色譜柱的性能
與液相色譜柱的性能相關(guān)的因素很多,基質(zhì)(matrix)或者說擔(dān)體、載體的化學(xué)性質(zhì)、鍵合相(固定液)的化學(xué)性質(zhì)、填料形狀大小粒度分布、碳量和鍵合度等等。
色譜柱填料可以由基質(zhì)直接構(gòu)成,如硅膠、氧化鋁、高交聯(lián)度的苯乙烯-二乙烯苯或者甲基丙烯酸酯等等;也可以在這些基質(zhì)的基礎(chǔ)上涂布或化學(xué)鍵合固定液來構(gòu)成,如:較為經(jīng)典的各種ODS柱、氨基柱、氰基柱等。
一、基質(zhì)的特點:
1、 硅膠
硅膠是陶瓷性質(zhì)的無機物基質(zhì),剛性大,不易變形。化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定,但對于水溶液尤其堿性水溶液仍然是不穩(wěn)定的,即使表面經(jīng)過良好的化學(xué)鍵合,覆蓋了固定液,還是要注意水、堿性溶液、酸性溶液對硅膠的溶解作用,基質(zhì)或者說是柱床(packed bed)溶解對色譜柱的影響是致命的。以硅膠為基質(zhì)的填料構(gòu)成了目前絕大多數(shù)的色譜柱填料。純硅膠填料適宜分離溶于有機溶劑的極性、弱極性的非強離解型的化合物,硅膠也可以做凝膠色譜但柱效較低。硅膠基質(zhì)鍵合固定相的高壓液相填料,有其他填料無法比擬的高分離效能。
2、 二氧化鋁
二氧化鋁和硅膠相似,但對水溶液、酸性堿性水溶液溶液更加不穩(wěn)定。所以,極少用作鍵合固定相的基質(zhì),也是適宜分離溶于有機溶劑的極性、弱極性的非強離解型的化合物,尤其是分離芳香族碳氫化合物。酸性易離解的化合物容易在二氧化鋁上形成死吸附。另外,氧化鋁分離幾何異構(gòu)體能力優(yōu)于硅膠。
3、 聚合物填料
聚合物基質(zhì)受壓會變形,壓力限度低但pH使用范圍寬。苯乙烯-二乙烯苯基質(zhì)疏水性強,使用任何流動相,在整個pH范圍內(nèi)穩(wěn)定,可以用強酸、強堿來清洗色譜柱。甲基丙烯酸酯基質(zhì)比苯乙烯-二乙烯苯疏水性更強,但可以通過適當(dāng)?shù)墓δ芑揎椬兂捎H水性的。由于不耐壓、有溶脹性,所以聚合物填料適宜用于大分子像蛋白質(zhì)或合成的高聚物,另外還可以制成分子排阻、離子交換柱。近年發(fā)展迅速的大孔樹脂,實際上主體就是苯乙烯-二乙烯苯聚合物或類似的合成高聚物。
由于硅膠基質(zhì)的絕對地位,以下主要以硅膠為例。
二、形狀大小粒度分布
基質(zhì)要成為填料,首先要制成合適的形狀和大小。硅膠形狀有:薄殼型、無定形全多孔、球形全多孔,另外還有先做成微珠再堆積成球形全多孔的。通常只說不定形、球形。無定形全多孔的填料容易制備、價格低、粒度分布較均勻,但渦流擴散大,滲透性差,比較難填裝出穩(wěn)定的柱床,一般用來做制備柱。球形全多孔填料渦流擴散小,滲透性好;如果是硅膠先做成珠子再堆積而成的話,具有傳質(zhì)阻抗小、載樣量大的優(yōu)點,柱效也更高。球形填料外形對稱,比較容易填出穩(wěn)定的柱床。填料的大小一般不能直接測量,因為填料粒度有一定分布范圍,一般給出的大小只是用一定方法測得的表觀大小。填料大小與柱效、柱壓的關(guān)系為:柱效與填料大小成反比,柱壓與填料大小的二次方成正比。所以,快速分析柱使用3微米粒度的填料、一般做成5厘米長,就是為了降低柱壓;需要注意到降低粒度所得到的柱效增加跟不上柱壓的增加快。
色譜柱的安裝:
?。?)拆開柱包裝盒,確認(rèn)色譜柱的類型、 尺寸、出廠日期以及柱內(nèi)貯存的溶劑。
(2)擰下柱兩端接頭的密封堵頭放回包裝盒供備用。
?。?)按柱管上標(biāo)示的流動相流向,將色譜柱的入口端通過連接管與進樣閥出口相連接(如條件允許,建議在柱前使用保護柱);柱的出口與檢測器連接。連接管是外徑為1.57mm、內(nèi)徑為0.1-0.3mm的不銹鋼管。連接管的兩端均有空心螺釘及密封用壓環(huán)。在接管時一定要設(shè)法降低柱外死體積。連接管通過空心螺釘、壓環(huán)后盡量用力插到底,然后順時針擰緊空心螺釘,直到擰不動為止,再用扳手繼續(xù)順時針擰1/4-1/2圈,切記不要用力過大。如色譜柱通過流動相加壓后有漏液現(xiàn)象,請用扳手繼續(xù)順時針擰1/4圈,直至不漏液為止。
色譜柱的儲存:
1.防止緩沖溶液和水溶液流動相產(chǎn)生微生物,做到流動相用多少配多少,或在水流動相中加200ppm的疊氮鈉以抑制細菌成長(一定當(dāng)心其毒性和潛在的爆炸性);或在流動相中加20%的有機改性劑,也可抑制微生物生長,有機改性劑還有助于流動相脫氣。
2.盡可能將色譜柱貯存于100%有機溶劑(乙晴比較好)中,避免在緩沖溶液中保存。
3.使用緩沖溶液后的色譜柱,應(yīng)用15~20倍柱體積的不含緩沖劑的同種水—有機溶劑流動相沖洗色譜柱,后換成100%有機溶劑儲存。
4.避免用純凈水沖洗鍵合致密的C18柱。
5.將色譜柱的兩端用堵頭擰好,以免柱床填料干裂。