對(duì)柱溫箱作一些簡(jiǎn)單的探討

前言：說(shuō)起柱溫箱，對(duì)于常做液相分析的人肯定不陌生，幾乎是標(biāo)配；柱溫箱可以更穩(wěn)定地保持色譜(不受溫度變化的干擾，色譜重現(xiàn)性好)； 更好的色譜分離效率和更對(duì)稱的峰形(改善范第姆特方程的傳質(zhì)項(xiàng))。 但是，對(duì)從事蛋白質(zhì)組學(xué)的朋友來(lái)說(shuō)，這似乎并不常見。 最大的原因是這個(gè)產(chǎn)品的很多實(shí)驗(yàn)室基本上都是自制的，沒有廠家的標(biāo)準(zhǔn)裝備產(chǎn)品。 對(duì)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(tǒng)的壓力； 降低系統(tǒng)壓力可以使我們的系統(tǒng)更穩(wěn)定，使用更細(xì)的柱和更細(xì)的填充劑，可以得到更好的分離度和系統(tǒng)靈敏度。

　　一、液相柱溫對(duì)檢測(cè)結(jié)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(jié)合-分離差異達(dá)到分離物質(zhì)的作用，溫度可以影響結(jié)合-分離過(guò)程，從而影響色譜分析過(guò)程。改變柱溫對(duì)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、性質(zhì)（粒度、粒徑分布等）、填充狀況、柱長(zhǎng)、流動(dòng)相的種類和流速及測(cè)定柱效所用物質(zhì)的性質(zhì)等。具體如下：

　?。?）色譜長(zhǎng)度和填料的性質(zhì)，色譜柱越長(zhǎng)，組分之間分辯效果越好，但色譜柱越長(zhǎng)壓降越大，而輸入的壓力是有限的。色譜柱過(guò)長(zhǎng)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(xì)，由于表面積增加，分辯效果越好，但是顆粒細(xì)會(huì)增大柱壓降，也會(huì)起反作用；

　　（3）柱溫對(duì)分辯效果也有很大影響，因?yàn)闅怏w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(dāng)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(yīng)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(kuò)散，影響分離度，所以在實(shí)際測(cè)量中H2、 He氣體一般都用在介質(zhì)濃度較低的區(qū)域并提高其流速，減少擴(kuò)散的影響。N2、Ar等分子量較大的氣體的優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)散作用小，缺點(diǎn)是在柱中壓降大流速慢，即分析周期長(zhǎng)；

　?。?）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；

　　（6）進(jìn)樣時(shí)間和進(jìn)樣量的影響。進(jìn)樣時(shí)間應(yīng)盡量短，原則上的瞬間進(jìn)樣會(huì)提高分離度。進(jìn)樣量應(yīng)盡量小，但應(yīng)使檢測(cè)器能夠識(shí)別。

　　因此，提高色譜柱分離度可以通過(guò)增加柱長(zhǎng)，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(tǒng)的死體來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　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(wěn)定高、靈敏度高以及重現(xiàn)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(diào)節(jié)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(xiàn)性·柱效率

　　在液體色譜法中，支配在柱內(nèi)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(wěn)定地保持柱溫，可使平衡穩(wěn)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(xiàn)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(diào)節(jié)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(zhǎng)，峰更明晰，分離呈改善的傾向。

　　柱的壓力

　　隨著溫度的升高，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(fù)擔(dān)。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(wěn)定性

　　示差檢測(cè)器、電化學(xué)檢測(cè)器、電導(dǎo)度檢測(cè)器等一些檢測(cè)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，則基線將偏移或彎曲，不能進(jìn)行穩(wěn)定的分析，通過(guò)使柱溫保持一定，也就是使流入檢測(cè)器內(nèi)的移動(dòng)相溫度保持一定，從而能夠有穩(wěn)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。