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淺析影響液相色譜柱壽命的主要因素 液相色譜是如何工作的

時(shí)間:2020-07-10    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
  固體顆粒污染,pH超標(biāo),強(qiáng)保留物質(zhì)污染是液相色譜柱使用過程中常遇到的影響色譜柱壽命的三大因素。
 
  一、固體顆粒物質(zhì)
 
  固體顆粒物質(zhì):空氣中的粉塵、流動(dòng)相中的固體顆粒、樣品中的固體顆粒、泵和密封圈的磨損以及管路老化等都是固體顆粒物質(zhì)的來源,眾多來源讓人防不勝防,特別是泵和密封圈的磨損更是讓人無處可逃,高效液相色譜儀廠家也莫可奈何。
 
  使用保護(hù)柱和在線過濾器是可以防止此等固體顆粒物質(zhì)的有效途徑,能保液相色譜柱無憂,畢竟保護(hù)柱可以反向高流速將固體顆粒物質(zhì)沖下,而液相色譜柱不行。
 
  單純的固體顆粒污染采用在線過濾器更好,簡單的計(jì)算一下成本就明白,一個(gè)篩板總比保護(hù)柱芯便宜吧。而對于復(fù)雜樣品和多源頭污染,保護(hù)柱芯則更能否發(fā)揮其優(yōu)勢,大大提高液相色譜柱的使用壽命。
 
  二、pH超標(biāo)
 
  目前硅膠基質(zhì)的液相色譜柱是主流,在市面上買到的98%以上都是硅膠基質(zhì)的液相色譜柱,因?yàn)楣枘z基質(zhì)的色譜柱柱效高、質(zhì)量穩(wěn)定性好,以硅膠基質(zhì)為主流確實(shí)無可厚非。
 
  但是,硅膠基質(zhì)的液相色譜柱也有其脆弱之處,首先,硅膠在堿性條件下是容易被侵蝕、溶解的,所以pH應(yīng)在7.0以內(nèi)使用,此外,C18色譜柱的填料是在硅膠顆粒上鍵合上了C18長鏈,C18長鏈與硅膠顆粒是以Si-O-Si鍵的形式連接的,Si-O-Si鍵容易在pH<2的條件下斷裂。因此硅膠基質(zhì)的液相色譜柱通常須在PH在2-7的范圍內(nèi)使用,雖然有些廠家的色譜柱經(jīng)過在硅膠顆粒表面上的雜化后再接C18長鏈,可使液相色譜柱在此范圍之外具有較好的使用壽命,但只是延緩侵蝕和溶解,而不是拒止,因此仍會(huì)縮短色譜柱的使用壽命。
 
  如果只是樣品溶液的pH超標(biāo),那么用保護(hù)柱可以有效的保護(hù)液相色譜柱,畢竟進(jìn)樣的量大多是1~20ul,量很小,損壞填料的物質(zhì)可以被保護(hù)柱提前消耗掉,等樣品溶液到達(dá)柱子的時(shí)候破壞威力已是強(qiáng)弩之末,因此保護(hù)柱對此類樣品溶液pH超標(biāo)是能有效延長液相色譜柱的使用壽命的。
 
  但是,如果是流動(dòng)相的pH超標(biāo),就請換pH范圍更廣的柱子吧,此類流動(dòng)相pH超標(biāo)的情況保護(hù)柱是沒法保護(hù)你的柱子的。
 
  三、強(qiáng)保留物質(zhì)
 
  強(qiáng)保留物質(zhì)也是防不勝防,因?yàn)檫@是樣品中自帶的成份,我們要么就在前處理上加上諸多耗錢耗力的程序,否則你毫無辦法,即使再號稱超長使用壽命的液相色譜柱也無法抵擋它的攻勢,畢竟強(qiáng)保留物質(zhì)對所有品牌柱子的污染都是平等的。
 
  其實(shí)此類殺手是適合的做法還是使用保護(hù)柱,一般的保護(hù)柱填料都有10mm長,比深挖5mm的辦法來處理色譜柱而言,換個(gè)保護(hù)柱芯則要簡單省力得多。
 本實(shí)用新型涉及一種適用于科研單位、醫(yī)院、工礦化驗(yàn)室、學(xué)校實(shí) 驗(yàn)室等制備蒸餾水使用的電熱蒸餾水器。

 

采用了電熱降膜蒸發(fā)原理,即利用已被預(yù)熱(80℃)了的水降淋,在電熱管的外表形成高溫(80℃)液膜并立刻蒸發(fā),產(chǎn)生一次純蒸汽(127℃),并作為下一效的熱源,再經(jīng)過一次熱交換又產(chǎn)生二次純蒸汽作為下一效的熱源,同時(shí)產(chǎn)生的凝水就是蒸餾水,經(jīng)過六次熱交換就可使電熱的有效利用率提高了43%。  

 

蒸餾器是利用蒸餾法分離物質(zhì)的器具。在中國古代,它一般用于煉丹術(shù)、制燒酒、蒸花露水等。不同的用途有不同的形制和起源。 煉丹術(shù)中的蒸餾器主要源于古人抽砂煉汞的實(shí)踐。我國古代的水銀煉制,早是采用簡單的低溫氧化焙燒法,東漢時(shí)發(fā)展成密閉抽汞法,把容器密封起來,加熱時(shí),丹砂分解出的水銀蒸汽冷凝在容器內(nèi)壁。這種煉汞設(shè)備再加上冷凝裝置和汞收集器,就構(gòu)成了一種較為原始的蒸餾器。煉丹家們長期使用的所謂“火在上、水在下"的未濟(jì)爐,就是把冷凝器置于爐內(nèi)的一種簡單蒸餾器。后來,煉丹家們又將冷凝器與加熱爐分開,使得這種形式的蒸餾器發(fā)展到了完善程度,其代表就是吳悮《丹房須知》及宋應(yīng)星《天工開物》中的描述。

 

1、液相色譜儀維護(hù)保養(yǎng)

 一、流動(dòng)相的要求

液相色譜是樣品組分在柱填料與流動(dòng)相之間質(zhì)量交換而達(dá)到分離的目的,因此要求流動(dòng)相具備以下特點(diǎn):

1 純度 流動(dòng)相必須用HPLC級的試劑,使用前過濾除去其中的顆粒性雜質(zhì)和其他物質(zhì)(使用0.45um或更細(xì)的膜過濾)。溶劑所含雜質(zhì)在柱上積累,會(huì)影響色譜柱的使用壽命。

2 溶解度 樣品的溶解度要適宜如果溶解度,如果溶解度欠佳樣品會(huì)在柱頭沉淀,不但影響純化分離,還會(huì)縮短柱子的使用壽命。

3 粘度要低(應(yīng)<2cp) 高粘度溶劑會(huì)影響溶質(zhì)的擴(kuò)散、傳質(zhì),降低柱效,還會(huì)使柱壓降增加,使分離時(shí)間延長。選擇沸點(diǎn)在100℃以下的流動(dòng)相。

4 樣品易于回收。應(yīng)選用揮發(fā)性溶劑。

5 流動(dòng)相 PH 采用反相色譜法分離弱酸(3≤pKa≤7)或弱堿(7≤pKa≤8)樣品時(shí),通過調(diào)節(jié)流動(dòng)相的pH值,以抑制樣品組分的解離,增加組分在固定相上的保留,并改善峰形的技術(shù)稱為反相離子抑制技術(shù)。對于弱酸,流動(dòng)相的pH值越小,組分的k值越大,當(dāng)pH值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于弱酸的pKa值時(shí),弱酸主要以分子形式存在;對弱堿,情況相反。分析弱酸樣品時(shí),通常在流動(dòng)相中加入少量弱酸,常用50mmol/L磷酸鹽緩沖液和1%醋酸溶液;分析弱堿樣品時(shí),通常在流動(dòng)相中加入少量弱堿,常用50mmol/L磷酸鹽緩沖液和30mmol/L三乙胺溶液。


2、
液相色譜儀的日常維

2.1一切分析準(zhǔn)備工作做好后,依次按順序打開穩(wěn)壓電源、高壓輸液泵、柱溫箱、檢測器,待以上各部件自檢結(jié)束后,打開連接儀器的電腦,啟動(dòng)工作軟件。

儀器分析工作結(jié)束后,關(guān)閉工作軟件,再依次按順序關(guān)閉檢測器、柱溫箱、高壓輸液泵。

2.2對流動(dòng)相的要求

液相色譜所用的流動(dòng)相一般為低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑與水或者緩沖溶液的混合物。為保證液相色譜儀器的正常使用,所有流動(dòng)相必須是色譜級的,且經(jīng)過過濾雜質(zhì)、排除氣泡后裝入干凈的流動(dòng)相貯存瓶中待用。

2.2.1流動(dòng)相的物理性能要求

對分析物要有足夠的溶解能力,以利于提高檢驗(yàn)的靈敏度;流動(dòng)相的黏度要小,以保證合適的柱降壓;流動(dòng)相的沸點(diǎn)要低,以利于制備分離時(shí)樣品的回收; ?

2.2.2流動(dòng)相的溫度

一般以硅膠為基質(zhì)的色譜柱高使用溫度不超過60℃,以低于40℃為宜。溫度過高會(huì)加速鍵合相水解和硅膠的溶解,從而使填料性質(zhì)改變,柱塌陷,降低柱效。低使用溫度不超過0℃。 ?

2.2.3流動(dòng)相的過濾

所有流動(dòng)相在使用前都必須經(jīng)過0.45μm(或0.22μm)的有機(jī)相/脂溶性和水相(水溶性)濾膜過濾,以除去雜質(zhì)微粒。 ?

2.2.4流動(dòng)相的脫氣

液相色譜所用到的流動(dòng)相必須預(yù)先脫氣,否則容易在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生氣泡,影響泵的工作, 影響基線的穩(wěn)定性。此外,溶解在流動(dòng)相中的氧還可能與樣品、流動(dòng)相反應(yīng)。溶解氧能與某些有機(jī)溶劑(如甲醛、4氫呋喃)形成有紫外吸收的絡(luò)合物,提高背景吸收,會(huì)在梯度洗脫時(shí)造成基線漂移或形成鬼峰。 ?


  液相色譜儀由高壓輸液泵、進(jìn)樣系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、色譜柱、檢測器、信號記錄系統(tǒng)等部分組成,主要利用混合物在液-固或不互溶的兩種液體之間分配比的差異,對混合物進(jìn)行先分離,而后分析鑒定的儀器。因其具有、快速、靈敏等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境化學(xué)、石油化工等行業(yè)。液相色譜儀檢測方法按分離機(jī)制的不同分為液固吸附色譜法、液液分配色譜法(正相與反相)、離子交換色譜法、離子對色譜法及分子排阻色譜法。
 
  一、液-固吸附色譜法
 
  液-固吸附色譜是以固體吸附劑作為固定相,吸附劑通常是些多孔的固體顆粒物質(zhì)(常用的吸附劑為硅膠或氧化鋁),在它們的表面存在吸附中心。液固色譜實(shí)質(zhì)是根據(jù)物質(zhì)在固定相上的吸附作用不同來進(jìn)行分離的。
 
  分離原理:當(dāng)流動(dòng)相通過固定相時(shí),吸附劑表面的活性中心就要吸附流動(dòng)相分子。同時(shí),當(dāng)試樣分子被流動(dòng)相帶入柱內(nèi),只要它們在固定相有一定程度的保留就要取代數(shù)目相當(dāng)?shù)囊驯晃降牧鲃?dòng)相溶劑分子,于是,在固定相表面發(fā)生競爭吸附。
 
  二、液-液分配色譜法
 
  按照固定相與流動(dòng)相的極性差別,可把液-液色譜法分為正相與反相色譜法兩類。
 
  (1) 正相液-液色譜法 流動(dòng)相極性小于固定相極性的液-液色譜法稱為正相液-液色譜法,簡稱正相色譜法或稱正相洗脫、正相沖洗。在作正相洗脫時(shí),主要靠組分的極性差別產(chǎn)生的溶解度差別而分離。樣品中極性小的組分先流出色譜柱,極性大的組分后出柱。這是因?yàn)闃O性小的組分在固定相中的溶解度小,容量因子小的緣故。
 
  (2) 反相液-液色譜法 流動(dòng)相極性大于固定相極性的液-液色譜法稱為反相液-液色譜法,簡稱反相色譜法或稱為反相洗脫/沖洗。在作反相洗脫時(shí),樣品中極性大的組分先流出色譜柱,極性小的組分后出柱,與正相洗脫正好相反。
 
  三、離子交換色譜法
 
  離子交換色譜法是利用離子交換原理和液相色譜技術(shù)的結(jié)合來測定溶液中陽離子和陰離子的一種分離分析方法。凡在溶液中能夠電離的物質(zhì)通常都可以用離子交換色譜法進(jìn)行分離。
 
  離子交換色譜利用被分離組分與固定相之間發(fā)生離子交換的能力差異來實(shí)現(xiàn)分離。離子交換色譜的固定相一般為離子交換樹脂,樹脂分子結(jié)構(gòu)中存在許多可以電離的活性中心,待分離組分中的離子會(huì)與這些活性中心發(fā)生離子交換,形成離子交換平衡,從而在流動(dòng)相與固定相之間形成分配,固定相的固有離子與待分離組分中的離子之間相互爭奪固定相中的離子交換中心,并隨著流動(dòng)相的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng),zui終實(shí)現(xiàn)分離。
 
  四、離子對色譜法
 
  離子對色譜法是將一種(或多種)與溶質(zhì)分子電荷相反的離子(稱為對離子或反離子)加到流動(dòng)相或固定相中,使其與溶質(zhì)離子結(jié)合形成疏水型離子對化合物,從而控制溶質(zhì)離子的保留行為。根據(jù)被測組分離子與離子對試劑離子形成中性的離子對化合物后,在非極性固定相中溶解度增大,從而使其分離效果改善。主要用于分析離子強(qiáng)度大的酸堿物質(zhì)。
 
  五、分子排阻色譜法
 
  分子排阻色譜法又稱空間排阻色譜法(SEC)是利用多孔凝膠固定相的獨(dú)特性產(chǎn)生的一種,主要根據(jù)凝膠孔隙的孔徑大小與高分子樣品分子的線團(tuán)尺寸間的相對關(guān)系而對溶質(zhì)進(jìn)行分離的分析的方法。
 
  品分子與固定相之間不存在相互作用,色譜固定相是多孔性凝膠,僅允許直徑小于孔徑的組分進(jìn)入,這些孔對于溶劑分子來說是相當(dāng)大的,以致溶劑分子可以自由的擴(kuò)散出入。樣品中的大分子不能進(jìn)入凝膠孔洞而完全被排阻,只能沿多孔凝膠粒子之間的空隙通過色譜柱,首先從柱中被流動(dòng)相洗脫出來;中等大小的分子能進(jìn)入凝膠中一些適當(dāng)?shù)目锥粗校荒苓M(jìn)入更小的微孔,在柱中受到滯留,較慢地從色譜柱洗脫出來;小分子可進(jìn)入凝膠中絕大部分孔洞,在柱中受到更強(qiáng)的滯留,會(huì)更慢的被洗脫出;溶解樣品的溶劑分子,其分子量zui小,可進(jìn)入凝膠的所有孔洞,zui后從柱中流出,從而實(shí)現(xiàn)具有不同分子大小樣品的完全分離。


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