大家做液相的時候,，不知道是不是有人和我一樣在想一個問題：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)...

　　那么,，是不是設(shè)計色譜柱的人腦子進了水,，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,？

　　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中經(jīng)典的理論之一。

　　后來,，有個年輕人復(fù)制了一個對鉤取得成功的故事,，他在自家的貨箱上畫了個對鉤,，后來，這個對鉤被人叫做“耐克”,，所以,，大家不妨再開發(fā)一下在其他東西上畫對鉤的行為，也許以后也能取得重大的成功...

　　這雖然是跨界復(fù)制成功的案例...好吧,，其實這純屬巧合,，只有我這種鬧洞比較大的人才能找到他們之間的內(nèi)在聯(lián)系...不過，范德米特曲線長得和耐克還真是很像

　　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,？主要是因為這個規(guī)格的填料從上世紀80年代產(chǎn)生，90年代興盛到現(xiàn)在仍舊老當益壯經(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,，它被畫在一個坐標軸里,，橫坐標表示譜帶移動的線速度，縱坐標表示理論塔板高度,。納尼,？線速度，理論塔板高度,，這都是嘛,？能吃不？

　　這兩個詞確實生僻...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,，在老范的對鉤當中,，橫坐標數(shù)值越大，分析速度越快,；縱坐標數(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。

　　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，橫坐標叫做線速度,，我們近似的把它認為是流速,，其實，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，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)計色譜柱的人沒有隨便設(shè)計個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的同學,，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～

　　后來呢，隨著儀器的進步,，儀器能控制的流速精度越來越高,，所以，出于對流動相節(jié)省和質(zhì)譜兼容性等等的需求,，也開始出現(xiàn)了內(nèi)徑更小的色譜柱,，在這些柱子的設(shè)計上，仍舊秉承了一貫的業(yè)界良心,，盡可能讓大家在儀器控制的時候輸入一些更“整”的數(shù)字,，所以色譜柱的內(nèi)徑仍舊是不太規(guī)整的，3.0mm對應(yīng)0.4mL/min,，2.1mm對應(yīng)0.2mL/min,，1.0mm對應(yīng)0.05mL/min（這個貌似兩邊都挺整，簡直是強迫癥患者的福音啊～不過,，其實這個規(guī)格的色譜柱遠沒有其他規(guī)格的填料種類全...）

　　后來,，UHPLC出現(xiàn)了，老范的對鉤明顯走形了

　　我們能看到,，UHPLC對應(yīng)的最佳流速已經(jīng)明顯和5um的HPLC填料不同了,，按照剛才的業(yè)界良心理論，UHPLC色譜柱的內(nèi)徑也應(yīng)該應(yīng)對變化以繼續(xù)讓大家爽,，但可是,，可但是，我們看到的UHPLC色譜柱的內(nèi)徑規(guī)格還是那老三樣：4.6,，3.0和2.1

　　難道是世風日下,，業(yè)界良心一去不返了,？

　　看官別慌，回過頭再用尺子比比老范的發(fā)福版對鉤,，我們會看到,，對于UHPLC的最佳流速，大概是在12cm/min這個地方,，而且,，由于UHPLC最佳流速范圍的擴展，經(jīng)典HPLC的最佳流速數(shù)值仍然在最佳流速范圍內(nèi),，所以,，即使我們不改變內(nèi)徑和流速，UHPLC的柱效也是很好的,，如果要追求最佳流速,，只要把原來的流速都乘以2就差不多了，1變成2,，應(yīng)該也不會造成什么不爽...

　　我們已經(jīng)了解了造成色譜柱內(nèi)徑數(shù)字奇葩的原因,，接下來還得說說為什么“奇葩”的出現(xiàn)還是一個系列的：色譜柱的內(nèi)徑規(guī)格為什么那么多？

　　剛才我們稍稍提過一下,，小內(nèi)徑色譜柱的出現(xiàn)是出于溶劑節(jié)省和質(zhì)譜兼容性的原因,，那么大家會問，既然小內(nèi)徑色譜柱有這些好處,，為啥還沒有取代大內(nèi)徑的色譜柱,？下面我來大概解釋一下吧：

　　1：大內(nèi)徑色譜柱可以承載更大的上樣量，利用這個特性,，我們可以進行色譜制備純化,，用很大內(nèi)徑的色譜柱，一次進樣就可以純化很多樣品,，還是用汽車做個例子,，大公交比小面包可以裝更多的人。

　　2：大內(nèi)徑的色譜柱有更好的抗“溶劑效應(yīng)”能力,，通常即使溶劑兼容性不是那么好的情況下,，大內(nèi)徑色譜柱更容易得到更好的峰型。

　　3：大內(nèi)徑色譜柱對儀器的系統(tǒng)擴散耐受能力較強,，由于使用較高流速分析，大內(nèi)徑色譜柱由于儀器死體積造成的柱效損失會更小,，而小內(nèi)徑色譜柱對死體積格外敏感,，這也是是為什么現(xiàn)在的窄徑柱（內(nèi)徑小于等于2.1mm）都推薦使用在高性能的UHPLC儀器上的原因。

　　4：大內(nèi)徑色譜柱對儀器的延遲體積影響也相對不太敏感,，主要也是由于使用高流速,，可以盡量抵消延遲體積帶來的影響,。

　　5：對于某些型號的儀器以及某些特殊的方法，高流速下容易獲得更好的混合精準度,，這主要是由于儀器的硬件性能限制導(dǎo)致的,。

　　所以呢，色譜柱內(nèi)徑大小的選擇和使用,，*是要根據(jù)自己實際需要來選擇的,，在某方面表現(xiàn)好，必然會有某方面的犧牲,，尺有所短寸有所長,，根據(jù)自己的儀器方法和實際需要選擇合適內(nèi)徑的色譜柱才是正道

　　最后，至于UHPLC為什么會導(dǎo)致老范的對鉤變型,，這是個挺復(fù)雜的問題,，光靠老范畫的對鉤已經(jīng)無法解釋了，還得把他編的公式也拿出來,，這個,，作為后話吧...