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液相色谱柱选择的方法及建议 液相色谱常见问题解决方法

时间:2020-07-24    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

一、液相色谱柱选择方法|液相色谱柱选择的简单思路

1.确定分离目的确定你的应用是否要求高分离度、短分析时间、高灵敏度、长柱寿命,低的操纵本钱等等。

 2.评估分析物的化学性质评估分析物的化学性质..诸如化学结构、溶解性、稳定性等等。

 3.选择合适的色谱柱了解色谱填料的物理和化学性质。

二、液相色谱柱选择方法|液相色谱柱选择的条件

填料基质

1.硅胶基质:纯度高本钱低,强度大,化学修饰轻易,但pH值范围有限。大多硅胶基质填料在pH2-8之间稳定,但经过特殊修饰的硅胶键合相可以稳定在pH1.5-10。

2.聚合物基质:应用pH值范围宽,温度稳定(高温可以达到80度以上),机械强度小。

颗粒外形

大多现代HPLC填料都是球形颗粒,但有时是不规则的颗粒。球形颗粒提供较低的柱压、较高的柱效和稳定性以及较长的柱寿命在使用高粘度的活动相时;不规则颗粒有较大比表面积和相对低廉的价格。

颗粒粒径

粒径越小柱效越高、分离度越高,但同时会导致较高柱压降。选择1.5-3μm的填料以解决一些复杂样品,UPLC可以使用1.5μm的填料;另外10μm或更大粒径的填料用作半制备或制备柱。

含碳量

含碳量指的是硅胶表面键合相的比例,与比表面积和键合覆盖度等有关。高含碳量进步柱容量、分辨率及分析时间,用于要求高分离度的复杂样品;低含碳量分析时间短、展现不同的选择性,用于快速分析简单样品及需要高含水活动相条件的样品。一般C18的含碳量在7-19%不等。

孔径和比表面积

HPLC吸附介质是多孔的颗粒,尽大多数的反应表面于孔内。因此,分子必须进进孔内才能被吸附和分离。

孔径和比表面积是相辅相成的两个概念。孔径小比表面积大,反之亦然。比表面积大,增加样品与键合相之间的反应,增加保存,上样量和复杂成分的分离度;比表面积小,平衡时间快,适合梯度分析。

孔容和机械强度

孔容,又称“孔体积”。指单位颗粒的空隙体积大小。它能很好的反应填料的机械强度。孔体积大的填料相对孔体积小的填料机械强度要略弱。孔体积为1.5mL/g或更小的填料大多用于HPLC分离,而孔体积大于1.5mL/g的填料使用于尺寸排阻色谱和低压色谱。

封端封端

封端能够降低极性碱性化合物由于与裸露的硅醇基相互作用而产生的拖尾峰。不封端键合相相对封端键合相会产生不同的选择性,尤其是极性样品。

气相色谱和液相色谱微型化中的关键问题

  在器微型化过程中,尺寸的缩小不仅要考虑材料的性质和制造上的可能,还要从原理上考虑尺寸缩小后所带来的一系列问题。这些问题包括:

  (1)分离系统中被分配的分子个数是否大于106,因为只有大于106才能得到符合统计结果的数据;

  (2)因分离通道尺寸缩小,自然提高了单位柱长的效率,但是总长度的减少可能使总分离效能远低于常规;

  (3)对于质量敏感型检测器,经过分离柱后单位时间内到达检测器的分子个数是否满足检测原理所要求的最小数目;

  (4)对于浓度型检测器,到达检测池的分子数目是否能满足符合统计规律的分子数目;

  (5)检测微区内的外加能量密度是否超过被检测分子所能承受的极限;

  (6)微量流动相的输送与控制;

  (7)因材料尺寸的缩小,表面层氧化或腐蚀对器件功能的影响。最后,色谱仪器微型化所带来的好处不仅仅是单位长度分离效率的提高,而是总分离能力的保持甚至提高;不仅仅是分离系统或某个部件的微型化,而是整体的微型化;不仅仅是质量灵敏度的提高,而是浓度灵敏度的保持或提高;不仅仅是能量和物质的低消耗,而是使用的方便和友好;不仅仅是整体尺寸的缩小,更重要的是整机的稳定性和可靠性的提高!

  下面分别讨论上述7个问题。

  (1)色谱分离的基本原理是有符合统计规律数目的分子群经过不断的两相分配和分子碰撞,利用其分配系数的差异来达到分离的目的。这是一个宏观参数。当分子数目低于这个数目时,就会偏离统计规律而出现所谓的涨落现象。分子数目越少,涨落现象越严重。当分子数目低于103个时,已没有准确的色谱保留规律,因此也就失去了宏观意义下的分离规律。一般地,保证符合统计规律的分子数目是106个。

  例如内径30μm的填充毛细管液相色谱(μ2HPLC)柱或毛细管电泳柱,若分别保持10万/m和40万/m的分离柱效,直接进样时不过载的进样量分别为40pL(1pL=10-12L)和115pL,分子总数分别是112×1012~112×1014和415×1010~415×1012。样品中含量低至1~0.01μL/L(对μ2HPLC)或低至20~0.2μL/L(对CE)的组分就不能满足106个分子的数目要求,分离过程中就会出现上述问题。所以,上述分离系统对浓度高于这个指标的样品分离时可以有重复的保留时间。如果考虑检测方面的限制[参见下述的(3)和(4)>,痕量分析中用粗内径的填充色谱柱总是优于微型色谱柱。

  为了能进行痕量分析,微型分离分析系统往往采用样品预浓缩技术以补偿浓度灵敏度的不足。但为此而发展的技术也同样适用于常规分离分析系统,同样可以提高常规仪器的灵敏度,除非样品量受到严格限制。

  (2)45年前的色谱柱理论已经指出,毛细管开口柱的内径越小,或填充柱的填料粒度越小,色谱柱的分离效率就越高。毛细管电泳亦然,只是理论上有些不同,如有散热问题和塞子流型的特点。微型化中普遍采用的细内径分离柱并不是微型仪器的专利,所能达到的高柱效也不是最近才认识到的。如果在现有常规仪器中使用这种等效内径的色谱柱,再适当改进进样技术和检测器,就会有与微型色谱或芯片电泳同样的单位柱长的柱效,同时还可以有极高的总分离效能,因为常规仪器中分离柱的长度很少受限,而高的分离效能才是真正有意义的。所以,微型色谱和芯片毛细管电泳用短分离柱而有快速分离的特点,并不是它真正的优点,因为用同样尺寸的分离柱可以分别在常规色谱和毛细管电泳上实现同样的效果。

标签: 色谱仪器
色谱仪器 气相色谱和液相色谱微型化中的关键问题_色谱仪器

杭州森尼欧提供液相色谱仪色谱柱的选择指南

 

  现代液相色谱仪色谱中,分离效果好坏很大程度上取决于色谱填料的选择。但是色谱填料的选择范围很宽,要做合适的选择,必须对此有一定的认识和了解。
一、硅胶基质填料:
1、正相色谱
  正相色谱用的固定相通常为硅胶(Silica)以及其它具有极性官能团,如胺基团(NH2,APS)和氰基团(CN,CPS)的键合相填料。
  由于硅胶表面的硅羟基(SiOH)或其它极性基团极性较强,因此,分离的次序是依据样品中各组份的极性大小,即极性较弱的组份zui先被冲洗出色谱柱。
  正相色谱使用的流动相极性相对比固定相低,如:正己烷(Hexane)、氯仿(Chloroform)、二氯甲烷(Methylene Chloride)等。
2、反相色谱
  反相色谱用的填料常是以硅胶为基质,表面键合有极性相对较弱的官能团的键合相。反相色谱所使用的流动相极性较强,通常为水、缓冲液与甲醇、乙腈等的混合物。
  样品流出色谱柱的顺序是极性较强的组份zui先被冲洗出,而极性弱的组份会在色谱柱上有更强的保留。
  常用的反相填料有:C18(ODS)、C8(MOS)、C4(Butyl)、C6H5(Phenyl)等。
二、聚合物填料
   聚合物填料多为聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙烯酸酯等,其主要优点是在pH值为1~14均可使用。
  相对于硅胶基质的C18填料,这类填料具有更强的疏水性;大孔的聚合物填料对蛋白质等样品的分离非常有效。
  现有的聚合物填料的缺点是相对硅胶基质填料,色谱柱柱效较低。
三、其它无机填料
  其它HPLC的无机填料色谱柱也已经商品化。由于其特殊的性质,一般于特殊的用途。如,石墨化碳正逐渐成为反相色谱柱填料。这种填料的分离不同于硅胶基质烷基键合相,石墨化碳的表面即是保留的基础,不再需其它的表面改性。该柱填料一般比烷基键合硅胶或多孔聚合物填料的保留能力更强。石墨化碳可用于分离某些几何异构体,又由于在HPLC流动相中不会被溶解, 这类柱可在任何pH与温度下使用。 氧化铝也可用于HPLC,氧化铝微粒刚性强,可制成稳定的色谱柱柱床,其优点是可在pH高达12的流动相中使用。但由于氧化铝与碱性化合物作用也很强,应用范围受到一定的限制,所以未能广泛应用。新型氧化锆基质色谱填料也可用于HPLC,商品化的仅有聚合物涂层的多孔氧化锆微球色谱柱,应用pH范围1~14,温度可达100℃。由于氧化锆填料是zui近几年才开始研究,加之面临的实验难度,其重要用途与优势尚在进行中。
  当然和气相色谱的原理一样,液相色谱的柱长度,柱内径对分离效果也有重要的影响。
  您现在就可以看到其实液相色谱柱的分离效果主要取决于其色谱填料,柱长度,柱内径这几个因素,从原理上讲,这几个因素相同的柱子,其分离效果是完全一样的。
  考虑到这一点,现在您完全根据这个更加本质的依据来现在您的液相色谱柱,而不必一定去现在昂贵的标准指定液相色谱柱。

 



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