色譜柱是裝填有固定相用以分離混合組分的柱管。多為金屬或玻璃制作。有直管形、盤管形、U形管等形狀。色譜作為一種分離技術(shù)與方法,自本世紀(jì)初起已經(jīng)有100多年的歷史了,現(xiàn)在已經(jīng)成為分析化學(xué)學(xué)科中的一個(gè)重要的分支。在人類進(jìn)入新時(shí)代之際,人們面臨著在信息科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的快速發(fā)展的挑戰(zhàn),在這些領(lǐng)域人才的需求成為國(guó)家高度發(fā)展的至關(guān)重要的因素。
色譜柱在使用前,可以進(jìn)行柱的性能測(cè)試,并將結(jié)果保存起來,作為今后評(píng)價(jià)柱性能變化的參考。但要注意:柱性能可能由于所使用的樣品、流動(dòng)相、柱溫等條件的差異而有所不同;另外,在做柱性能測(cè)試時(shí)是按照色譜柱出廠報(bào)告中的條件進(jìn)行,只有這樣,測(cè)得的結(jié)果才有可比性。我們?cè)趯?duì)色譜柱使用前進(jìn)行測(cè)試以后,我們要根據(jù)不同的情況對(duì)色譜柱進(jìn)行保養(yǎng):
①反相色譜柱每天實(shí)驗(yàn)后的保養(yǎng):使用緩沖液或含鹽的流動(dòng)相,實(shí)驗(yàn)完成后應(yīng)用10%的甲醇/水沖洗30分鐘,洗掉色譜柱中的鹽,再用甲醇沖洗30分鐘。注意:不能用純水沖洗柱子,應(yīng)該在水中加入10%的甲醇,防止將填料沖塌陷。
②長(zhǎng)期保存色譜柱:如色譜柱要長(zhǎng)時(shí)間保存,必須存于合適的溶劑下。對(duì)于反相柱可以儲(chǔ)存于純甲醇或乙腈中,正相柱可以儲(chǔ)存于嚴(yán)格脫水后的純正己烷中,離子交換柱可以儲(chǔ)存于水中,并將購(gòu)買新色譜柱時(shí)附送的堵頭堵上。儲(chǔ)存的溫度可以是室溫。
加強(qiáng)色譜柱的維護(hù)與保養(yǎng)對(duì)于高壓液相色譜的發(fā)展有著重要的意義,高壓液相色譜系統(tǒng)其中就包括色譜柱,因此,加強(qiáng)色譜柱的維護(hù)與保養(yǎng)有利于高壓液相色譜的發(fā)展,推動(dòng)我國(guó)的醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。
色譜是一種分離分析手段,分離是核心,因此擔(dān)負(fù)分離作用的色譜柱是色譜系統(tǒng)的心臟。對(duì)色譜柱的要求是柱效高、選擇性好,分析速度快等。
一、物理因素:
(1)硅膠純度:硅膠純度和殘留金屬離子濃度,硅膠的雜質(zhì)會(huì)影響化合物的峰形,硅膠表面的金屬含量高會(huì)影響堿性化合物的峰形,易發(fā)生拖尾。
(2)色譜柱尺寸填料床的長(zhǎng)度和內(nèi)徑,增加色譜柱長(zhǎng)度,可以在一定程度上提高柱效,但也會(huì)升高壓力和導(dǎo)致峰展寬;寬柱徑,提高載樣量,但也會(huì)增加橫向擴(kuò)散,同樣會(huì)導(dǎo)致峰展寬。窄柱徑可以節(jié)約溶劑,可減少橫向擴(kuò)散,但壓力較大,對(duì)系統(tǒng)要求較高。
(3)顆粒形狀及粒徑球形顆粒柱效高、重現(xiàn)性好、柱床結(jié)構(gòu)均勻,不規(guī)則形柱床結(jié)構(gòu)不均勻、流動(dòng)相線速度不均勻,容易譜帶展寬;平均顆粒直徑,粒徑越小,柱效越高,柱壓也越高。粒徑分布越廣則柱效越低,壓力越大。
(4)顆粒表面積:顆粒外表面和內(nèi)部孔表面的總和,以m2/g表示,相對(duì)而言高表面積對(duì)樣品具有較強(qiáng)的保留能力,更大的柱容量和分離度。而低表面積能更快達(dá)到平衡狀態(tài),更適合梯度洗脫程序。
(5)孔徑:顆粒的孔或腔的平均尺寸,范圍是80~300?,大孔徑的填料顆??梢匝娱L(zhǎng)大分子溶質(zhì)在填料表面的滯留時(shí)間,改善分離,所以大孔徑填料適合分離大分子化合物或者水動(dòng)力體積較大的分子。
二、化學(xué)因素:
(1)鍵合類型及鍵合相:鍵合相分子與基體單點(diǎn)相連為單體鍵合,這種鍵合方式可以提高傳質(zhì)速率,縮短柱平衡時(shí)間;聚合體鍵合為鍵合相分子與基體多點(diǎn)相連,這種鍵合方式可以增加色譜柱穩(wěn)定性,增加載樣量。而鍵合相不同會(huì)直接影響化合物的保留行為。
(2)碳覆蓋率:高碳覆蓋率可以提高分辨率和重現(xiàn)性,但分析時(shí)間長(zhǎng)。
(3)封端:硅膠鍵合相填料中有部分未封端的殘留硅羥基,如圖封端可以減輕待測(cè)組分與硅膠表面殘留的酸性硅羥基反應(yīng),改善保留和峰行,這對(duì)于堿性化合物尤其重要。而不同的封端技術(shù)也會(huì)直接影響色譜柱的效能。
液相色譜柱、特別是高效液相色譜柱的填裝,需要有較高的技巧和熟練的技能。因此,有人甚至將“裝柱”看作是“藝術(shù)加技術(shù)”。但是,只要掌握了一些基本的規(guī)律和方法,任何實(shí)驗(yàn)室都可以填裝出具有較高柱性能的色譜柱。當(dāng)然,目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室多是購(gòu)買商品預(yù)填裝柱來滿足分離、分析之需。但是在一些有特殊需要的情況下,或?yàn)楣?jié)省經(jīng)費(fèi),在實(shí)驗(yàn)室中自行填裝高效液相色譜柱還是可取的。
液相色譜柱填裝程序中應(yīng)該注意的問題:
?、俑邏翰僮鞯陌踩珕栴}。常發(fā)生的問題是柱子與勻漿罐連接不牢,造成加壓時(shí)柱頭被高壓沖下或柱子從勻漿罐上滑脫。此時(shí),輕則填裝失敗,材料損失,重則造成人身傷害事故,一定要加以防范。除每次填裝前均須仔細(xì)確認(rèn)是否連接正確且牢靠外,可以還可加上由法蘭盤和長(zhǎng)螺桿組成的預(yù)防脫落裝置,以防萬(wàn)一。
②通常,先填裝的柱床較后填裝的柱床緊密。因此,當(dāng)使用時(shí)宜以相反的方向?yàn)橐?,即讓近勻漿罐一端作為使用時(shí)流動(dòng)相的出口,而填裝時(shí)的出口端則作為流動(dòng)相的入口。
?、坌轮邮褂们皯?yīng)以甲醇沖洗20-30min, 后,再改用流動(dòng)相平衡。
?、苄轮右诉x適宜的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)并記錄,以備存查和比較。