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色谱柱寿命短这有办法“柱”你益寿延年 色谱柱常见问题解决方法

时间:2020-07-25    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     

 

您在日常的实验过程中用的色谱柱有没有寿命过短的问题?不但实验成本攀升,实验效果都没法保证。我们今天就邀请月旭科技的工程师来为您解答有关色谱柱使用寿命的相关问题,助您的柱子“益寿延年”!

 

为什么检测该项目使用不同品牌的色谱柱,寿命均在100针左右?

1)有可能的原因是样品组分吸附在色谱柱的前段。可能是由于样品在流动相中的溶解度低而沉淀出来的,也有可能是强吸附,或是样品本身与填料表面发生微弱的不可预知的化学反应。样品溶液本身的pH值在色谱柱的耐受临界值附近,而且进样体积较大(内径4.6mm,上样体积在50ul以上)对柱头端的填料影响比较大,通常这样的情况伴随柱压升高。

 

解决方法:选择合适的样品前处理技术,去除掉强保留物质。使用保护柱,尽量选择与分析柱同种填料,同种键合方法的保护柱。如果使用不同品牌的填料、装填工艺的保护柱,在分离能力和保护分析柱方面可能得不到好的效果。也不要使用更大粒径的保护柱,更大粒径或者装填较差的保护柱会因为它的峰展宽作用而导致分离能力下降。

 

2)键合相脱落变性。色谱条件多方作用导致寿命短,这是目前的色谱技术不能解决的,一般情况下小基团键合相更容易被水解而脱落。流动相中盐浓度越高,越容易引起水解。这种情况下,就只能重新开发色谱条件。

 

为什么该品牌的色谱柱一直很好,就这一支寿命异常短?

确定一下使用频率、冲洗频率、流动相的更换频率、流动相的试剂品牌、纯度等是否和之前一样,如果有更换,那寿命有差异是正常现象。如果都与之前相当,那需要检查这支色谱柱是否受过剧烈震荡,比如:不小心摔过,或者运输过程中受过剧烈震荡,建议与厂家的技术人员沟通。

 

为什么使用该品牌的支色谱柱用于方法建立时寿命长,方法建立后,开始进行方法验证时,却觉得寿命短?

这种情况的发生,很大的原因是,前期建立方法时,并不是连续做项目,而是不停地更换流动相。这就意味着色谱柱的冲洗频率比较高,而更换的流动相的清洁度也是比较好的。建立方法的时候很难连续进样多次,有时候甚至一周才做一次项目,这样就会产生支柱子使用时间更久的错觉。而方法建立后,做方法验证,流动相固定下来,就会一次性配置较大体积的流动相,这样流动相较易变质,有时肉眼不能直接分辨。而且会连续多次过夜进样,这样对色谱柱的冲洗也不是很及时。这些都是可能导致色谱柱寿命变短的因素。

  吸附的主要原因
 
  反相硅胶柱填充介质(固定相)与样品间常常会发生下列吸附现象:
 
  (1) 残存硅醇基与碱性物质间的离子吸附;(2) 硅胶表面的金属杂质与金属配位物质间的吸附;
 
  (3) 疏水性极强的物质在柱中的蓄积。以上现象,会引起反相色谱柱柱效下降、拖尾、重复性不良等状况的发生
 
  清洗方法
 
  1、疏水性物质的去除:使用有机溶剂(乙腈、甲醇、乙腈与THF的混合溶剂)进行清洗。 考虑样品成分对于有机溶剂的溶解性,选用比淋洗液浓度高的有机溶剂、或选用极性较低的有机溶剂进行过柱清洗。这种情况下,有必要注意淋洗液中盐的析出现象。
 
  2、碱性物质(金属配位物质)的去除:使用酸性水溶液与有机溶剂的混合液(0.1%磷酸、0.1%TFA/乙腈、甲醇的混合液)进行过柱清洗。
 
  *一般来说,清洗时间可选择为过柱5-10个柱体积便可。
 
  在附吸成分其吸附力极强时,即使进行过清洗,柱性能也有可能得
 
  不到恢复。另外,请充分考虑淋洗液的pH值,以避免损坏色谱柱。
如何延长色谱柱的寿命?

    影响色谱柱寿命和其它问题的因素很多,而有些因素是操作者很难控制的,如果被分析的样品(如分析生物样品),怎么净化样品也是“脏"的,对于色谱柱的影响是非常大的。然而采取下列措施后,在多数情况下总能够人为地减少色谱柱上故障,达到延长寿命的目的。

    色谱柱预防及维护—避免高压冲击

    一般色谱柱都能经得起高压,但经不起突然变化的高压冲击。引起高压突然冲击,主要是因样品阀的缓慢转动、泵起动快、柱切换操作等。转动六通进样阀时从泵到柱的液流会瞬时切断。在阀的泵侧压力升高,在阀的柱侧压力降低(变化超过20%)。阀转到底后压力突然冲击一下恢复正常。手动进样阀的变化不大,自动进样阀比较慢,可能造成压力冲击,可用氦气代替空气驱动进样阀。因氮压缩系数小。另外泵起动不应过快,可分步操作。如用3mL/min流速,先从lmL/min到2mL/min,然后再3mL/min,每个间隔应大于20s。柱切换技术的应用也很广泛,切换过程中在色谱柱的入口处压力在零到很大数字之间变化,会很快使柱报废。

    色谱柱预防及维护—分离条件

    多数色谱柱有很宽的试验条件范围,但具体应用又受到限制,主要是pH值、柱温和流动相的选择。硅胶为基质的键合相要求PH在2.5~7之间,极端pH的流动相能“溶解"硅胶,使键合相流失。结果非碱性组分的保留不断减少,碱性组分的保留增加,引起碱性组分峰变宽。如果一定要用高或低pH的流动相,可加预柱(饱和柱)。预柱装在泵和进样阀之间,用分析柱相同的填料填装,或者用普通硅胶。硅胶饱和了流动相,减少了分析柱填料的损失。预柱不要求柱效高,用价格低的一般硅胶疏松地填装,按期检查硅胶的溶解情况。用预柱也有不利的影响,即新流动相难以平衡,保留时间不稳定或稳定慢。使用了预柱一定要加流路过滤器,以防止硅胶微粒引起的麻烦。以硅胶为基质的柱和阴离子交换柱超过60℃后,会增加对流动相中化学物质的吸附。在高温下用小颗粒柱引起柱床塌陷,降低柱效,改变峰形。在40℃以上使用3μm柱,70℃以上使用5μm柱,会使值降低50%。

    色谱柱预防及维护—加流路过滤器和保护柱

    流路过滤器紧靠进样阀后面,位于分析柱前。0.5μm烧结不锈钢片夹在死体积很小的套子中,挡住来源于样品和进样阀垫圈的微粒入柱。因为每个样品都过滤既费事又带来误差,样品量少过滤更困难,因此流路上装过滤器是比较省事的办法。也可以在流路加上保护柱,放在流路过滤器和分析柱之间,或者代替流路过滤器。保护柱的使命是收集阻塞色谱柱进口的来自样品的化学“垃圾"。这种垃圾最终降低柱效能。保护柱是消耗品,分析50~100个比较脏的样品之后就要调换新的。保护柱应该是小体积,用分析柱的同种填料填装。保护柱使用得当,对分离无影响,好像未装保护柱一样。有些厂商的商品将保护柱和流路过滤器连在一个单元内,使用起来非常方便。自己填装保护柱都是用短柱、不超过3cm长,内径2~3mm,用较大粒度的填粒(15~20μm)干法填装,会使分析柱效略微有所降低。

    色谱柱预防及维护—用强溶剂定期冲洗色谱柱

    每次工作结束,用强溶剂冲洗柱是良好的习惯。可用甲醇、乙腈冲反相柱,冲去留在柱上的强吸附组分。用甲醇水为流动相时也应冲洗。冲洗的程序在以下章节中介绍。柱头的烧结不锈钢滤片,要求平整,死体积小,孔径适当(2~5μm)。过滤片选择不好会改变色谱峰形,增加阻力或起不到阻挡污染物的作用(填料很快变色)。

    色谱柱预防及维护—净化样品

    用溶剂溶解的样品,多数组分在一定的时间内能完全从柱中流出来,不会造成危害。有些样品可能含有微粒物质,样品中的某种组分(如蛋白质)在柱头上沉积下来,组分在固定相上保留很强,溶剂带走柱填料等,这些都会造成柱效能下降或对柱寿命的影响,有必要采取措施防止柱变坏。

    如在光线照射下观察样品是浑浊的或带有乳白色,进样前必须要过滤.虽然流路上装有过滤器和保护柱,但不能代替样品的前处理,样品中过多的微粒会使过滤器和保护柱超载,很快阻塞,或者微粒进入分析柱,所以在进样前必须过滤样品。

    若怀疑样品与流动相混合有沉淀而对色谱柱有阻塞,应先试验一下,看样品溶液加入流动相中有无变浑或乳白色出现。如果进样后压力突然增加而后又慢慢减小,表明样品中有微粒或发生沉淀。如有沉淀要设法改变分离条件,包括换样品溶剂和流动相或处理样品去掉不溶物质。应尽量用小体积的样品。

    有些样品能很强地吸附在柱填料上,这样会降低塔板数,改变样品的保留物质外,还要加保护柱,定期清洗色谱柱。有时因为疏忽,用对柱有害的溶剂溶解样品,比如用6mol/L的氢氧化钠溶解样品,这样的样品只要进50~100μL到硅胶基质柱中,硅胶就很快溶解而使柱报废。在这种情况下,应立即中和样品,或除去原溶剂中的有害成分。

    综上所述,如何保护良好的柱性能与柱寿命:

    1.认真阅读色谱柱使用说明书;

    2.使用填充良好的色谱柱;

    3.尽量减少压力波动,避免机械及热冲击;

    4.使用保护柱及在线过滤器;

    5.经常以强溶剂冲洗色谱柱;

    6.充分过滤样品及流动相,尽量避免杂质微粒与强保留成分;

    7.用稳定的固定相(C18较为稳定);

    8.在中等pH值操作时(6~8),用有机缓冲溶液;

    9.色谱柱使用温度可以小于40℃;

    10.硅胶基质的色谱柱,应保持流动相的pH值范围在3.0~8.0;

    11.在水流动相与缓冲溶液中加200ppm的叠氮钠;

    12.流动相中含有缓冲溶液,应注意用95:5的水及有机溶剂过滤,有机溶剂不能低于5%;

    13.贮存时,冲洗掉盐和缓冲液,用纯有机溶剂流动相保存。

标签: 色谱柱
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