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色譜柱的使用和維護注意事項

時間:2021-12-23閱讀:2261
  色譜柱的正確使用和維護十分重要,稍有不慎就會降低柱效、縮短使用壽命甚至損壞。在色譜操作過程中,,需要注意下列問題,以維護色譜柱,。
  影響色譜柱使用壽的主要因素流動相因素
  1.流動相pH
  不同基質的填料具有不同的pH適用范圍,。常溫下無定形硅膠在純水中的溶解度約為100mg·L-1,且在pH1~9的范圍內(nèi)溶解的硅膠量幾乎是常量,考慮到溶解速度的影響,對于硅膠基質的填料,其所能承受的流動相pH范圍約為1~8,。鍵合相硅膠填料則由于鍵合層的屏蔽作用,使填料對流動相的適應范圍大大增加,,如現(xiàn)在廣泛使用的反相色譜填料C18(十八烷基硅烷鍵合硅膠),其pH適用范圍可達2~10,。當流動相pH值超出酸性范圍時,,鍵合相易發(fā)生水解而流失;當流動相pH超出堿性范圍時,,會加速硅膠的溶解而釋放出絮狀物堵塞柱子,,這兩種反應均是不可逆反應,特別是在溫度較高(>40℃)的環(huán)境下,,會使柱效迅速降低而報廢,。
  2.流動相變質
  當前使用最為廣泛的是硅基鍵合相填料,當以水溶液作為流動相或流動相中含有一定濃度的磷酸鹽緩沖液時,,水溶液中或緩沖鹽溶液中會滋生出一些細菌或霉菌,,從而堵塞固定相顆粒間的空隙。特別是對于多元自動比例混合的高效液相色譜儀來說,水相或緩沖鹽相獨立存貯,,因存放時間較長而容易發(fā)生此類問題,。
  3.流動相純度
  目前,廣泛使用的填料顆粒粒徑范圍在3~10μm,孔徑在6~10nm,色譜柱在使用中會有大量的流動相通過,如流動相含有微量不溶性雜質顆粒,則很容易在柱頭部位被截留,久而久之,造成色譜柱機械性堵塞,引起柱壓升高而無法正常使用,。
  4.其它因素如,,流動相的極性對柱子也有一定影響,甲醇,、水,、冰醋酸等極性較大的物質會破壞硅膠填料柱,正丁醇,、二氯甲烷等極性小的物質會破壞化學鍵合硅膠柱,,堿性溶液會破壞陽離子交換樹脂色譜柱,酸性溶液容易損壞陰離子交換樹脂柱。
  樣品因素
  1.樣品的溶解性
  樣品試樣在配制中,,如有少量微粒未能*溶解,,則會隨試樣一起進入色譜柱,同樣,,會沉積在柱頭處,,造成色譜柱的堵塞,。
  2.樣品的純度
  樣品中可能含有待分析組分以外的各種組分或雜質,,這些組分或雜質可能會在柱內(nèi)產(chǎn)生不可逆吸附,從而,,使固定相的活性點被覆蓋,,保留特性發(fā)生變化。
  3.樣品的化學性質
  待測試樣中的各種組分與填料之間應具有化學穩(wěn)定性,,比較典型的是在使用氨基鍵合柱時,,應避免使用含羰基的化合物和流動相,,如,丙酮,、乙酸乙酯等,,以免固定相中的NH2和酐、酮發(fā)發(fā)希夫(Schiff)縮合而使固定相破壞,。
  其它因素
  影響色譜柱壽命的因素很多,,除流動相和樣品因素外,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。
  八大注意事項
  1.避免壓力和溫度的急劇變化及任何機械震動,。溫度的突然變化或者使色譜柱從高處掉下都會影響柱內(nèi)的填充狀況,;柱壓的突然升高或降低也會沖動柱內(nèi)填料,因此,,在調節(jié)流速時應該緩慢進行,,在閥進樣時閥的轉動不能過緩。
  2.應逐漸改變?nèi)軇┑慕M成,,特別是反相色譜中,,不應直接從有機溶劑改變?yōu)槿渴撬粗嗳弧?/div>
  3.一般說來色譜柱不能反沖,,只有生產(chǎn)者指明該柱可以反沖時,,才可以反沖除去留在柱頭的雜質。否則反沖會迅速降低柱效,。
  4.選擇使用適宜的流動相(尤其是pH),,以避免固定相被破壞。有時可以在進樣器前面連接一預柱,,分析柱是鍵合硅膠時,,預柱為硅膠,可使流動相在進入分析柱之前預先被硅膠“飽和”,,避免分析柱中的硅膠基質被溶解,。
  5.經(jīng)常用強溶劑沖洗色譜柱,清除保留在柱內(nèi)的雜質,。在進行清洗時,,對流路系統(tǒng)中流動相的置換應以相混溶的溶劑逐漸過渡,每種流動相的體積應是柱體積的20倍左右。
 ?。ㄏ旅媪信e一些色譜柱的清洗溶劑及順序,,作為參考:硅膠柱以正已烷(或庚烷)、二氯甲烷和甲醇依次沖洗,,然后再以相反順序依次沖洗,,所有溶劑都必須嚴格脫水。甲醇能洗去殘留的強極性雜質,,已烷使硅膠表面重新活化,。反相柱以水、甲醇,、乙腈,、一氯甲烷(或氯仿)依次沖洗,再以相反順序依次沖洗,。如果下一步分析用的流動相不含緩沖液,,那么可以省略最后用水沖洗這一步。四氫呋喃與乙腈或甲醇的混合溶液能除去類脂,。有時也注射二甲亞砜數(shù)次,。此外,用乙腈,、丙酮和三氟醋酸(0.1%)梯度洗脫能除去蛋白質污染,。陽離子交換柱可用稀酸緩沖液沖洗,陰離子交換柱可用稀堿緩沖液沖洗,,除去交換性能強的鹽,,然后用水、甲醇,、二氯甲烷(除去吸附在固定相表面的有機物),、甲醇、水依次沖洗,。)
  6.保存色譜柱時應將柱內(nèi)充滿乙腈或甲醇,,柱接頭要擰緊,防止溶劑揮發(fā)干燥,。絕對禁止將緩沖溶液留在柱內(nèi)靜置過夜或更長時間,。
  7.色譜柱使用過程中,如果壓力升高,,一種可能是燒結濾片被堵塞,,這時應更換濾片或將其取出進行清洗;另一種可能是大分子進入柱內(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,。在后兩種情況發(fā)生時,小心擰開柱接頭,,用潔凈小鋼將柱頭填料取出1~2mm高度(注意把被污染填料取凈)再把柱內(nèi)填料整平,。然后用適當溶劑濕潤的固定相(與柱內(nèi)相同)填滿色譜柱,壓平,,再擰緊柱接頭,。這樣處理后柱效能得到改善,但是很難恢復到新柱的水平,。柱子失效通常是柱端部分,,在分析柱前裝一根與分析柱相同固定相的短柱(5~30mm),可以起到保護,、延長柱壽命的作用,。采用保護柱會損失一定的柱效,這是值得的,。通常色譜柱壽命在正確使用時可達2年以上,。以硅膠為基質的填料,只能在pH=2~9范圍內(nèi)使用,。柱子使用一段時間后,,可能有一些吸附作用強的物質保留于柱頂,特別是一些有色物質更易看清被吸著在柱頂?shù)奶盍仙稀?/div>
  8.新的色譜柱在使用一段時間后柱頂填料可能塌陷,,使柱效下降,,這時也可補加填料使柱效恢復。每次工作完后,,最好用洗脫能力強的洗脫液沖洗,,例如,ODS柱宜用甲醇沖洗至基線平衡,。當采用鹽緩沖溶液作流動相時,,使用完后應用無鹽流動相沖洗。含鹵族元素(氟,、氯,、溴)的化合物可能會腐蝕不銹鋼管道,不宜長期與之接觸,。裝在HPLC儀上柱子如不經(jīng)常使用,,應每隔4~5天開機沖洗15分鐘。
  高效液相色譜柱的正確使用
  1.加裝保護柱的作用是過濾掉來自流動相和樣品的化學“拉圾”同時也可以有效除去流動相和樣品中的不溶物,。盡管現(xiàn)在的色譜儀在流動相吸入口,、進樣閥后部以及在色譜柱的兩端都裝有1,、2μm等不同孔徑的濾器,但濾器只能除去不溶性顆粒而不能除去化學污然,因此,加裝保護柱是必要的,特別是在分析中藥、中成藥等復雜混合物和生物樣品時更是保護分析柱的措施,。保護柱填料應與分析柱一致,粒徑可較分析柱大,。保護柱屬消耗品,經(jīng)過一定次數(shù)的樣品分析(50~100次)后,出現(xiàn)柱壓顯著升高或峰形變壞或基線漂移時,應考慮更換保護柱。
  2.過濾流動相和樣品流動相通常由水或緩沖溶液與有機溶劑混合而成,原則上,所有經(jīng)過色譜柱的流動相均應過
  濾,但在實際操作上應視具體情況而有所區(qū)別:當有機溶劑用色譜純級,水用石英亞沸水或其它超純水時,在能確保水和有機溶劑的質量且沒有受到污染時,過濾并無更多實際意義,。當流動相中含有緩沖鹽時,則過濾是必要的,如前所述,當緩沖溶液放置一段時間(視環(huán)境溫度不同而異,夏季一般不超過48h,冬季一般不超過一周)后,在使用前還應重新過濾,。所配制的樣品試液在注入流路系統(tǒng)前均要經(jīng)0.45μm(0.22μm則更好)孔徑濾膜過濾。要注意區(qū)分水系和油系,二者不可混用,以防止濾膜溶解而造成污染,。裝流動相的容器和色譜系統(tǒng)中的在線濾器要定期清洗和更換,以避免濾器因過載而起不到過濾作用,。
  3.凈化樣品當樣品中含有對色譜柱有損害的化學成分,如產(chǎn)生吸附的蛋白質、糖等有機分子和強吸附性物質,以及可能對柱填料產(chǎn)生破壞作用的基團離子,。在進樣前應盡可能對樣品進行分離提純以除去多余雜質組分,。
  4.避免過高的柱壓雖然高效液相色譜柱能耐受的壓力可達6000psi(磅/平方英寸),但過高及過大的壓力變化均會縮短色譜柱的壽命,避免的方法是
  (1)柱壓過高時,盡可能采用較小的流速,以不超過柱最大允許壓力的一半為宜。
  (2)當流速較大時,應采取流速梯度的辦法使流速分步到位,。
  (3)使用手動進樣閥時,進樣閥的切換要盡可能的快,。否則
  超過20%的壓力沖擊會很快使柱報廢。當使用多柱聯(lián)用時,
  柱切換要避免在高壓下進行,。
  5.注意溫度和酸堿度
  一般以硅膠為基質的色譜柱最高使用溫度不超過60℃,,以低于40℃為宜,特別是在流動相pH接近使用限度時,,更應降低使用溫度,。溫度過高會加快鍵合相的水解和硅膠的溶解,從而,,使填料性質改變,,柱床塌陷,降低柱效,,改變峰形,。目前的鍵合硅膠色譜柱標示的pH適用范圍可達2~10,但在實際使用時應避免的pH條件,特別是在偏堿性的條件(pH≥8)下使用,如必須要在的pH條件下使用時,可通過以下方法避免柱損害:
  (1)在泵和進樣閥之間加裝預柱(飽和柱)來飽和流動相,;
 ?。?)降低使用溫度;
 ?。?)檢驗完畢后立即用與所使用的流動相互相混溶的“溫和溶劑”*清洗,;
  6.正確及時的沖洗開始試驗前,應了解柱中當前是何種溶劑。對于新色譜柱,如無特殊說明均為評價報告中所用流動相,。柱中當前溶劑一定要與分析樣品所用流動相互溶,如不能混溶,要用與二者均能相互混溶的第三種溶劑過渡,。異丙醇是能與各種溶劑混溶的試劑,可作為中介流動相使用。反相鍵合硅膠柱適宜的保存環(huán)境是純甲醇,如分析用流動相為緩沖液2有機溶劑,可先用較低甲醇含量(<20%)的甲醇2水置換掉原來的純甲醇,再進分析用流動相,,以防止在柱內(nèi)發(fā)生鹽的沉淀,;試驗結束后,要及時用適當?shù)娜軇_洗系統(tǒng)并最終過渡到純甲醇沖洗,對于含有緩沖鹽的流動相,,辦法是先用與分析用流動相組成*相同但不含緩沖鹽的溶液進行沖洗,再逐步過渡到純甲醇沖洗,。多數(shù)報道沖洗液體積大約為柱容積的15~20倍,但最終要以基線是否平直,、壓力是否穩(wěn)定決定。有些廠家的色譜柱標明了流動相中有機相的低使用濃度為≥5%,使用時應給予注意,。

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