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【色谱知识】液相色谱柱安装、启用和维护中的重点注意事项

春意盎然,樱花飞舞的季节,

正是 恋爱(误)

学习的好时节,学习的好时节!

接下来的一段时间本公众号将和大家一起学习液相色谱柱使用常见问题和疑难解析,将从安装启用和维护中重点注意事项、基线漂移问题、柱压问题、峰型问题、 保留时间问题、寿命问题等各个方面分别介绍。

色谱柱既是液相色谱仪的最核心部件,价格相对昂贵,请牢记它是高档仪器中的高档部件,给它以足够的尊重和关怀。今天,我们先从 液相色谱柱安装、启用和维护中的重点注意事项说起——


01

柱头类型和不锈钢毛细管接头的匹配

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色谱柱是消耗品,不是仪器原配的情况很多。上图表明柱连接的6种不同方式(数字单位是英寸),如果柱头和不锈钢毛细管接头不匹配,将会产生漏液或者死体积过大的现象。接头比柱头深度长,不易拧紧而漏液;接头比柱头深度短,柱头内留有空隙而产生死体积,使谱带展宽和峰拖尾。


02

溶剂的匹配转换

色谱柱内保存溶剂和仪器系统内存留溶剂,如果和流动相不匹配,使用前需进行转换。

  • 特别是流动相含缓冲盐时,如保存溶剂是纯有机相或有机相比例高,直接将新柱接入使用,会导致缓冲盐在柱内结晶析出,最严重会将新柱永久不可逆地损坏。

  • 正相柱保存溶剂一般为正己烷,如果要转换成HILIC柱模式使用,由于正己烷和甲醇乙腈的互溶性不好,转换中间需用二氯甲烷或乙酸乙酯过渡。

03

新柱使用前的平衡和老化

厂家出厂检验时一般都已进行过平衡,但色谱柱到最终用户手里时间不一,正式测定前最好对色谱柱进行再次平衡。

最好的平衡兼老化一起进行的方法是运行几次完整的分析程序(包括进样),直到观察到峰形、保留时间和峰面积稳定为止。

所谓“老化”是借用了气相的术语,目的是达到分析物在色谱柱以及整个液相系统流路中的吸附饱和。对某些特定的待测物,如分子量大于1000的,因扩散速度慢,老化时间相应要长,可采取大浓度进样或在同一个洗脱周期内连续进样多针的方式加快老化。

04

注意pH使用范围

一般认为硅胶基质柱子的pH使用范围是2-8,这是很粗略的。

  • 硅胶类型、使用温度、硅胶表面所键合的固定相类型以及缓冲盐的不同,对此均有影响。

  • 硅胶比孔容小、键合密度大的填料pH耐受范围要大一些。

  • 磷酸盐缓冲盐渗透力强,有加快硅胶溶解的副作用,它的存在会降低pH使用范围。

  • 有机杂化硅胶以及硅胶表面涂覆杂化层的硅胶填料,有机质的存在使pH使用范围能到12以上。

05

色谱柱的保存

  • 短期保存(隔夜或隔周末)用所用的流动相(不含缓冲盐)保存为佳,以尽量减少下次使用的平衡时间。

  • 一般只建议在长期保存反相柱的时候用纯甲醇或乙腈,一方面纯有机相保存有最大限度减少键合相水解的作用,但纯甲醇(乙腈)又会将已水解而暂时吸附在柱内的键合相洗脱出去,使固定相流失进程加快,寿命缩短。

  • 纯有机相保存还有易挥发使柱床变干的缺点,使用80%左右有机相保存也属好的选择,且足以避免长菌。

  • CN基柱在有机极性溶剂中柱床不稳定(会导致柱床结构坍塌),适合在水相中低温保存。且低温保存要确保不发生固定相冻结而损坏柱床。

  • 离子交换柱和水性SEC柱等适合保存在水溶液中的色谱柱,可加0.05%叠氮化钠溶液防止长菌。

  • 正相柱,无论是短期还是长期,都推荐保存在所用流动相中。

  • 长期保存时,强烈建议在柱身上贴标签标明保存溶剂。

06

漂移问题的原因和处理办法

漂移问题主要包括基线漂移和保留时间漂移。

基线漂移一般说来,机器刚起动时,基线容易漂移,大概要半个小时的平衡时间,如果你用了缓冲溶液或缓冲盐,还有就是在低波长下(220nm)平衡时间相对会比较长。但如果你在实验过程中发现基线漂移,则你要考虑下面的原因:

  1. 柱温波动。解决方法:控制好柱子和流动相的温度,检查是否有打开的窗户或空调对着柱温箱。

  2. 流通池被污染或有气体。解决方法:用甲醇或其他强极性溶剂冲洗流通池(最好断开柱子)。如有需要,可以用1N的硝酸(不要用盐酸)。

  3. 紫外灯能量不足。解决方法:更换新的紫外灯

  4. 流动相污染、变质或由低品质溶剂配成。解决方法:检查流动相的组成,使用高品质的化学试剂及HPLC级的溶剂。

  5. 样品中有强保留的物质以馒头峰样被洗脱出,从而表现出一个逐步升高的基线。解决方法:使用保护柱,如有必要,在进样之间。在分析过程中,定期用强溶剂冲洗柱子。

  6. 检测器没有设定在最大吸收波长处。解决方法:将波长调整至最大吸收波长处

  7. 流动相的PH值没有调节好。解决方法:加适量的酸或碱调至最佳PH值

保留时间漂移:

保留时间漂移保留时间重现是液相性能好坏的一个重要标志,同一种东西,两次的保留时间相差不要超过15s,超过了半分钟可看做保留时间漂移,就无法进行定性,你要考虑以下原因: 

  1. 温控不当。解决方法:调好柱温,检查是否有打开的窗户或空调对着柱温箱。

  2. 流动相比例变化。解决方法:检查四元泵的比例阀是否有故障

  3. 色谱柱没有平衡。解决方法:在每一次运行之前给予足够的时间平衡色谱柱

  4. 流速变化。解决方法:重新设定流速

  5. 泵中有气泡。解决方法:从泵中除去气泡