18e

1。25

7

Luna C18（2）

1。0

柱內渦流擴散相

如上圖所示，柱內渦流擴散是指目標物在填料間隙穿行過程中需要不斷地改變方向，由此形成了紊亂的渦流，最終使色譜峰展寬，在Van Deemter方程中渦流擴散相通常用

A

表示

填料粒度越均勻、填料形狀越規則、填充越緊密，填料間的間隙在柱床體積中的比例會下降，並且間隙的形狀也更規則，可降低渦流擴散相，以得到更窄的峰寬和更高的柱效。如下圖所示，（b）中填料的均勻性遠高於（a），產生的渦流擴散小，因此柱效和分離效果要更好。此外，粒徑越小的色譜柱，在更高壓力的狀態下填裝，往往填裝更緊密，大大減小了渦流擴散，這也是小粒徑的色譜柱柱效更高的原因之一。

02柱外體積

柱外體積是液相色譜中死體積重要的組成部分，它包括樣品注射體積，注射器內空間，色譜柱前後連線管的體積，末端安裝配件等所產生的空間，以及檢測器分析池體積。

對於柱內死體積，我們除非更換色譜柱否則無法解決問題，而柱外死體積我們透過調整以下幾個方面，就能夠很輕易的得到改善。

選擇合適的管路內徑，儘可能減少管路長度；

管路與介面連線，尤其是管路與色譜柱的連線尤為重要，做到連線緊密並耐壓；

根據分離的規模和所選色譜柱規格選擇適合檢測器流通池（標準流通池，半微量流通池和微量流通池）；

及時更換儀器磨損的部件，如轉子密封圈等，這些部件的磨損容易造成色譜峰變寬。

以管路為例，在液相色譜中，我們最常用的管路內徑大致是0。005，0。007和0。010英寸三種類型。

Tips：選用 OPTI-GUARD® 1MM 零死體積保護柱，在有效保護色譜柱的同時，減少柱外體積，提高色譜柱效能，並能適配各種品牌色譜柱

目前常規的分析色譜儀上配置的大都是0。007英寸的管路。以下以一款小粒徑的核殼C18色譜柱在常規分析色譜儀上的測試為例，讓大家直觀的瞭解管路死體積對於柱效的影響。

從實驗結果很明顯發現，在更換更短，內徑更小（0。005英寸）的管路之後，色譜柱柱效得到了很大的改善，提升了約38%。當然，選擇管路並非越細越好，管路太細會更容易堵塞，尤其是柱前的管路。更重要的是，當色譜柱選定後，柱內死體積已經恆定，當柱外死體積降到一定程度後，即使再降低，對於柱效的影響也微乎其微了。