在液相色谱分离系统中,色谱填料选择的正确与否会直接影响到专业的液相色谱柱分离物质效果的好坏。由于液相色谱填料具有相当宽的选择范围,所以我们在购买液相色谱柱之前有必要对不同液相色谱填料进行一个简单的认识和了解。
第一、正相色谱硅胶基质填料。
正相色谱柱的固定相是由硅胶和其他具有极性官能团组成的键合相填料。其物质分离特点是极性较弱组合最先被色谱柱冲洗出来。而且正相色谱所使用的流动相其极性要低于固定相,流动相通常使用正乙烷和二氯甲烷等。
第二、反相色谱硅胶基质填料。
反向色谱柱的填料是以硅胶材料为主要物质,并与极性相对较弱的官能团组成的键合相。其物质分离特点是极性较强组合最先被色谱柱冲洗出来,而极性弱的组分则会更强的保留在柱子上。反向色谱的流动相的极性相对较强,常配制有机缓冲液作为流动相。目前较为常用的反相色谱填料有C4(B)、C8(MOS)以及C18(ODS)等。
第三、聚合物填料。
这种聚合物的填料一般是由聚甲基丙酸酯或者聚苯乙烯-二乙烯基苯组成。其特点是这种色谱柱的酸碱度适用范围相对较广,且疏水性很强,但它的柱效相对于硅胶基质的填料要低一些。一般将这种大孔的基质填料用于蛋白质的分离。
第四、其他无机填料。
如石墨化碳对于酸碱度和温度没用严格的限制范围,一般可对一些几何导构体进行分离。此外还有氧化铝以及氧化锆等无机填料的应用。
总而言之,如果我们能够全面系统的了解一下液相色谱柱填料的分类及特点,那么我们在选择购买一流的色谱柱时就可以在一个相对较小的范围内顺利找到自己所需要的产品。这样我们就可以在节省选择购买时间的同时,也能快速买到令自己满意的色谱柱。
1、液相色谱柱的结构:
a、空柱由柱接头、柱管及滤片组装而成。
柱接头采用低死体积结构,柱接头是两端螺纹组件,一端是为7/16英寸外螺纹,另一端是3/16英寸的内螺纹(国内外已规范化)。7/16英寸外螺纹与1/4英寸柱管(Φ6.35mm)连接,中间放置压坏用于密封。3/16英寸的内螺纹与1/16英寸(Φ1.57mm)的连接管连接,中间也放置压环用于柱接头的密封。为了尽量减少柱外死体积,在安装色谱柱时,用Φ1.57mm连接管通过空心螺钉压环后要尽量插到底,然后再拧紧空心螺钉。压环被空心螺钉挤压变形后紧箍在连接管上(连接管通过压环后露出的管长度应严格控制在2.5mm长或其他固定尺寸)。
在两端柱接头内,柱管两端各放置一片不锈钢滤片(或滤网),用于封堵柱填料不被流动相冲出柱外而流失。空柱各组件均为316#不锈钢材质,能耐受一般的溶剂作用。但由于含氯化物的溶剂对其有一定的腐蚀性,故使用时要注意,柱及连接管内不能长时间存留此类溶剂,以避免腐蚀。
b、柱填料:
液相色谱柱的分离作用是在填料与流动相之间进行的,柱子的分类是依据填料类型而定。
正相柱:多以硅胶为柱填料。根据外型可分为无定型和球型两种,其颗粒直径在3—10?m的范围内。另一类正相填料是硅胶表面键合—CN,-NH2等官能团即所谓的键合相硅胶。
反相柱:主要是以硅胶为基质,在其表面键合十八烷基官能团(ODS)的非极性填料。也有无定型和球型之分。
常用的其他的反相填料还有键合C8、C4、C2、苯基等,其颗粒粒径在3—10?m之间。
2、色谱柱的安装:
a、拆开柱包装盒,确认色谱柱的类型、尺寸、出厂日期以及柱内贮存的溶剂。
b、拧下柱两端接头的密封堵头放回包装盒供备用。
c、按柱管上标示的流动相流向,将色谱柱的入口端通过连接管与进样阀出口相连接(如条件允许,建议在柱前使用保护柱);柱的出口与检测器连接。连接管是外径为1.57mm、内径为0.1-0.3mm的不锈钢管。连接管的两端均有空心螺钉及密封用压环。在接管时一定要设法降低柱外死体积。连接管通过空心螺钉、压环后尽量用力插到底,然后顺时针拧紧空心螺钉,直到拧不动为止,再用扳手继续顺时针拧1/4-1/2圈,切记不要用力过大。如色谱柱通过流动相加压后有漏液现象,请用扳手继续顺时针拧1/4圈,直至不漏液为止。
液相色谱柱由柱管、压帽、卡套(密封环)、筛板(滤片)、接头、螺丝(封头)与柱填料等组成。
柱管:
多用不锈钢制成,若果使用时柱压不高于70 kg/cm2时,也可采用厚壁玻璃或石英管,管内壁要求有很高的光洁度。用于柱填料的装填。
压帽:
即色谱柱两端套合于柱管端外壁的塑性圆柱帽,中部有小孔,多为聚四氟乙烯制成,用于固定筛板。
密封环:
位于接头螺旋环内壁的弹性环,多为聚四氟乙烯制成,用于色谱柱两端压帽与柱外壁的密封。
色谱柱使用前注意事项。
色谱柱在使用前,最hao进行柱的性能测试,并将结果保存起来,作为今后评价柱性能变化的参考。
在做柱性能测试时要按照色谱柱出厂报告中的条件进行(出厂测试所使用的条件是最jia条件),只有这样,测得的结果才有可比性。
但要注意:
柱性能可能由于所使用的样品、流动相、柱温等条件的差异而有所不同。
1、样品的前处理
a、最hao使用流动相溶解样品。
b、使用预处理柱除去样品中的强极性或与柱填料产生不可逆吸附的杂质。
c、使用0.45μm或0.22?m的过滤膜过滤除去微粒杂质。
2、流动相的配制
液相色谱是样品组分在柱填料与流动相之间质量交换而达到分离的目的,因此要求流动相具备以下的特点:
a、流动相对样品具有一定的溶解能力,保证样品组分不会沉淀在柱中(或长时间保留在柱中)。
b、流动相与样品不产生化学反应
c、流动相的黏度要尽量小,以便得到好的分离效果;降低柱压降,延长泵的使用寿命(可运用提高温度的方法降低流动相的黏度)。
d、流动相的物化性质要与使用的检测器相适应。如使用UV检测器,最hao使用对紫外吸收较低的溶剂配制。
e、流动相沸点不要太低,否则容易产生气泡,导致实验无法进行。
f、在流动相配制好后,一定要进行脱气。
除去溶解在流动相中的微量气体既有利于检测,还可以防止流动相中的微量氧与样品发生作用。
3、流动相流速的选择
因柱效是柱中流动相线性流速的函数,使用不同的流速可得到不同的柱效。
对于一根特定的色谱柱,要追求最jia柱效,最hao使用最jia流速。
对内径为4.6mm的色谱柱,流速一般选择1ml/min,对于内径为4.0mm柱,流速0.8ml/min为佳。
当选用最jia流速时,分析时间可能延长。
可采用改变流动相的洗涤强度的方法以缩短分析时间(如使用反相柱时,可适当增加甲醇或乙腈的含量)。
注意:
a.含水流动相最hao在实验前配制,尤其是夏天使用缓冲溶液作为流动相不要过夜。最hao加入die氮化钠,防止细菌生长。
b.流动相要求使用0.45 μm或0.22m滤膜过滤,除去微粒杂质。
c.使用HPLC级溶剂配制流动相,使用合适的流动相可延长色谱柱的使用寿命,提高柱性能。
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