色谱柱是一种内有固定相用于分离混合物的柱管，多为金属或玻璃制作，有直管形、盘管形、U形管等形状，被广泛用于多个领域中。今天小编主要来介绍一些色谱柱的应用和构造，希望可以帮助用户更好的应用产品。
色谱柱的应用：
谱柱的分离效果取决于所选择的固定相，以及色谱柱的制备和操作条件。
色谱是一种分离分析手段，分离是核心，因此担负分离作用的色谱柱是色谱系统的心脏。对色谱柱的要求是柱效高、选择性好，分析速度快等。市售的用于Hplc的各种微粒填料如多孔硅胶以及以硅胶为基质的键合相、氧化铝、有机聚合物微球(包括离子交换树脂)、多孔碳等，其粒度一般为3,5,7,10μm等，柱效理论值可达5~16万/米。对于一般的分析只需5000塔板数的柱效;对于同系物分析，只要500即可;对于较难分离物质对则可采用高达2万的柱子，因此一般10~30cm左右的柱长就能满足复杂混合物分析的需要。
柱效受柱内外因素影响，为使色谱柱达到较佳效率，除柱外死体积要小外，还要有合理的柱结构(尽可能减少填充床以外的死体积)及装填技术。即使可以的装填技术，在柱中心部位和沿管壁部位的填充情况总是不一样的，靠近管壁的部位比较疏松，易产生沟流，流速较快，影响冲洗剂的流形，使谱带加宽，这就是管壁效应。这种管壁区大约是从管壁向内算起30倍粒径的厚度。在一般的液相色谱系统中，柱外效应对柱效的影响远远大于管壁效应。
1、流动相
在以水溶液为流动相时,水溶液中的微生物例如细菌容易生长,当用水溶液或有机酸缓冲液保护柱子时,一些霉菌可能在色谱柱中滋生,堵塞固定相颗粒间的空隙。由于湿法填充技术的问世,目前普遍使用的色谱柱填料直径一般都小于10um,流动相中的颗粒杂质很容易先沉积在柱头然后慢慢堵塞柱子。流动相的pH值对色谱柱也有影响,特别是对化学键合硅胶填料,水溶液的pH最适范围在2~7.5之间,当pH>8时,硅胶会释出生成絮状物堵塞柱子,且难以复原,柱效很快降低,甚至完全失效。当在缓冲液中加入有机溶剂例如甲醇或乙腈时,盐类的溶解度下降,会析出盐沉淀,堵塞柱子。同时流动相中的有机溶剂和盐会腐蚀色谱柱头的筛板,产生柱头凹陷。流动相的极性对柱子也有一定影响,对于硅胶柱,甲醇、水、冰乙酸等极性较大物质会破坏填料,反之,对于化学键合硅胶,极性小的物质如正丁醇、二氯甲烷等也起同样的作用。碱性溶液会破坏阳离子交换树脂色谱柱,而酸性溶液容易损坏阴离子交换树脂柱。
2、样品和固定相
如果有少量或微量的样品不能够溶解在流动相中,在通过固定相会堵塞柱子。样品中的颗粒杂质也会堵塞柱子。样品组分例如糖、蛋白质等通过柱子时会产生不可逆吸附,这样固定相的活性点被覆盖。样品组分还会与固定相产生反应,尤其是对于氨基柱的影响较为严重,因为氨基易与酐、酮形成希夫(Schiff)缩合而减少活性点,使保留时间缩短。色谱柱键合相基团脱落、固定相分解和活性基团变性以及会影响柱效和保留时间的显著改变。大多数键合相都是通过硅氧硅键(Si-O-Si)连接在硅基质上,形成带有有机基团的固定相Si-O-Si-R(R为CnH2n+1),硅氧硅键可能在水溶液中水解而断裂,使键合基团脱落。
柱填料的物理性能对填料色谱行为有重要影响。
填料主要的物理性能包括如下：颗粒度、孔径、孔体积、键合相化学、含碳量及烷基化处理。
(1)颗粒度是指柱填料的颗粒直径的大小。实际上色谱柱上所标的粒径是一个平均值。
如粒径“5μm”并不是柱中填料所有的颗粒直径都是5μm，实际上有一个颗粒分布度。这种分布度对柱反压及柱效有重要作用。
一般来说，平均颗粒度越小，颗粒分布度越小，色谱柱效越高，反压亦越高。目前C18柱填料粒径在4～10μm之间。
(2)孔径是指填料颗粒间的孔间隙。一般所说的孔径是指填料的平均孔径。
球形填料装柱后平均孔径分布比较窄，柱床结构均匀，柱效高，重现性好；无定形填料平均孔径分布较宽，柱床结构不均匀，流动相线性速度不均匀，谱带扩宽。
平均孔径的大小对分离大分子化合物有较大的影响，在分离含有较大分子的样品时可能会有分子排阻效应，或产生吸附效应从而影响定量的回收率及准确度。
因而在用反相色谱分离诸如蛋白或多肽样品时应考虑选用大孔径(如30 nm)的反相柱填料。
孔体积作为硅胶多孔性的参数，在分离分析较大分子化合物时可作参考，选用较大孔体积的反相柱填料。
(3)化学键合相填料在高效液相色谱法中占有极重要的地位。它可以键合极性较大的有机基团，采用极性较小的溶剂作流动相。
亦可键合极性较小的有机基团，选用极性较大的溶剂作流动相。C18色谱柱是以硅烷化键合型(Si-O-Si-C)存在的，这类键合反应目前应用较为普遍。
如以十八烷基三氯硅烷与全多孔型硅胶M-Porasil-C18反应生成烷基化学键合相，商品名为M-Bondapak-C18
(4)碳含量即填料中的含碳量。传统的测量技术是将填料加热到碳氢键断裂，然后通过测定损失的重量或形成的二氧化碳来计算碳含量。
可以通过增加碳键的长度或增加键合密度来增加碳含量。碳含量增加，柱子的保留值增加。
键合相的色谱行为与键合密度有关，也与硅胶的密度及填料的表面积有关，填料的密度越高，填柱所需的硅胶量越多，柱子的含碳量也越高。
如果用2种不同密度相同碳含量的填料填充柱子，其保留行为将明显不同。因此，单独以碳含量来预测色谱行为是不够的。
(5)C18硅烷化试剂是一个大于2 nm大分子，因此会与已键合在相邻的硅醇基上的C18硅烷化试剂产生严重的立体位阻。
其结果导致在硅胶表面有大量的残留硅醇基没有与硅烷化试剂反应，这些极性的硅醇基在一定色谱条件下会与碱性化合物相互作用引起峰形拖尾，从而可影响定量分析结果。
这些问题在一定程度上可以通过烷基化处理加以克服。烷基化处理是在键合相上完成的独立反应，以减少在硅胶表面的硅醇基。
烷基化处理采用小分子(如三甲硅烷)的试剂，其空间位阻远小于C18基团。大多数固定相仅有30%可覆盖的键合位置。
据报道，通过某些极活跃的化学试剂及特殊的反应条件，最高的覆盖量可达50%。
很好地了解硅胶键合相的物理特性将有助于在高效液相色谱的反应中选择合适的色谱柱。
表面上看C18柱虽然化学官能团相同，而实际上不同品牌的C18柱性能可能有很大差别，从而产生不同的分离结果。
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