孔徑
測量法和表示
孔徑分布和比表面積可以通過相同的方法來測量,如:氮吸附法和汞空隙率測定計。平均孔徑也能通過一個逆向分子排阻法來測量,但真正的孔徑分布不能用這個方法來測量。不過,因為其它方法存在一些問題,高聚物填料仍然要采用逆向分子排阻法。孔徑用nm或埃做單位。孔徑分布的值是標稱的,而且不同生產商有不同的方法。所以,某生產商標稱10nm的可能與另一生產商標稱8nm或12nm的相同。
孔徑與保留
如上節指出的,孔徑是填料物理性質的一個基本因子,并決定顆粒相比率(phase ratio)。進一步決定了填料的保留性質和載樣量。
孔徑和分子量
被分析物分子大小隨分子量增加而增大。如果其分子量大小約為孔徑的三分之一或更大,則傳質會嚴重受阻并造成低效能和峰展寬。這樣的情況下,要用更大孔徑的填料。對所有標準分析問題,通常用孔徑在大概6nm到13nm之間的填料。更大孔徑的填料也可以用在肽類分離上。分子量比肽更大的,如蛋白質,用30nm孔徑的填料更加合適。但這樣的填料與小分子作用的不好,因為比表面積減少了。對被分析物分子量小于3000的,應用孔徑小些的。被分析物分子量大于10000的,應用孔徑30nm的填料。分子量介于3000到10000的,大的小的都可以得到滿意結果。
孔徑分布
大多數HPLC填料的孔徑分布跨度有一個數量級。這樣的分布對大多數實用目的已經足夠的窄了。然而,微孔的減少時填料的性能提高了。這可能是有窄孔徑分布的填料如Waters Spherisorb的一個優勢。(譯者:不是我給她賣廣告,原文是來自Waters的資料,我跟Waters沒有任何關系。)
非孔填料
非孔填料能用于高分子量的、在大孔徑填料中表現出擴散受限制的被分析物。但是,只能得到有限的比表面積。
選擇正確的孔徑
被分析物的分子量 推薦使用的填料孔徑
<3000 6到13nm
3000到10000 10nm
>10000(例如蛋白質) 30到100nm
非常大的分子 非孔填料
比孔體積
和比表面積以及孔徑分布的測量方法相同的技術也用于產生填料比孔體積的測量結果。但也能用其它方法來測量,如分子排阻色譜法和滴定法。它的單位用ml/g。
比孔體積與顆粒強度
比孔體積是顆粒空隙的量度。比孔體積越大,顆粒中實際物質的比例越小。所以,有大比孔體積的顆粒比比孔體積小的強度小。硅膠填料的比孔體積為0.5ml/g或更小,如Waters Spherisorb或Nava-Pak,機械性方面極耐用。許多的HPLC級硅膠填料的比孔體積為1ml/g,通常這對多數應用已經足夠了。
選擇結實的填料
比孔體積 強度/結實度
1.0ml/g ++
0.5ml/g ++++
++++ 優秀 ++一般
比孔體積與分子排阻色譜
在分子排阻色譜,顆粒空隙率是決定填料使用的關鍵參數。顆粒空隙率增加,比孔體積也增加。如果硅膠基質的填料用于分子排阻色譜,填料的比孔體積最好有1ml/g。
選擇
產品 比表面積 比孔體積 孔徑
[平方米每克] [毫升每克] [埃]
μBondapak 330 1.00 125
Delta-Pak 300 1.00 100
Delta-Pak 300 125 1.00 300
Nava-Pak 120 0.30 60
Resolve 200 0.50 90
Symmetry 335 0.90 100
Waters Spherisorb 200 0.50 80
比較
孔徑 比孔體積
保留性 小 -
載樣量 小 -
強度 小 小
傳質 大 -
分子排阻 - 大
高分子被分析物 大 -
為了保留性、載樣量和強度,應選擇小孔徑的填料。在孔中測到的傳質較低。對大分子量的被分析物,應選擇孔徑大的填料。用在分子排阻色譜,填料應有大的比孔體積。
譯自Waters Chromatography Columns and Supplies Catalog 1999-2000