色谱柱应该怎么用？正解在这里！

赵桂芝 0 2021-11-13

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色谱柱

色谱柱是液相色谱分析中经典的耗材，如何正确使用色谱柱，延长色谱柱的使用寿命？拿到新的色谱柱我们应该干什么？还不知道的就跟小析姐一起来看看吧。

在内容正式开始之前，我们先了解一下液相色谱柱的基本结构，色谱柱由接头、螺帽、柱管、填料、垫圈及过滤片等组成。

色谱柱安装、启用和维护

1、柱头类型和不锈钢毛细管接头的匹配

色谱柱是消耗品，不是仪器原配的情况很多。如果接头和柱头深度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。

2、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。

3、正确使用缓冲盐

缓冲盐通常易溶于水，难溶于有机溶剂，因此缓冲盐使用不当会使其析出，堵塞填料基质上的微孔和颗粒间的空隙，使填料板结，柱压上升；同时阻碍了基质上键合的碳链自由舒展，使色谱柱的保留能力下降，柱效降低。缓冲盐析出后，去除非常困难，因此，正确的使用缓冲盐对延长色谱柱使用寿命非常重要。

正确使用缓冲盐的目的是防止缓冲盐析出，因此正确使用缓冲盐的方法可归结为一句话：使用前要过滤，使用后要冲洗。

具体方法如下：

1、等度条件：使用缓冲盐前和使用后需用过渡流动相以1.0mL/min流速冲洗10个柱体积；使用后去除缓冲盐的另一个方法是用过渡流动相以0.2mL/min流速冲洗色谱柱过夜。

2、梯度条件：用含有缓冲盐的流动相跑梯度之前，用与初始流动相组成相同的过渡流动相以1.0mL/min流速冲洗10个柱体积。含缓冲盐流动相的梯度设定应尽量平缓，以避免梯度过程中缓冲盐析出。注意：过渡流动相是指有机相和水相的组成与分析流动相相同，区别只是过渡流动相不含缓冲盐。

3、缓冲盐析出的补救方法：

1）方案1：用甲醇/水=20/80以1.0mL/min流速35摄氏度条件下反向冲洗色谱柱120min；

2）方案2：用甲醇/水=20/80以0.2mL/min流速反向冲洗色谱柱过夜。

4、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时间不一，用户正式测定前最好对色谱柱再次平衡。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。

5、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，有些选用高品质硅胶，加上高密度键合和双封尾，或特殊工艺使pH耐受范围最大提高到10。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。拿到柱子第一时间阅读说明书，确认色谱柱内的封存液，有条件可以依照COA报告做柱效测试。

6、色谱柱保存

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。强烈建议在柱身上贴标签标明保存溶剂。

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。

色谱柱寿命的两个主要影响因素是样品中的杂质和颗粒,如果我们能够在进样前去除样品中的杂质和颗粒,色谱柱的寿命一定会延长。前处理的方法包括固相萃取(SPE),液液萃取和其他的过滤方法。简单地说,如果在样品进入色谱柱前能大量减少其中的污染物,色谱柱的寿命一定会延长,同时我们也必须考虑花在前处理的时间和费用是否合理。

7、对样品进行前处理

不管有没有使用前处理,建议所有的样品在进样前经过过滤或是离心处理。当样品经过滤膜可以滤除颗粒从而减少堵塞色谱柱的筛板,滤膜的孔隙大小必须小于色谱柱的筛板孔径大小。最通用的0.45 μm的滤膜基本可以用在除了亚2 μm颗粒以外所有的色谱柱;对于亚2 μm颗粒的色谱柱,一般使用0.2 μm大小孔隙的滤膜。

8、使用保护柱

保护柱可以简单的说是装在色谱柱前面的一支短的色谱柱。一般是1-2 cm长,装的填料和使用的色谱柱填料相匹配,而使用的筛板孔径不会比色谱柱中使用的筛板孔径大。保护柱有两种功能:(1)可以阻挡可能堵塞色谱柱的颗粒;(2)因为保护柱和色谱柱填料相匹配,任何可能和色谱柱填料产生不可逆作用而不出峰的化学杂质,会被保护柱先行捕获。

9、使用在线过滤器

在线过滤器的功能就如同使用滤膜一样,但是不需要任何额外的工作。使用离心机处理样品后,还是有可能会有少许的颗粒进入仪器,而位在色谱柱前面的在线滤器就可以将残留颗粒拦截下来。

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，想了解更多关于色谱柱使用的知识，可以关注11月18日举办【液相色谱柱使用、维护与应用专题】，直播间还有大额红包与精美礼品相送！

责任编辑：展源

审　　核：何发

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