孔径、比孔体积

孔径

测量法和表示

    孔径分布和比表面积可以通过相同的方法来测量，如：氮吸附法和汞空隙率测定计。平均孔径也能通过一个逆向分子排阻法来测量，但真正的孔径分布不能用这个方法来测量。不过，因为其它方法存在一些问题，高聚物填料仍然要采用逆向分子排阻法。孔径用nm或埃做单位。孔径分布的值是标称的，而且不同生产商有不同的方法。所以，某生产商标称10nm的可能与另一生产商标称8nm或12nm的相同。

孔径与保留

    如上节指出的，孔径是填料物理性质的一个基本因子，并决定颗粒相比率（phase ratio）。进一步决定了填料的保留性质和载样量。

孔径和分子量
   被分析物分子大小随分子量增加而增大。如果其分子量大小约为孔径的三分之一或更大，则传质会严重受阻并造成低效能和峰展宽。这样的情况下，要用更大孔径的填料。对所有标准分析问题，通常用孔径在大概6nm到13nm之间的填料。更大孔径的填料也可以用在肽类分离上。分子量比肽更大的，如蛋白质，用30nm孔径的填料更加合适。但这样的填料与小分子作用的不好，因为比表面积减少了。对被分析物分子量小于3000的，应用孔径小些的。被分析物分子量大于10000的，应用孔径30nm的填料。分子量介于3000到10000的，大的小的都可以得到满意结果。

孔径分布
    大多数HPLC填料的孔径分布跨度有一个数量级。这样的分布对大多数实用目的已经足够的窄了。然而，微孔的减少时填料的性能提高了。这可能是有窄孔径分布的填料如Waters Spherisorb的一个优势。（译者：不是我给她卖广告，原文是来自Waters的资料，我跟Waters没有任何关系。）

非孔填料
    非孔填料能用于高分子量的、在大孔径填料中表现出扩散受限制的被分析物。但是，只能得到有限的比表面积。

选择正确的孔径
被分析物的分子量            推荐使用的填料孔径
<3000                          6到13nm
3000到10000                     10nm
>10000（例如蛋白质）          30到100nm
非常大的分子                   非孔填料

比孔体积
    和比表面积以及孔径分布的测量方法相同的技术也用于产生填料比孔体积的测量结果。但也能用其它方法来测量，如分子排阻色谱法和滴定法。它的单位用ml/g。

比孔体积与颗粒强度
    比孔体积是颗粒空隙的量度。比孔体积越大，颗粒中实际物质的比例越小。所以，有大比孔体积的颗粒比比孔体积小的强度小。硅胶填料的比孔体积为0.5ml/g或更小，如Waters Spherisorb或Nava-Pak，机械性方面极耐用。许多的HPLC级硅胶填料的比孔体积为1ml/g，通常这对多数应用已经足够了。

选择结实的填料
比孔体积                 强度/结实度
1.0ml/g                      ++
0.5ml/g                     ++++
++++ 优秀   ++一般

比孔体积与分子排阻色谱
    在分子排阻色谱，颗粒空隙率是决定填料使用的关键参数。颗粒空隙率增加，比孔体积也增加。如果硅胶基质的填料用于分子排阻色谱，填料的比孔体积最好有1ml/g。

选择
产品              比表面积      比孔体积         孔径
                [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

比较
                       孔径        比孔体积
保留性                  小           -
载样量                  小           -
强度                    小           小
传质                    大           -
分子排阻                -            大
高分子被分析物          大           -
    为了保留性、载样量和强度，应选择小孔径的填料。在孔中测到的传质较低。对大分子量的被分析物，应选择孔径大的填料。用在分子排阻色谱，填料应有大的比孔体积。

译自Waters Chromatography Columns and Supplies Catalog 1999-2000