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如何選擇合適的液相色譜柱

來源：科捷儀器發布時間：2023-05-05 09:27 人氣：646

怎樣挑選色譜柱

現代液相色譜中，分離效果好壞很大程度上取決于色譜填料的挑選?？墒巧V填料的挑選規模很寬，要做適宜的挑選，有必要對此有一定的認識和了解。

1、正相色譜

正相色譜用的固定相一般為硅膠（Silica），以及其他具有極性官能團，如胺基團(NH2,APS)和氰基團（CN，CPS）的鍵合相填料。因為硅膠外表的硅羥基（SiOH）或其他團的極性較強，因而，分離的次序是依據樣品中的各組份的極性巨細，即極性強弱的組份被沖刷譜柱。正相色譜運用的活動相極性相比照固定相低，如：正乙烷（Hexane）,氯仿（Chloroform）,二氯甲烷（Methylene Chloride）等。

2、反相色譜

反相色譜填料常是以硅膠為基礎，外表鍵合有極性相對較弱的官能團的鍵合相。反相色譜所運用的活動相極性較強，一般為水，緩沖液與甲醇，已腈等混合物。樣品流譜柱的次序是極性較強組合被沖出，而極性弱的組份會在色譜柱上有更強的保存。常用的反相填料有C18（ODS）、C8（MOS）、C4（B）、C6H5（Phenyl）等。

二、聚合物填料

聚合物調料多為聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙酸酯等，其主要優點是在PH值為1～14均可運用。相對與硅膠基質的C18填料，這類填料具有更強的疏水性；大孔的聚合物填料對蛋白質等樣品的分離非常?，F在的聚合物填料的缺陷是相對硅膠基質填料，色譜柱柱效較低。

三、其他無機填料

其它HPLC的無機填料色譜柱也現已商品化。因為其特別的性質，一般于特別的用途。如石墨化碳也用于正逐漸成為反相色譜填料。這種填料的分離不同與硅膠基質烷基鍵合相，石墨化碳的外表即是保存的基礎，不再需其它的外表改性，該柱填料一般比烷基鍵合硅膠或多孔聚合物填料的保存才能更強，石墨化碳可用于分離某些幾何導構體，又因為HPLC活動相中不會被溶解，這類柱可在任何PH與溫度下運用。氧化鋁也可用于HPLC，氧化鋁微粒剛性強，可制成安穩的色譜柱柱床，其優點是可在PH高達12的活動相中運用。但因為氧化鋁與堿性化合物作用也很強，運用規模遭到一定的限制，所以未能廣泛運用，新式氧化鋯填料也可用于HPLC，商品化的僅有聚合物涂層的多孔氧化鋯微球色譜柱，運用PH規模1～14，溫度可達100℃。因為氧化鋯填料幾年才開始研討，加之面臨的試驗難度，其重要用途與優勢尚在進行中。

怎樣挑選填料粒度

現在，商品化的色譜料粒度從1um到超越30um均有出售，而現在剖析分離主要用3um、5um和10um填料，填料的粒度主要影響填充柱的兩個參數，即柱效和背壓。粒度越小，填充柱的柱效越高；小于3um的填料運用，在相同挑選性條件下，提高柱效可提高分離度，但不是的要素。假如固定相挑選是正確，可是分離度不夠，那么挑選更小粒度的填料是很有用的，3um填料填充柱的柱數比相同條件下的5um填料的柱效提高近30%；但是，3um的色相譜的背壓卻是5um的2倍。與此同時，柱效提高意味著在相同條件下可以挑選更短的色譜柱，以縮短剖析時間，另外，可以采用低粘度的溶劑做活動相或添加色譜柱的運用溫度，比如用乙腈替代甲醇，以下降色譜柱的壓力。

一、怎么杰出的柱性能與柱壽數

◆ 認證閱讀色譜柱運用說明書；

◆ 運用填充杰出的色譜柱；

◆ 盡量削減壓力波動，防止機械及熱沖擊；

◆ 運用維護柱及在線過濾器；

◆ 經常以強溶劑沖刷色譜柱；

◆ 充分過濾樣品及活動相，盡量防止雜質微粒與強保存成分；

◆ 用安穩的固定相（C18*安穩）；

◆ 在中等PH值操作（6~8），用有機緩沖溶液；

◆ 色譜柱運用溫度小于40℃；

◆ 硅膠基質的的色譜柱，應保持活動相的PH值規模在3.0~8.0；

◆ 在水活動相與緩沖溶液中加200ppm的疊氮鈉；

◆ 活動相中含有緩沖溶液，應注意應95∶5的水及有機溶劑過渡，有機溶劑不能低于5%；

◆ 過夜或貯存時，沖刷掉鹽和緩沖液，用純有機溶劑活動相保存（乙晴）。

HPLC固定相及應用范圍

名稱別名功能基團正相反相離子對應用

Silica -OH √ 非極性和中等極性以及非離子性有機化合物。

SAS C1 -(CH₃)₃ √ 在所有的烷基鍵合相中對非極性化合物保留*

弱，典型用于中等極性和多官能團化合物.

Butyl C4 -C₄H₉ √ √ 分離肽和蛋白質，保留時間比C8和C18短。

MOS C8， -C₈H₁₇ √ √ 中等極性相中對中等化合物，小肽和蛋白質，

Octyl 極性藥族化合物和環境樣品。

ODS C18 -C₁₈H₃₇ √ √ 烷基鍵合相中對中等極性化合物保留*強。廣

泛用于藥物，甾族化合物，脂肪酸和環境樣品.

CPS CN ,Cyano -(CH₂)₃CN √ √ 對極性化合物有獨特的選擇性，適合應用于正相

(propyl 分離，當用于反相系統時，其選擇性與 C8和

Nitrile) C18不同，在藥學領域和復雜混合物的分離中應

用廣泛。

APS NH₂ -(CH₂)₃NH₂ √ √ 反相中分析糖類和其他極性化合物。弱陰離子交

(Amino Propyl) 換，陰離子和有機酸則應用緩沖劑和有機改性

劑做流動相。正相中與硅膠的選擇性機改性劑

不同,分析芳香族效果很好。

Phenyl -(CH₃)C₆H₅ √ √ 芳香族化合物

Diol -(CH₂)₂O √ √ 反相時，分離肽和蛋白質。正相時，與硅選擇

CH₂(CH₂OH)₂ 性相似,但極性較弱。

SCX 強陽離子 -(CH₂)₂C₆H₄SO₃H^-√ 有機堿

交換

SAX 強陰離子 -(CH₂)₃N⁺(CH₃)₃有機酸，核苷和核苷酸

交換

二、如何解決色譜柱使用過程中出現的問題

1.保留值與分離度重現性不好原因分析

問題原因表現

不同色譜柱間差異填料、鍵合相不同保留因子（k），分離因子（α）

使用期間柱變化柱床破壞柱效（N）

鍵合相丟失保留因子（k），分離子（α）

硅膠基質溶解柱效（N）

強保留分堆積堵塞保留因子（k），柱效（N）

柱外效應系統差異，進樣量大、柱效（N）

進樣閥與色譜柱之間、

色譜柱與檢測器之間管

路太長、檢測器流通池

體積大、接頭死體積大

等。

分離效果變差流動相組分改變保留因子（k），柱效變化很小

流速改變保留因子（k），分離因子（α）

溫度改變保留因子（k），柱效變化很小

柱平衡慢重新平衡時間不夠保留因子（k），柱效變化很小

柱超載樣品量太大保留因子（k），柱效（N）

2.造成色譜峰（不對稱）拖尾的原因

1.色譜柱本身填裝問題，篩板堵塞或填料塌陷；

2.柱頭有污染；

3樣品超載；

4樣品溶劑不合適；

5.柱外效應；

6化學或二次保留（硅羥基）效應；

7緩沖容量不足或不合適；

8重金屬污染。

3.如何解決峰形拖尾的問題

A．與化學有關的拖尾問題

1．流動相中，加入30mM的三乙胺（用與堿性化合物）或醋酸胺（用與酸性化合物），未知化合物加醋酸三乙胺；

2．如仍然拖尾，將三乙胺換為二甲基辛胺（或醋酸二甲基辛胺）；

3．降低進樣量至<1ug。

B．與色譜柱有關的拖尾問題

1．如柱頭處有強保留的樣品組分積聚，反相柱可用20倍柱體積的96%的二碌甲烷與4%甲醇，加1%氫氧化銨混合液沖洗，正向柱可用甲醇沖洗。

2．使用保護柱

C．與HPLC 系統有關的峰拖尾和峰加寬

1．進樣體積過大，（通常≤25uL）；

2．進樣閥與色譜柱及檢測器之間的管路體積過大（連接管應<20cm，內徑為0.007″）；

3．檢測器流通池的體積過大。

4．如何儲存色譜柱

1．防止緩沖溶液和水溶液流動相產生微生物，做到流動相用多少配多少，或在水流動相中加200ppm的疊氮鈉以抑制細菌成長（一定當心其毒性和潛在的爆炸性）；或在流動相中加20%的有機改性劑，也可抑制微生物生長，有機改性劑還有助于流動相脫氣。

2．盡可能將色譜柱貯存于100%有機溶劑（乙晴）中，避免在緩沖溶液中保存。

3．使用緩沖溶液后的色譜柱，應用15～20倍柱體積的不含緩沖劑的同種水—有機溶劑流動相沖洗色譜柱，后換成100%有機溶劑儲存。

4．避免用純凈水沖洗鍵合致密的C18柱。

5．將色譜柱的兩端用堵頭擰好，以免柱床填料干裂。

如何選擇保護柱

怎樣選擇保護柱，但又不能影響分離分析？這是色譜工作者經常提出的一個問題。通常，在選擇保護柱之前首先要考慮的是樣品是否清潔。對于大部分分析工作者來說，一只1cm長的保護柱，那么就應選擇2cm或3cm長的保護柱。保護柱越長，自然所裝填的色譜填料就越多，則其越能避免污染物進入分析色譜柱的機會。當然，隨著保護柱的長度加長，樣品的保留時間會比使用短保護柱長。

一般來說，保護柱的內徑與分析色譜柱的內徑相同或相當即可。保護柱的填料裝填方式也很重要。目前有薄膜裝填法的保護柱，使用過程很簡單方便，而且可以在實驗室中進行干裝。但是，其的缺點是不經濟，特別是針對中國的具體情況，一次性使用相對費用較高。另外，薄膜裝填法的保護柱所裝填的色譜填料有限，只能提供有限的保護作用；不過也因為所裝填的色譜料較少，保護柱的長度也較短，所以對分析樣品的保留時間的影響也很小。

另一種保護柱結構其實質是縮短了的色譜分析拄，設計方式上有直連式、手緊式或整體式。整體式設計是由色譜的生產廠商直接安裝在色譜分析柱上的，必須與色譜分析柱一同訂貨，可以非常方便地使用，但不能夠被修改。直連式結構設計可在任何時候有色譜工作者來安裝連接，可以與任何品牌的色譜分析柱連接使用，而且還可以根據樣品的相關情況選擇不同的保護柱長度。手上緊即可。

另外從保護柱結構又分為是否可以更換保護柱柱芯?？梢越档捅Ｗo柱的使用成本。大多數人是根據色譜分析柱的填料選擇保護柱的填料，正常情況下可以選擇與分析色譜柱一樣的色譜填料。但是，根據實際的分析工作，也可不必與分析色譜柱的填料相匹配。對于選擇保護柱的原則是：在滿足分析分離要求的前提條件下，盡可能的選擇較短的保護柱結構，盡可能選擇對分離樣品小一些保留性的填料。

儀器的主要功能和應用:

LC600A 高效液相色譜儀

LC600A 高效智能全控液相色譜儀由 P600 高壓恒流泵與 UV600 紫外檢測器直接構成等度 / 梯度分析系統。使用 WS600 工作站可以同時控制數臺 P600 高壓恒流泵、UV600 紫外檢測器及恒溫柱箱等，實行多元高壓洗脫、波長掃描等功能。

特點：

?LC-P600高壓恒流泵

（1）往復式并聯泵設計，流量精度高，壓力脈動小，延長密封圈和活塞桿的使用壽命；

（2）隔膜式秒沖阻尼器與電子脈動抑制技術同時控制壓力脈動保障最低的基線噪音；

（3）整體性單向閥，結構簡單，密封性好；

（4）柱塞桿自動縮進，方便更換密封圈；

（5）可選配注后清洗功能，適用于使用含緩沖鹽的分析條件。

?UV600紫外檢測器

（1）平行雙錐孔設計的流動池，大幅提高信噪比，檢測效果更佳；

（2）開機自檢功能，通過圖譜上486.6nm和656nm這二點的位置，以判斷波長示值誤差的準確性，保證極優的波長精度，保障儀器最佳狀態；

（3）控制電路采用多微處理器結構，分別管理信號采集、數據處理、系統控制和通信。在做等度分析時，可以方便的通過全漢字的液晶屏與七個功能鍵，設置波長、濾波常數、輸出量程、運行時間等參數。并且可以實現開關氘燈，光譜掃描，啟動分析程序等功能；

（4）全數字交換系統，避免了色譜信號需要多重模-數轉換帶來的信號畸變與干擾。

?WS600色譜工作站

（1）具有液相色譜系統控制和色譜數據處理雙重功能；

（2）六種定量計算方法；

（3）多重不同濃度的標準試樣校準運行，建立樣品濃度-面積校正曲線；

（4）靈活的峰識別和處理能力；

（5）色譜圖形、定量計算方式、峰處理參數及峰鑒定表等可保存到用戶自命名的文件中。

?具有自動在線檢測功能

液相色譜原理:儲液器中的流動相由高壓泵泵入系統，樣品溶液通過注射器進入流動相，流動相裝柱(固定相)。由于樣品溶液中的組分在兩相中的分配系數不同，當它們相對運動時，會經歷重復的時間。在吸附-解吸分配過程中，各組分的移動速度差異很大。它被分離成單一組分，依次流出色譜柱。當通過檢測器時，樣品濃度被轉換成電信號并傳輸到記錄儀。這些數據可以用圖表的形式打印出來，供研究人員分析。