色譜柱的使用壽命,除了與所分析的樣品和流動(dòng)相及使用頻率有關(guān)系外,最主要的是與日常的維護(hù)密切相關(guān)。色譜柱的使用壽命主要是柱效和柱壓兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量,如果一支色譜柱柱效太低或柱壓太高,通常被認(rèn)為該色譜柱已經(jīng)結(jié)束。因此,延長(zhǎng)色譜柱使用壽命的關(guān)鍵是,消除引起柱效下降和柱壓升高的因素。以下是色譜柱的維護(hù)方法:
一、流動(dòng)相的PH應(yīng)在使用的范圍內(nèi)
流動(dòng)相超過(guò)其PH范圍將會(huì)導(dǎo)致硅膠基質(zhì)流失和鍵合相碳鏈斷裂,使柱效下降,使用壽命變短。由于流動(dòng)相的PH控制不當(dāng)而對(duì)色譜柱造成的損害,通常很難是色譜柱恢復(fù),因此必須認(rèn)真對(duì)待,嚴(yán)格控制流動(dòng)相的PH值。
二、去除樣品和流動(dòng)相中的固體顆粒
樣品和流動(dòng)相中含有的固體顆粒物質(zhì)會(huì)堵塞色譜柱篩板,篩板被堵住不僅會(huì)引起柱壓的升高,而且也會(huì)引起柱效下降,因?yàn)楹Y板的堵塞會(huì)引起液流不均,導(dǎo)致色譜峰型拖尾、變寬,從而使柱效下降。因此,建議使用超純水和色譜純?cè)噭诜治鰳悠非皩?duì)樣品進(jìn)行針筒過(guò)濾,流動(dòng)相過(guò)0、45μm濾膜。
三、使用保護(hù)柱或在線過(guò)濾器
樣品和流動(dòng)相經(jīng)過(guò)濾后并不能完全消除固體顆粒物質(zhì),因?yàn)楸玫哪p、密封圈和管路的老化也會(huì)產(chǎn)生固體顆粒物質(zhì),這些固體顆粒被流動(dòng)相帶入色譜柱,堵塞篩板,導(dǎo)致柱壓升高、柱效下降。保護(hù)柱和在線過(guò)濾器上都有篩板,其孔徑與色譜柱孔徑相同,因此可以阻止固體顆粒物質(zhì)到達(dá)色譜柱,有效防止色譜柱篩板的堵塞。由于柱壓升高在分析故障中占很大比例,因此,除對(duì)樣品和流動(dòng)相進(jìn)行過(guò)濾外,建議您在色譜柱進(jìn)樣端加上保護(hù)柱或在線過(guò)濾器。
如果色譜柱柱壓升高是由于進(jìn)樣端篩板被堵引起的,可選擇以下方式進(jìn)行補(bǔ)救:
1、先在色譜柱前加上保護(hù)柱或在線過(guò)濾器,然后用甲醇、水=20/80ml/min反向沖色譜柱180min、
2、先在色譜柱進(jìn)樣端加上保護(hù)柱或在線過(guò)濾器,然后反向使用。
四、正確使用緩沖鹽
緩沖鹽通常易溶于水,難溶于有機(jī)溶劑,因此緩沖鹽使用不當(dāng)會(huì)使其析出,堵塞填料基質(zhì)上的微孔和顆粒間的空隙,使填料板結(jié),柱壓上升;同時(shí)阻礙了基質(zhì)上鍵合的碳鏈自由舒展,使色譜柱的保留能力下降,柱效降低。緩沖鹽析出后,去除非常困難,因此,正確的使用緩沖鹽對(duì)延長(zhǎng)色譜柱使用壽命非常重要。
正確使用緩沖鹽的目的是防止緩沖鹽析出,因此正確使用緩沖鹽的方法可歸結(jié)為一句話:使用前要過(guò)濾,使用后要沖洗。具體方法如下:
1、等度條件:使用緩沖鹽前和使用后需用過(guò)渡流動(dòng)相以1、0ml/min流速?zèng)_洗60min;使用后去除緩沖鹽的另一個(gè)方法是用過(guò)渡流動(dòng)相以0、2ml/min流速?zèng)_洗色譜柱過(guò)夜。
2、梯度條件:用含有緩沖鹽的流動(dòng)相跑梯度之前,用與初始流動(dòng)相組成相同的過(guò)渡流動(dòng)相以1、0ml/min流速?zèng)_洗60min,再用該過(guò)渡流動(dòng)相以1、0ml/min沖洗色譜柱120min。含緩沖鹽流動(dòng)相的梯度設(shè)定應(yīng)盡量平緩,以避免梯度過(guò)程中緩沖鹽析出。
注意:過(guò)渡流動(dòng)相是指有機(jī)相和水相的組成與分析流動(dòng)相相同,區(qū)別只是過(guò)渡流動(dòng)相不含緩沖鹽。
3、緩沖鹽析出的補(bǔ)救方法:
方案1:用甲醇/20/80以1、0ml/min流速35攝氏度條件下反向沖洗色譜柱120min
方案2:用甲醇/水=20/80以0、2ml/min流速反向沖洗色譜柱過(guò)夜。
五、防止強(qiáng)保留物質(zhì)在色譜柱上存留
強(qiáng)保留物質(zhì)和大分子化合物在色譜柱中累積,對(duì)樣品中的化合物產(chǎn)生額外的保留行為,不僅引起峰型變寬、拖尾,使柱效下降,同時(shí)也會(huì)引起保留時(shí)間的變化,累積到一定程度時(shí)還會(huì)導(dǎo)致柱壓升高。由于強(qiáng)保留物質(zhì)和大分子化合物對(duì)色譜分離的影響是一個(gè)累積效應(yīng),需要一定的時(shí)間才會(huì)體現(xiàn)出來(lái),但對(duì)許多藥品特別是復(fù)雜樣品而言,很難判斷其是否是含有強(qiáng)保留物質(zhì),因此要防止強(qiáng)保留物質(zhì)的累積,需要在每天的日常維護(hù)中用純甲醇或乙氰清洗色譜柱。
在日常分析工作中,色譜柱的正確使用和維護(hù)十分重要,色譜柱使用是否得當(dāng),直接影響色譜柱的壽命,稍有不慎就會(huì)降低柱效、縮短使用壽命甚至損壞。
在色譜操作過(guò)程中,需要注意下列問(wèn)題,以維護(hù)色譜柱。
1、柱子在裝卸、更換時(shí),動(dòng)作要輕,接頭擰緊要適度。必須防止較強(qiáng)的機(jī)械振動(dòng),以免柱床產(chǎn)生空隙。
2、如果儀器用來(lái)做常規(guī)分析,樣品種類(lèi)不多,但分析次數(shù)比較多,則不妨為每一類(lèi)常規(guī)分析配置一根專用柱,這樣有助于延長(zhǎng)柱子的壽命。
3、避免壓力和溫度的急劇變化及任何機(jī)械震動(dòng)。溫度的突然變化或者使色譜柱從高處掉下都會(huì)影響柱內(nèi)的填充狀況;柱壓的突然升高或降低也會(huì)對(duì)柱內(nèi)填料產(chǎn)生沖擊力,因此在調(diào)節(jié)流速時(shí)應(yīng)該緩慢進(jìn)行,手動(dòng)進(jìn)樣時(shí),進(jìn)樣閥的轉(zhuǎn)動(dòng)不能過(guò)緩。
4、應(yīng)逐漸改變?nèi)軇┑慕M成,特別是反相色譜中,不應(yīng)直接從有機(jī)溶劑改變?yōu)槿渴撬?,反之亦然?/p>
5、使用柱溫箱時(shí),應(yīng)注意在流動(dòng)相進(jìn)入色譜柱后才能開(kāi)啟柱溫箱升溫。
6、一般說(shuō)來(lái)色譜柱不能反沖,只有生產(chǎn)者指明該柱可以反沖時(shí),才可以反沖除去留在柱頭的雜質(zhì)。否則反沖會(huì)迅速降低柱效。
7、選擇使用適宜的流動(dòng)相,以避免固定相被破壞。有時(shí)可以在進(jìn)樣器前面連接一個(gè)預(yù)柱,分析柱是鍵合硅膠時(shí),預(yù)柱為硅膠,可使流動(dòng)相在進(jìn)入分析柱之前預(yù)先被硅膠“飽和”,避免分析柱中的硅膠基質(zhì)被溶解。
8、避免將基質(zhì)復(fù)雜的樣品尤其是生物樣品直接注人柱內(nèi),需要對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理或者在進(jìn)樣器和色譜柱之間連接一個(gè)保護(hù)柱。保護(hù)柱一般是填有相似固定相的短柱。保護(hù)柱可以而且應(yīng)該經(jīng)常更換。
9、經(jīng)常用強(qiáng)溶劑沖洗色譜柱,清除保留在柱內(nèi)的雜質(zhì)。在進(jìn)行清洗時(shí),對(duì)流路系統(tǒng)中流動(dòng)相的置換應(yīng)以相混溶的溶劑逐漸過(guò)渡,每種流動(dòng)相的體積應(yīng)是柱體積的20倍左右。
10、保存色譜柱時(shí)應(yīng)將柱內(nèi)充滿色譜級(jí)的乙腈或甲醇,柱接頭要擰緊,防止溶劑揮發(fā)干燥。絕對(duì)禁止將緩沖溶液留在柱內(nèi)靜置一個(gè)晚上或更長(zhǎng)時(shí)間。
11、色譜柱使用過(guò)程中,如果壓力升高,一種可能是燒結(jié)濾片被堵塞,這時(shí)應(yīng)更換濾片或?qū)⑵淙〕鲞M(jìn)行清洗;另一種可能是大分子進(jìn)人柱內(nèi),使柱頭被污染;如果柱效降低或色譜峰變形,則可能柱頭出現(xiàn)塌陷,死體積增大。
12、在完成分離分析工作之后,不應(yīng)立即停機(jī),需及時(shí)對(duì)色譜分析系統(tǒng)進(jìn)行沖洗,一般30分鐘以上,以除去色譜柱內(nèi)的雜質(zhì)。
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(lái),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(出廠測(cè)試所使用的條件是較佳條件),只有這樣,測(cè)得的結(jié)果才有可比性。
1、樣品的前處理:
a、可以使用流動(dòng)相溶解樣品。
b、使用予處理柱除去樣品中的強(qiáng)極性或與柱填料產(chǎn)生不可逆吸附的雜質(zhì)。
2、流動(dòng)相的配制:
液相色譜是樣品組分在柱填料與流動(dòng)相之間質(zhì)量交換而達(dá)到分離的目的,因此要求流動(dòng)相具備以下的特點(diǎn):
a、流動(dòng)相對(duì)樣品具有一定的溶解能力,保證樣品組分不會(huì)沉淀在柱中(或長(zhǎng)時(shí)間保留在柱中)。
b、流動(dòng)相具有一定惰性,與樣品不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)(特殊情況除外)。
c、流動(dòng)相的黏度要盡量小,以便在使用較長(zhǎng)的分析柱時(shí)能得到好的分離效果;同時(shí)降低柱壓降,延長(zhǎng)液體泵的使用壽命(可運(yùn)用提高溫度的方法降低流動(dòng)相的黏度)。
d、流動(dòng)相的物化性質(zhì)要與使用的檢測(cè)器相適應(yīng)。如使用UV檢測(cè)器,可以使用對(duì)紫外吸收較低的溶劑配制。
e、流動(dòng)相沸點(diǎn)不要太低,否則容易產(chǎn)生氣泡,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。
f、在流動(dòng)相配制好后,一定要進(jìn)行脫氣。除去溶解在流動(dòng)相中的微量氣體既有利于檢測(cè),還可以防止流動(dòng)相中的微量氧與樣品發(fā)生作用。
3、流動(dòng)相流速的選擇:
因柱效是柱中流動(dòng)相線性流速的函數(shù),使用不同的流速可得到不同的柱效。對(duì)于一根特定的色譜柱,要追求較佳柱效,可以使用較佳流速。對(duì)內(nèi)徑為4.6mm的色譜柱,流速一般選擇1ml/min,對(duì)于內(nèi)徑為4.0mm柱,流速0.8ml/min為佳。
當(dāng)選用較佳流速時(shí),分析時(shí)間可能延長(zhǎng)??刹捎酶淖兞鲃?dòng)相的洗滌強(qiáng)度的方法以縮短分析時(shí)間(如使用反相柱時(shí),可適當(dāng)增加甲醇或乙腈的含量)。