在液相色譜的使用中,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)很多實(shí)驗(yàn)室會(huì)面臨色譜柱頻繁損壞的問題。所以,這次我們就來討論一下色譜柱的預(yù)防措施吧。
影響色譜柱使用的因素
1.流動(dòng)相pH
不同基質(zhì)的填料具有不同的pH適用范圍。其實(shí),在工作過程中大多數(shù)的顆粒物堵塞導(dǎo)致的色譜柱背壓升高問題是體現(xiàn)在柱頭堵塞。當(dāng)流動(dòng)相pH超出堿性范圍時(shí),會(huì)加速硅膠的溶解而釋放出絮狀物堵塞柱子;當(dāng)流動(dòng)相pH值超出酸性范圍時(shí),鍵合相易發(fā)生水解而流失,這兩種反應(yīng)均是不可逆反應(yīng),特別是在溫度較高(>40℃)的環(huán)境下,會(huì)使柱效迅速降低而報(bào)廢。
而樣品的易吸附機(jī)制也可能會(huì)和柱前端的硅膠表面游離的硅醇基發(fā)生作用導(dǎo)致色譜柱背壓升高。但是這種情況在較低的PH系統(tǒng)中會(huì)有所改善,因?yàn)檩^低的PH系統(tǒng)會(huì)降低硅膠表面的硅醇基發(fā)生解離。
2.流動(dòng)相變質(zhì)
當(dāng)前使用為廣泛的是硅基鍵合相填料,當(dāng)以水溶液作為流動(dòng)相或流動(dòng)相中含有一定濃度的磷酸鹽緩沖液時(shí),水溶液中或緩沖鹽溶液中會(huì)滋生出一些細(xì)菌或霉菌,從而堵塞固定相顆粒間的空隙。特別是對(duì)于多元自動(dòng)比例混合的液相色譜儀來說,水相或緩沖鹽相獨(dú)立存貯,因存放時(shí)間較長(zhǎng)而容易發(fā)生此類問題。
3. 流動(dòng)相純度
目前,廣泛使用的填料顆粒粒徑范圍在3~10μm,孔徑在6~10nm,色譜柱在使用中會(huì)有大量的流動(dòng)相通過,如流動(dòng)相含有微量不溶性雜質(zhì)顆粒,則很容易在柱頭部位被截留,久而久之,造成色譜柱機(jī)械性堵塞,引起柱壓升高而無法正常使用。
4.其它因素
影響色譜柱壽命的因素很多,除流動(dòng)相和樣品因素外,還有其它一些外在因素,如,柱壓的影響,溫度的影響,色譜柱的正確沖洗,色譜柱的正確安裝等。
預(yù)防措施
為了降低色譜柱的損傷問題,大家在使用色譜柱時(shí)可以做一些預(yù)防。例如:
1在液相系統(tǒng)中加入在線過濾器
在線過濾器的內(nèi)部顆粒空隙一般是0.5微米,對(duì)于UHPLC會(huì)選擇0.2微米空隙的在線過濾器。這個(gè)空隙尺寸和柱頭的過濾篩板尺寸接近或者略小。
所以,在線過濾器能夠有效的阻隔來自樣品、泵頭密封墊、自動(dòng)進(jìn)樣器的轉(zhuǎn)子密封墊的顆粒物,以防止柱頭過濾篩板的堵塞。
2在柱子前端使用保護(hù)柱
保護(hù)柱有很多種,通用型、一體式、卡套式,但是它其實(shí)是一個(gè)和分析柱固定相相同的10-20mm的小柱子。
因?yàn)樗哂泻头治鲋嗤膬?nèi)部填料,所以保護(hù)柱不僅可以阻隔顆粒物,還可以阻隔易吸附的樣品基質(zhì)組分。
3對(duì)樣品進(jìn)行凈化處理
有一些液相的分析方法沒有明確標(biāo)注樣品的凈化,但希望大家在做分析時(shí)都能夠考慮樣品的凈化,常用的方案是對(duì)樣品進(jìn)行過濾。
色譜柱損壞的簡(jiǎn)單消除方法
由于化學(xué)損壞多發(fā)于色譜柱的前端,因此把色譜柱的前端修整或切割掉1/2-1 米通常可以消除所有色譜方面的故障。在更為嚴(yán)重的情況下,可能需要切割掉5 米或更長(zhǎng)的一段。使用保護(hù)柱或保留間隙柱會(huì)將對(duì)色譜柱的損壞降至小,但是,需要經(jīng)常修整保護(hù)柱。酸或堿常常會(huì)破壞熔融石英管線的脫活表面,從而引起活性化合物的峰形變壞。
保存
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,色譜柱的合理保存也是保護(hù)色譜柱的關(guān)鍵,同時(shí)也是影響色譜柱使用壽命的關(guān)鍵。
1、短期保存
應(yīng)保存在接近常用的流動(dòng)相條件下,并且移除系統(tǒng)中的緩沖鹽、酸等。
2、長(zhǎng)期保存
將色譜柱按照說明書保存在對(duì)應(yīng)的溶劑中,并且將色譜柱從系統(tǒng)中去下,兩頭用堵頭密封。
色譜柱是高效液相色譜的心臟,在高效液相色譜儀的使用中,保持色譜柱的柱效、容量和滲透性,延長(zhǎng)柱子的使用壽命非常重要。色譜柱壓升高一般是由于柱床內(nèi)產(chǎn)生了雜質(zhì),造成流體阻力加大所致。淺析其原因,大致有以下幾方面:
流動(dòng)相的前處理
雜質(zhì)堵塞色譜柱進(jìn)口濾片,導(dǎo)致壓力升高。這往往是由于流動(dòng)相沒有過濾,或雖已過濾但過濾不徹底,使固體雜質(zhì)滯留于濾板上所造成的。
樣品的沉淀
當(dāng)溶解樣品的溶劑與流動(dòng)相不一致時(shí),樣品進(jìn)入色譜柱,有時(shí)可能因溶解度降低而沉淀出來,造成壓力升高。
晶體的析出
使用含有緩沖液的流動(dòng)相時(shí),緩沖液中的無機(jī)鹽可能會(huì)殘留在體系之中,它們會(huì)因在新流動(dòng)相中的溶解度降低而析出,造成流體阻力加大、壓力升高。
細(xì)菌或霉菌孳生
霉菌在流動(dòng)相中、管路中或柱子進(jìn)口處繁殖、生長(zhǎng)堵塞濾板,導(dǎo)致壓力升高。所以在使用磷酸鹽緩沖液時(shí)一般要現(xiàn)配現(xiàn)用。
溶質(zhì)吸附
當(dāng)溶質(zhì)在柱子上有較強(qiáng)的吸附,且所用的流動(dòng)相難以將它們洗脫時(shí),累積的未洗脫溶質(zhì)也會(huì)造成阻力增大和壓力升高。
流動(dòng)相更換過度較快
當(dāng)改變流動(dòng)相體系時(shí),不徹底的更換使不同性質(zhì)、互不混溶的流動(dòng)相存在于同一個(gè)體系之中,也會(huì)造成壓力升高。
壓力脈沖
運(yùn)行過程中,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)壓力的突然升降。如此所形成的壓力脈沖會(huì)造成多孔填料的崩壞和柱床結(jié)構(gòu)的微小變化,填料微屑的長(zhǎng)期積累也可能會(huì)使柱床阻力增大,造成壓力升高。