在实验过程中经常遇到的情况:
新的色谱柱,直接上分析条件来分析样品,发现分离情况不稳定。
新的色谱柱,使用中发现压力突然升高。
新的色谱柱,发现分离度、保留时间发生了变化。
色谱柱使用不频繁,一开始分析样品效果比较好,但是,在使用过程中发现柱效下降快、峰形异常的情况。
色谱峰形异常,基线不稳。
当发生以上情况,请仔细检查,是否有某个操作疏忽了?
1)测试柱性能
通常情况下,我们建议用户在拿到色谱柱后,第一件事情就是在一台性能完好的仪器系统上,按照厂家说明书对色谱柱进行柱效测试。其实,对于一个合格的色谱分析工作者来说,拿到一根新色谱柱,要开始一个课题之前,都会这样做,目的有二:一、了解色谱柱之前的情况并判断色谱柱是否正常。二、将检测结果小心保存,当实验过程中发现异常时,在检测柱效进行对比,来进一步排查原因。
2)当反相使用高浓度缓冲盐时,注意过渡
在使用高浓度的盐或缓冲液作洗脱剂时,一定要注意应先用10%左右的低浓度的有机相洗脱剂过渡一下,否则缓冲液中的盐在高浓度的有机相中很容易析出,造成系统堵塞。另外,在发现系统压力升高异常时,要仔细检查,段段排除包括保护柱、混合器、管路或者流通池等。色谱柱的维护和保养
3)当更换色谱柱时,原来的实验情况发生变化
首先,如果之前开发方法时色谱柱已经做过别的样品,那么之前的样品或使用的流动相对这个样品分析可能有干扰,只能重新找条件。建议:开发方法时使用新的色谱柱。(其次,如果是更换了品牌发生这样的情况,可能是由于不同品牌的键合技术不同,造成了选择性的细微差异 ,需要调整条件,并再次确定出峰顺序(有些样品的洗脱顺序会改变)。
再次,如果是更换了同品牌型号的新的色谱柱发生这种情况,请检查之前分离时目标与杂质的分离度是否符合要求(Rs大于1.5),如果一开始只是勉强分开(Rs小于1.5),那只能说明方法没有优化好,需要再次进行优化。色谱柱的维护和保养
4)样品及前处理
样品要尽可能清洁,可选用样品过滤器或样品预处理柱(SPE)对样品进行预处理;若样品不便处理,要使用保护柱。流动相中所使用的各种有机溶剂要使用色谱纯,配流动相的水可以是超纯水或双蒸水。如果将所配得流动相再经过0.45μm的滤膜过滤一次则更好,尤其是含盐的流动相。另外,装流动相的容器和色谱系统中的在线过滤器等装置应该定期清洗或更换。
5)色谱柱基线问题
通常情况,基线问题是由于系统或者流动相引起的,和色谱柱关系不大。
可能导致的原因:
(1)泵头进气泡
(2)系统污染
(3)流通池漏液
(4)流动相使用的某成分易挥发不稳定(检测波长不合适)
(5)检测波长低,水的质量不好等等。
6)色谱柱冲洗保养
当使用了缓冲液或含盐的流动相,实验完成后应用10%的甲醇水溶液冲洗30分钟,洗掉色谱柱中的盐,再用甲醇冲洗30分钟。注意:不能用纯水冲洗柱子,应该在水中加入至少10%的甲醇,防止将填料冲塌陷。还有就是绝对不能在这个工作上面打折扣,否则,一些保留强的杂质没有洗脱下来,只能是给后面的工作带来更大的麻烦。如色谱柱要长时间保存,可以储存于纯甲醇或乙腈中,并将购买新色谱柱时附送的堵头堵上。储存的温度可以是室温。
1、反相柱
分别用甲醇:水=90:10,纯甲醇(HPLC级),异丙醇(HPLC级),二氯甲烷(HPLC级)等溶剂作为流动相,依次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的色谱柱体积.然后再以相反的次序冲洗。
2、正相柱
分别用正己烷(HPLC级),异丙醇(HPLC级),二氯甲烷(HPLC级),甲醇(HPLC级)等溶剂做流动相,顺次冲洗,每种流动相流经色谱柱不少于20倍的柱体积(异丙醇粘度大,可降低流速,避免压力过高).注意使用溶剂的次序不要颠倒,用甲醇冲洗完后,再以相反的次序冲洗至正己烷,所有的流动相必须严格脱水。
3、离子交换柱
长时间在缓冲溶液中使用和进样,将导致色谱柱离子交换能力下降,用稀酸缓冲溶液冲洗可以使阳离子柱再生,反之,用稀碱缓冲溶液冲洗可以使阴离子柱再生。
另外,还可以选择能溶解柱内污染物的溶剂为流动相做正方向和反方向冲洗。但再生后的色谱柱柱效是不可能恢复到新柱的水平的.如果柱子装反了,可以调回来,但可能会造成柱内担体塌陷.在不得已的情况下尽量不要反装色谱柱。
通常影响色谱柱使用寿命的主要因素有以下几点。
①色谱柱破损
石英毛细管柱的聚酰亚胺层,如有少许破损就很难再保护脆弱的石英毛细管。当柱箱连续地加热和冷却、柱箱风扇的震动和柱架等都会对毛细管造成应力,最终在色谱柱有弱点处破裂。大内径柱更容易破裂,也就是说,在操作0.45~0.53mm内径柱时,要比0.18~0.32mm内径柱更要小心。
如果已经断裂的色谱柱,仍在高温下连续运行或是作多阶温度程序运行,很可能损坏色谱柱,因破裂的后半段暴露在高温的氧气中,这样会很快地破坏固定相;而断裂的前半段,由于有载气流过,氧的影响会小些。如断裂的色谱柱没有再加热或只暴露在高温或空气中很短时间,断裂的后半部分不会受到明显损坏,可考虑作为它用。
②热损伤
超过色谱柱温度上限,会造成色谱柱固定相和管表面加速损坏,色谱柱的过量流失会使活性组分拖尾,降低柱效。一般热损坏是一个很慢的过程,但有氧存在时,会大大加速热损坏。另外在有漏气情况下,色谱柱过热也会加速损坏或永久性损坏色谱柱。
③氧损伤
氧是毛细管柱的大敌,在接近室温下,不会对色谱柱有太大损害,柱温升高时会严重损坏色谱柱。对于极性固定相,即使温度和氧浓度很低时,也会发生严重损坏。虽然,短时间地暴露在空气中,如注射空气或更换隔垫不会有太大问题,但也应避免。
在气路上有漏气的地方(如气路、接头和进样器),往往是进入氧气的源头,当色谱柱加热时,就会很快地损坏固定相,会过早地引起固定液的过度流失,至使活性化合物有拖尾,降低柱效。在不太严重的情况下,色谱柱还会有一定的分离功能,但柱效已经下降。在严重的情况下,色谱柱就会完全失效。
④化学损伤
有少数化合物会使固定相遭到破坏。不挥发性化合物,进入色谱柱常常会降低色谱柱的性能,但是不会破坏固定相,有条件时这些沉积的残留物可以用溶剂冲洗而除去,能恢复色谱柱的性能。
要避免进入色谱柱的主要化合物是无机和矿物碱和酸,这些矿物碱和酸不会挥发,通常积累在色谱柱的前端,如果使其停留在那里就会破坏固定相,使色谱柱过早的大量流失,使活性化合物拖尾,以及使柱效下降,其征兆和热损坏及氧损坏类似。
由于化学损坏多发生在色谱柱的前端,所以可把色谱柱的前端切掉0.5~1m,在比较严重的情况下,可以截去5m或更长的一段。如果使用保护柱就会减小色谱柱被损害的长度,但是需要经常处理或更换保护柱。酸或碱还常常会破坏石英管内的去活表面,因而会引起活性化合物的峰形变坏。
⑤污染
气相色谱中,毛细管色谱柱被污染是很普遍的问题,不幸的是,它和各种各样常见的故障相似,常常被错误的判断为其它的故障,虽然被污染了的色谱柱并没有损坏,但已失去效能。通常有两种基本类型的污染物,不挥发性污染物和半挥发性污染物。不挥发性污染残留物不能从色谱柱里洗脱出来,而是累计在色谱柱里,这样它就成为涂渍了残留物的色谱柱,因而影响溶质的分配。而且残留物还会和活性化合物相互作用,甚至造成峰的拖尾,减少峰面积。
活性溶质是指那些含有羟基或氨基(一些硫醇基)及醛的物质;半挥发性污染物最后会洗脱出去,但需要几个小时或几天时间,半挥发性污染物和不挥发性残留物一样,他们也会引起峰形变坏和峰面积减小。此外,还常常引起基线不稳定(漂移、噪音增加)或出鬼峰等。
污染物的来源有许多,其中进样是最主要的来源。生物液体和组织、土壤、废水、地下水和类似的含有大量半挥发的和不挥发物质的基体,甚至使用净化方法,样品也会含有少许这些物质并带到注射样品中,几次到几百次进样就会造成残留物的积累故障。柱上进样、不分流进样和大口径柱直接进样等进样方法常常会造成上述色谱柱的严重污染。
污染物还会来源于气体管路、净化器、密封垫、隔垫的碎屑或其他与样品可能接触的物质,如样品瓶、溶剂、注射器、移液管等,这些类型的污染物可能会突然性的引起故障。