一、结构 1、柱管
超高压色谱柱的柱管通常由高强度材料制成,这种材料的选择是为了能够承受远高于传统色谱柱的高操作压力。柱管的内径相对较小,较小的内径有助于增加柱压,在超高压环境下实现快速分离。 较长的柱长可以提供更好的分离效果,但会增加分析时间。
2、填料
使用的填料颗粒非常小,甚至更小。常见的填料有硅胶及其化学改性材料。这些小颗粒能够增加柱子的比表面积,提供更多的交互位点。
填料的表面性质多样,有键合非极性基团、极性基团等不同类型的填料,以适应不同的分析需求。
3、筛板与端盖
筛板位于柱两端,是微孔滤网结构。它的作用是阻止填料颗粒随流动相流出,同时允许流动相和样品顺利通过。
端盖用于密封柱管两端,防止污染物进入和流动相蒸发。端盖与柱管之间通过螺帽连接,螺帽还能起到保持柱内压力的作用。
二、工作原理
超高压色谱柱基于样品中的组分在流动相和固定相之间的分配系数不同而进行分离。当流动相携带样品进入色谱柱后,由于柱内的固定相具有特殊的表面性质,样品中的不同组分与固定相之间会发生相互作用。
在超高压环境下,由于填充了小颗粒填料并且柱体能承受高压,流动相可以高速通过色谱柱。在反相色谱柱中,流动相极性大于固定相极性,极性较弱的组分在流动相中的溶解度相对较大,分配系数较大,会更快地随流动相流出柱子;而极性较强的组分与固定相的相互作用较强,分配系数较小,在柱内的保留时间更长。
柱内的压力促使流动相快速流动,从而缩短了分离时间,并且小颗粒填料增加了柱子的表面积,使得样品组分与固定相有更多的接触机会,一方面加快了分离速度,另一方面也有助于提高分离的分辨率。同时,在离子交换色谱柱或手性分离色谱柱等特殊类型的超高压色谱柱中,组分的离子性质或手性特征等也会影响它们与固定相的相互作用,从而实现特定类型的分离。