1、色谱柱的使用说明:
(1)色谱柱使用前注意事项:色谱柱的储存液无特殊说明,均为评价报告所示的流动相。在使用前,一定要注意色谱柱的储存液与要分析样品的流动相是否互溶。在反相色谱中,如用高浓度的盐或缓冲液作洗脱剂,应先用10%左右的低浓度的有机相洗脱剂过渡一下,否则缓冲液中的盐在高浓度的有机相中很容易析出,堵塞色谱柱。
(2)流动相:流动相中所使用的各种有机溶剂要尽可能使用色谱纯,配流动相的水可以是超纯水或全玻璃器皿的双蒸水。如果将所配得流动相再经过0.45μm的滤膜过滤一次则更好,尤其是含盐的流动相。另外,装流动相的容器和色谱系统中的在线过滤器等装置应该定期清洗或更换。
以常规硅胶为基质的键合相填料通常的PH值适用范围是2.0-8.0,BDSC18适合于碱性化合物,PH值适用范围为2.0-10.0。当必须要在PH值适用范围的边界条件下使用色谱柱时,每次使用结束后立即用适合于色谱柱储存并与所使用的流动相互溶的溶剂清洗,并完全置换掉原来所使用的流动相。
(3)样品:样品也要尽可能清洁,可选用样品过滤器或样品预处理柱(SPE)对样品进行预处理;若样品不便处理,要使用保护柱。在用正相色谱法分析样品时,所有的溶剂和样品应严格脱水。
2、色谱柱的保存:
(1)反相色谱柱每天实验后的保养:使用缓冲液或含盐的流动相,实验完成后应用10%的甲醇/水冲洗30分钟,洗掉色谱柱中的盐,再用甲醇冲洗30分钟。注意:不能用纯水冲洗柱子,应该在水中加入10%的甲醇,防止将填料冲塌陷。
(2)长期保存色谱柱:如色谱柱要长时间保存,必须存于合适的溶剂下。对于反相柱可以储存于纯甲醇或乙腈中,正相柱可以储存于严格脱水后的纯正己烷中,离子交换柱可以储存于水(含防腐剂叠氮化钠或柳硫汞)中,并将购买新色谱柱时附送的堵头堵上。储存的温度可以是室温。
3、色谱柱的再生:
因为色谱柱是消耗品,随着使用时间或进样次数的增加,会出现色谱峰高降低,峰宽加大或出现肩峰的现象,一般来说可能是柱效下降。
(1)反相柱的再生:依次采用20-30倍的色谱柱体积的甲醇:水=10:90(V/V),乙腈,异丙醇作为流动相冲洗色谱柱,完成后再以相反顺序冲洗色谱柱。
(2)正相柱的再生:依次以20-30倍色谱柱的体积的正己烷、异丙醇、二氯甲烷、甲醇作为流动相冲洗色谱柱,然后再以相反的顺序冲洗色谱柱。要注意上述溶剂必须严格脱水。
4、色谱柱在使用过程中易出现的问题和解决办法:
色谱柱在使用中常见的问题就是柱压升高,如果柱压是在长时间使用过程中缓慢增加,属于正常现象。但柱压在使用过程中突然升高(系统管路堵塞及压力传感器故障除外),以下列举了部分常见原因及解决办法:
(1)色谱柱头的过滤筛板堵塞或污染;
解决方法:如确定是色谱柱头的过滤筛板被污染,可以将色谱柱反方向用甲醇冲洗至正常压力,或者卸下色谱柱头,将其放在10%的稀硝酸内超声清洗10分钟,后再用纯水超声10分钟,重新装入色谱柱。
(2)色谱柱头的填料被样品污染;
解决方法:如确定色谱柱头的填料被污染,将柱头螺丝卸下,挖出柱内前段被污染的填料,用相同的柱填料重新填入,仔细修复后,重新安装上柱头螺丝。
(3)色谱柱内缓冲液中的盐遇到高浓度的甲醇或其他有机溶剂,形成结晶析出;解决方法:如确定定是盐结晶,用10%的甲醇/水冲洗色谱柱使柱内盐全部溶解,再换高浓度甲醇。
(4)流动相PH值过大或过小使固定相结构破坏或溶解。解决方法:如果因PH值使用不当,很难恢复
柱填料的物理性能对填料色谱行为有重要影响。
填料主要的物理性能包括如下:颗粒度、孔径、孔体积、键合相化学、含碳量及烷基化处理。
(1)颗粒度是指柱填料的颗粒直径的大小。实际上色谱柱上所标的粒径是一个平均值。
如粒径“5μm”并不是柱中填料所有的颗粒直径都是5μm,实际上有一个颗粒分布度。这种分布度对柱反压及柱效有重要作用。
一般来说,平均颗粒度越小,颗粒分布度越小,色谱柱效越高,反压亦越高。目前C18柱填料粒径在4~10μm之间。
(2)孔径是指填料颗粒间的孔间隙。一般所说的孔径是指填料的平均孔径。
球形填料装柱后平均孔径分布比较窄,柱床结构均匀,柱效高,重现性好;无定形填料平均孔径分布较宽,柱床结构不均匀,流动相线性速度不均匀,谱带扩宽。
平均孔径的大小对分离大分子化合物有较大的影响,在分离含有较大分子的样品时可能会有分子排阻效应,或产生吸附效应从而影响定量的回收率及准确度。
因而在用反相色谱分离诸如蛋白或多肽样品时应考虑选用大孔径(如30 nm)的反相柱填料。
孔体积作为硅胶多孔性的参数,在分离分析较大分子化合物时可作参考,选用较大孔体积的反相柱填料。
(3)化学键合相填料在高效液相色谱法中占有极重要的地位。它可以键合极性较大的有机基团,采用极性较小的溶剂作流动相。
亦可键合极性较小的有机基团,选用极性较大的溶剂作流动相。C18色谱柱是以硅烷化键合型(Si-O-Si-C)存在的,这类键合反应目前应用较为普遍。
如以十八烷基三氯硅烷与全多孔型硅胶M-Porasil-C18反应生成烷基化学键合相,商品名为M-Bondapak-C18
(4)碳含量即填料中的含碳量。传统的测量技术是将填料加热到碳氢键断裂,然后通过测定损失的重量或形成的二氧化碳来计算碳含量。
可以通过增加碳键的长度或增加键合密度来增加碳含量。碳含量增加,柱子的保留值增加。
键合相的色谱行为与键合密度有关,也与硅胶的密度及填料的表面积有关,填料的密度越高,填柱所需的硅胶量越多,柱子的含碳量也越高。
如果用2种不同密度相同碳含量的填料填充柱子,其保留行为将明显不同。因此,单独以碳含量来预测色谱行为是不够的。
(5)C18硅烷化试剂是一个大于2 nm大分子,因此会与已键合在相邻的硅醇基上的C18硅烷化试剂产生严重的立体位阻。
其结果导致在硅胶表面有大量的残留硅醇基没有与硅烷化试剂反应,这些极性的硅醇基在一定色谱条件下会与碱性化合物相互作用引起峰形拖尾,从而可影响定量分析结果。
这些问题在一定程度上可以通过烷基化处理加以克服。烷基化处理是在键合相上完成的独立反应,以减少在硅胶表面的硅醇基。
烷基化处理采用小分子(如三甲硅烷)的试剂,其空间位阻远小于C18基团。大多数固定相仅有30%可覆盖的键合位置。
据报道,通过某些极活跃的化学试剂及特殊的反应条件,最高的覆盖量可达50%。
很好地了解硅胶键合相的物理特性将有助于在高效液相色谱的反应中选择合适的色谱柱。
表面上看C18柱虽然化学官能团相同,而实际上不同品牌的C18柱性能可能有很大差别,从而产生不同的分离结果。
色谱柱的安装:
1)将液相色谱装置中的流动相完全置换后再连接色谱柱,并完全排出流路内的空气。
装置内的液体和所使用的流动相不能相溶的情况下,使用双方都能相溶的液体做过渡。比如从水置换到氯仿的情况,就需要使用丙酮做过渡,才能完全置换。
将盐溶液置换成有机溶剂的时候,需要通过纯水、丙酮的顺序来进行置换。相反,从有机溶剂转换成盐溶液的情况下,需要通过丙酮、纯水的顺序置换。
不仅仅是泵,流动相流动的所有流路都必须进行置换。例如,注入样品的情况,软管内的液体也需要置换。另外,如果使用压力计等别的软管的情况,取下来的管子也必须由流动相洗净后才能继续使用。
2)色谱柱保存方法不对或者长期不使用的情况下,色谱柱的出入口可能会有空气残留。这种情况下,必须先把空气完全排出后才连接到装置中。
避免快速加热,加热温度不要超过色谱柱的最高负荷温度。
把柱子入口侧的螺栓打开,然后加温(一般加温到手心感到温暖的程度就足够了),等液体满出来以后接到装置上。然后,打开出口处的螺栓,用泵送液,等确认出口处有液体流出后,连接到装置中。这样操作,就算后面再连接一根色谱柱也能完全除去空气。
3)在泵运作的时候连接色谱柱。确保能让流动相按照色谱柱上箭头的方向流动的状态连接色谱柱。
4)色谱柱加温使用的时候,先用0.2~0.3mL/min的低流量一边送液一边升温。达到所定温度后,再渐渐的增加流量至测定流量。
5)色谱柱需要安定时间。连接到装置中立即进行测试的情况下,第一次很难得到好的分析结果。