在液相色譜的使用中,我們會發(fā)現(xiàn)很多實驗室會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.流動相pH
不同基質(zhì)的填料具有不同的pH適用范圍。其實,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;當(dāng)流動相pH值超出酸性范圍時,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,會使柱效迅速降低而報廢。
而樣品的易吸附機制也可能會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)中會有所改善,因為較低的PH系統(tǒng)會降低硅膠表面的硅醇基發(fā)生解離。
2.流動相變質(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(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??障兑话闶?.5微米,對于UHPLC會選擇0.2微米空隙的在線過濾器。這個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、自動進樣器的轉(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柱
保護柱有很多種,通用型、一體式、卡套式,但是它其實是一個和分析柱固定相相同的10-20mm的小柱子。
因為它具有和分析柱相同的內(nèi)部填料,所以保護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對樣品進行凈化處理
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都能夠考慮樣品的凈化,常用的方案是對樣品進行過濾。
色譜柱損壞的簡單消除方法
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 米或更長的一段。使用保護柱或保留間隙柱會將對色譜柱的損壞降至小,但是,需要經(jīng)常修整保護柱。酸或堿常常會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
實驗結(jié)束后,色譜柱的合理保存也是保護色譜柱的關(guān)鍵,同時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相條件下,并且移除系統(tǒng)中的緩沖鹽、酸等。
2、長期保存
將色譜柱按照說明書保存在對應(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:
流動相的前處理
雜質(zhì)堵塞色譜柱進口濾片,導(dǎo)致壓力升高。這往往是由于流動相沒有過濾,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相不一致時,樣品進入色譜柱,有時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相時,緩沖液中的無機鹽可能會殘留在體系之中,它們會因在新流動相中的溶解度降低而析出,造成流體阻力加大、壓力升高。
細菌或霉菌孳生
霉菌在流動相中、管路中或柱子進口處繁殖、生長堵塞濾板,導(dǎo)致壓力升高。所以在使用磷酸鹽緩沖液時一般要現(xiàn)配現(xiàn)用。
溶質(zhì)吸附
當(dāng)溶質(zhì)在柱子上有較強的吸附,且所用的流動相難以將它們洗脫時,累積的未洗脫溶質(zhì)也會造成阻力增大和壓力升高。
流動相更換過度較快
當(dāng)改變流動相體系時,不徹底的更換使不同性質(zhì)、互不混溶的流動相存在于同一個體系之中,也會造成壓力升高。
壓力脈沖
運行過程中,有時會產(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,填料微屑的長期積累也可能會使柱床阻力增大,造成壓力升高。