色譜是一種分離分析手段,,分離是核心,因此擔負分離作用的色譜柱是色譜系統(tǒng)的心臟,。對色譜柱的要求是柱效高,、選擇性好,分析速度快等,。
選購色譜柱一定要認真看待,,即使都是C18柱,不同品牌,、同一品牌不同系列都有不同的功能,,有能耐受低pH值的、有耐高溫的,、有適合堿性樣品的等等,。
原則一:看物理性質(zhì)
柱長,內(nèi)徑,,如250*4.6mm,。一般柱長在2—250mm,柱越長,,分離度越高,,但柱壓更高,分離所需時間更長;但分離度與理論塔板數(shù)的平方根成正比,所以一昧增加柱長并不是有效的分離手段,,一般情況下,,150mm、5um的填料可以提供足夠的塔板數(shù),。
粒徑,,影響色譜分離度。粒徑越小,,分離越快,,柱效越高,但柱壓力越高,,柱容易被污染,,導致柱壽命降低。常見分析柱通常使用5um填料,,復雜的多組分樣品分離一般使用3.5um粒徑,,更大內(nèi)徑的制備色譜柱通常使用更大的粒徑。如果固定相選擇是正確,,但是分離度不夠,,那么選用更小的粒度的填料是很有用的。3.5um填料填充柱的柱效比相同條件下的5um填料的柱效提高近30%;然而,,3.5um的色譜柱的背壓卻是5um的2倍,,因此如何選擇填料粒徑需要根據(jù)現(xiàn)實情況而定。
孔徑,,60A,,100A,120A,,300A等,。孔徑小,,則含孔率高,,比表面積大,載碳量高;色譜柱填料孔徑大小需和分子大小相匹配,,保證分子自由進出填料孔并與孔內(nèi)表面的鍵合相進行分離分配,,通常要求孔徑直徑是分子直徑的3倍以上,一般小分子使用80—120A,,大分子使用300A,。
顆粒形狀,一般有球形和不規(guī)則形,,當使用黏度較大的流動相時,,球形顆粒可以降低柱壓,,延長色譜柱壽命,。
比表面積,指的是每克填料的表面積,,如180m2/g—350m2/g,,與粒度和含孔率有關;比表面積大,,會增加樣品與鍵合相之間的反應,,增加保留和分離度;比表面積小則可以縮短分析時間和平衡時間,,并不是比表面積大或者小就更好,,需要選擇合適的比表面積。
原則二:看化學性質(zhì)
硅膠基質(zhì):通用的基質(zhì),,強度大,,化學修飾容易,但使用的pH值范圍有限(一般為2—8,,特殊修飾的可以達到1—12),。
聚合物基質(zhì):多為聚苯乙烯—二乙烯基苯或聚甲基丙烯酸脂,化學穩(wěn)定,,應用pH范圍寬,,具有更強的疏水性,對蛋白質(zhì)等樣品分離效果較好,;但強度較小,,有機溶劑可能導致聚合物溶脹而受損,批次重復性較差,,商品化色譜柱不多,,一般價格較貴。
載碳量:基質(zhì)表面鍵合相的比例,,載碳量高,,則保留增加,適合分析非極性化合物,。
鍵合相:鍵合試劑不同,,對化合物的選擇性不同,一般長鏈的烷基鍵合相(C18 ,、C8)比短鏈的(C4,、 C3)穩(wěn)定;非極性的鍵合相比極性的鍵合相(-NH2)穩(wěn)定,。
封端:用短鏈將裸露的硅羥基鍵合后封閉起來,,以減少殘留的硅醇基,,減輕待測組分與酸性硅羥基反應而引起的色譜峰拖尾現(xiàn)象。尤其對于極性樣品而言,,未封端處理的色譜柱分離效果較差,。
原則三:看正相、反相色譜
固定相極性 | 流動相極性 | 出峰順序 | |
反相吸附色譜 | 非極性 | 強極性(水,、甲醇,、乙腈等) | 強極性物質(zhì)先出峰 |
正相吸附色譜 | 極性 | 弱極性(己烷、庚烷等) | 弱極性物質(zhì)先出峰 |
原則四:根據(jù)柱長及內(nèi)徑選擇
長度的選擇:柱越長,,總柱效越高(n值越大),,柱越長,分析時間也越長,。250—300mm是普遍的柱長,,實驗室一半以上的工作都是采用此規(guī)格柱子,一般用來分離l0到50個組份的中等至復雜混合物;500—600mm,,要求較高分辨率的應用,,—般用來分離大于50個組份或包含有難分離物質(zhì)的復雜樣品程序升溫分析。
內(nèi)徑:柱效率與柱半徑平方成反比,,內(nèi)徑越小柱效越高,,但內(nèi)徑越大,柱容量也增加,,允許進樣量就越多,。當進樣量超過柱容量時,則因柱內(nèi)每塊理論板內(nèi)不能建立真正的平衡,,將會導致色譜蜂畸變,,柱分辨率降低,重現(xiàn)性不好,。因此對于復雜樣品需要精確分離,,必須使用小內(nèi)徑柱子。另一方面若樣品中存在具有很不相同濃度組份化合物,,為了增加樣品容量就必須使用內(nèi)徑大的柱子,,目前實驗室使用最常見的柱子內(nèi)徑一般是4.6mm。
一般選擇原則:分析大分子量化合物選擇大孔徑色譜柱,;對于高pH值或者堿性化合物需要選擇高封端或者特殊封端的色譜柱,,以改善峰形,延長色譜柱使用壽命等,。
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