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打开色谱柱知识“魔法口袋”

2018-09-04 12:38 11

今天的干货知识为各位准备的是有关色谱柱的内容,分为发展现状、构成、分类、正确使用、维护、老化和再生几个部分。闲言少叙,让我们开始学习吧!

一 色谱柱的发展现状

•高效液相色谱(HPLC)是20世纪60年代后期发展起来的分离分析技术,是现代分离测定的重要手段。问世以来,因其具有分离效能高、分析速度快、检测灵敏度好、能分析高沸点但不能气化的热不稳定生理活性物质的特点而被广泛应用于生物化学、药物及临床分析。

•色谱柱是高效液相色谱的心脏,在高效液相色谱仪的使用中,保持色谱柱的柱效、容量和渗透特性,延长柱子的使用寿命非常重要。尽管经过数十年的发展,出现了各种各样的专用色谱柱,如制备柱、分析柱和各种微型柱,但色谱柱主体上仍由柱体、柱内填料和两端的接头组成。由于使用了高效填料,并不需要很长的柱长,常规分析柱多为15~30 cm的直型柱。由于高效液相色谱柱要承受系统高压,所以柱体一般选用金属材质。大部分色谱柱的接头为通用尺寸,可互换使用。

•国外比较知名的品牌有:

安捷伦公司的Zorbax系列填料柱;

Water公司的μBondapak系列填料柱;

美国Supelco公司的Supelco柱;

瑞典AkzoNobel公司的Kroma-sil填料柱;

迪马公司的Diamonsil柱;

部分日本岛津公司的产品。

此外Merk公司和Mecherey-Nagel公司也是世界知名的色谱填料和色谱柱生产厂家。 

二 色谱柱的构成

•色谱柱由柱管、压帽、卡套(密封环)、筛板(滤片)、接头、螺丝等组成。柱管多用不锈钢制成,压力不高于70kkg/cm2时,也可采用厚壁玻璃或石英管,管内壁要求有很高的光洁度 。

•色谱柱两端的柱接头内装有筛板,是烧结不锈钢或钦合金,孔径0.2一20µm(5一10µm),取决于填料粒度,目的是防止填料漏出。

三 色谱柱的分类

•通常使用填充柱和毛细管柱两类。

两类柱子的区别

填充柱(铜&不锈钢材料)

填充柱(玻璃材料)

毛细管柱

色谱柱按用途可分为分析型和制备型。

常用的色谱柱及其尺寸:

•(1)常规分析柱(常量柱),内径2—smm(常用4.6mm,国内有4mm和5mm),柱长10—30cm;

•(2)窄径柱,又称细管径柱、半微柱,内径1—2mm,柱长10—20cm;

•(3)毛细管柱(又称微柱),内径0.2—0.5mm;

•(4)半制备柱,内径>5mm;

•(5)实验室制备柱,内径20—40mm,柱长10—30cm;

•(6)生产制备柱内径可达几十厘米。柱内径一般是根据柱长、填料粒径和折合流速来确定,目的是为了避免管壁效应。

四 色谱柱的正确使用

•加装保护柱:保护柱属消耗品,经过一定次数的样品分析(50~100次)后,出现柱压显著升高或峰形变坏或基线漂移时,应考虑更换保护柱。

•过滤流动相和样品 :流动相通常由水或缓冲溶液与有机溶剂混合而成,原则上,所有经过色谱柱的流动相均应过滤,但在实际操作上应视具体情况而有所区别 。

•净化样品 :样品中含有对色谱柱有损害的化学成分,如产生永久性吸附的蛋白质、糖等有机分子和强吸附性物质,以及可能对柱填料产生破坏作用的基团离子。在进样前应尽可能对样品进行分离提纯以除去多余杂质组分。

•避免过高的柱压 :避免的方法为(1)柱压过高时,尽可能采用较小的流速,以不超过柱最大允许压力的一半为宜。(2)当流速较大时,应采取流速梯度的办法使流速分步到位。(3)使用手动进样阀时,进样阀的切换要尽可能的快。 

•注意温度和酸碱度 :一般以硅胶为基质的色谱柱最高使用温度不超过60℃,以低于40℃为宜,特别是在流动相pH接近使用限度时,更应降低使用温度。目前的键合硅胶色谱柱标示的pH适用范围可达2~10,但在实际使用时应避免极端的pH条件,特别是在偏碱性的条件(pH≥8)下使用。如必须要在极端的pH条件下使用时,可通过以下方法避免柱损害:(1)在泵和进样阀之间加装预柱(饱和柱)来饱和流动相;(2)降低使用温度;(3)检验完毕后立即用与所使用的流动相互相混溶的“温和溶剂”彻底清洗。

•正确及时的冲洗:始试验前,了解柱中当前是何种溶剂。对于新色谱柱,如无特殊说明均为评价报告中所用流动相。柱中当前溶剂一定要与分析样品所用流动相互溶,如不能混溶,要用与二者均能相互混溶的第三种溶剂过渡。异丙醇是唯一能与各种溶剂混溶的试剂,可作为中介流动相使用。对于含有缓冲盐的流动相,最好的办法是先用与分析用流动相组成完全相同但不含缓冲盐的溶液进行冲洗,再逐步过渡到纯甲醇冲洗。 

五 色谱柱的维护

•柱的安装与拆卸 :色谱柱属易耗品,需要不断更换

•柱污染的处理 :常见的柱污染有柱头烧结滤板堵塞、柱头内填料污染和柱内有盐结晶析出。

柱的贮存与管理 :色谱柱长期不用时,应进行适当的处理后保存。 

六 色谱柱的老化

•目的:除去溶剂、水分、以及色谱柱制备过程中其他挥发性杂质;促进固定液均匀牢固的分布在担体上。

•老化方法(略)

•老化温度的选择应注意:足够高以除去不挥发物质;足够低以延长柱寿命和减少柱流失;温度越低老化时间应越长;不超过色谱柱的最高使用温度

•填充柱比毛细管柱应更经常、更严格的老化

•填充柱老化时间应长些,可过夜;毛细管柱老化只能是轻度的,时间应短些,防止固定液流失。

•老化好的色谱柱若不立即投入使用,应将其从柱箱中取出,两端盖上帽子,防止空气、水分或其他杂质的进入。

七 色谱柱的再生

•反相柱的再生。采用以甲醇:水=95:5(V/V),纯甲醇,二氯甲烷等溶剂作流动相,顺次冲洗,每种流动相流经色谱柱的量为20一30倍色谱柱体积然后再以相反顺序冲洗色谱柱。

•正相柱再生。顺次以正己烷、异丙醇、二氯甲烷、甲醇作流动相冲洗色谱柱每步注意平衡溶剂的顺序,不要颠倒每种流动相流经色谱柱的量为20—30倍柱体积(因异丙醇的粘度较大,冲洗过程中请随时注意调整冲洗的流速),用甲醇冲洗完后,再以相反的顺序冲洗色谱柱。要注意上述溶剂必需严格脱水。 

•离子交换柱的再生。长时间在高pH值和高离子强度缓冲溶液中使用,将导致色谱柱离子交换能力降低。用稀酸缓冲溶液冲洗,可使阳离子柱再生;反之,用稀碱缓冲溶液冲洗,可使阴离子柱再生。

(来源:化学分析计量)

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