色谱柱如何选择?看完你就懂了!
现在市场上色谱柱种类繁多,不同类型的色谱柱分离对象不同,因此,必须学会精准选择液相色谱柱,在选择色谱柱之前一定的认识和了解色谱柱的一些基本知识。今天,小析姐就从分离模式选择、样品信息、色谱柱参数等方面与大家聊一聊如何精准选择液相色谱柱。
液相色谱柱种类繁多,在精准选择液相色谱柱之前,首先必须选择HPLC的分离模式,根据使用的固定相和流动相的组合不同,可以得到下列各种各样的分离模式。
了解待检样品的结构、分子量、溶解性、离子化、极性、pH值等物理化学性质,再参照下图选择适合的分离模式和精准的液相色谱柱固定相:
色谱柱性能影响因素有很多,例如,硅胶纯度、色谱柱尺寸、颗粒形状、粒径、表面积、孔径,化学性质包括键合类型、碳覆盖率、封端,下面依次介绍各参数对色谱柱性能的影响,并根据以上参数精准地选择液相色谱柱。
硅胶纯度对强极性化合物的分离最为重要,残留金属离子浓度、硅胶的杂质会影响化合物的峰形,硅胶表面的金属含量高会影响碱性化合物的峰形,易发生拖尾。
增加色谱柱长度,可以在一定程度上提高柱效,但也会升高压力和导致峰展宽;含量测定、溶出检测等对于分离的要求较低,可选用较短的色谱柱,减少运行时间。内径大,提高载样量,但也会增加横向扩散,同样会导致峰展宽。内径小的色谱柱灵敏度较高,峰型更窄,但是载样量较小。如果载样量满足要求,需要更高更尖锐的峰提高灵敏度,可以选择更小内径,但压力较大,对系统要求较高。
大内径(3-21.2mm)载样量高、耐污染、寿命长。
粒径球形颗粒柱效高、重现性好、柱床结构均匀,不规则形柱床结构不均匀、流动相线速度不均匀,容易谱带展宽;当使用粘度较大流动相时,球形颗粒可降低柱压,延长色谱柱寿命。
相同键合基团键合技术选择性相同;全多孔填料更为常见,键合相种类更多;核壳型填料可以在较大的粒径下得到更高柱效,从而降低使用压力。
粒径指柱填料颗粒直径的大小,实际上色谱柱上所标的粒径是一个平均值,通常1.5-10μm。粒径小的色谱柱分离度较好,但色谱柱压力更大,如果5μm粒径的色谱柱分离度稍有不足,则同型号3μm色谱柱的分离度一般会提供令人满意的选择性。
表面积是指颗粒外表面与内部孔面积的总和,以m2/g表示,高表面积对于多组分样品的分离具有较强的保留能力、柱容量和分离度;表面积低的柱填料能迅速达到平衡状态,对于梯度洗脱尤为重要。
孔径是指填料颗粒的孔或腔的平均尺寸,范围是120~300Å,多孔色谱填料与目标物的作用绝大部分(>95%)是发生在填料颗粒的内部,即孔内的,所以孔对于色谱填料也是最重要的参数之一,一款填料孔径大小(Pore Size)和孔径分布(Pore Size Distribution),在绝大多数的色谱分离纯化中,起到关键性作用。
大孔径的填料颗粒可以延长大分子溶质在填料表面的滞留时间,达到充分分离,改善峰形,所以大孔径填料适合分离大分子化合物或者水动力体积较大的分子;较小孔径提供较高的表面积,可用于较大的载荷量,并保留小的有机化合物,可用于小分子有机物到聚合物的分离。
样品分子直径小于平均孔径才能进入微粒内部,所选色谱柱孔径至少是样品流体学直径的4倍,一般根据样品的分子量选择适合的孔径。
分子量>2000,选择孔径300Å,300Å全多孔色谱柱可用于分离蛋白质和多肽。
载碳量越高,固定相传质效应增加,高载碳量,有利于不易保留化合物的分离,水解稳定性好,重现性好;低载碳量,有利于分析有一定保留的化合物,降低溶剂损耗、减少运行时间。
硅胶键合相填料中有部分未封端的残留硅羟基,封端可以减轻待测组分与硅胶表面残留的酸性硅羟基反应,改善保留和峰形,这对于碱性化合物尤其重要。而不同的封端技术也会直接影响色谱柱的效能。
小析姐在后续也会继续分享液相色谱中关于流动相(种类、比例、模式)和仪器参数(分离模块、检测模块)的相关知识。
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