液相色谱柱的分类和维护

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1、液相色谱柱的分类和维护一、色谱柱基本知识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的各种微粒填料好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3，5，7，10um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；对于较难的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，为使色谱柱达到最佳效率，除柱外死体积要小

2、外，也要有合理的柱结构（尽可能减少填充床以外的死体积）及装填技术。即使最好的装填技术，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倍料径的厚度。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.柱的构造色谱柱由柱管、压帽、卡套（密封环）、筛板（滤片）、接头、螺丝等组成。柱管多用不锈钢制成，压力不高于70Kg/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。为提高柱效，减小管壁效应，不锈钢柱内壁多经过抛光。也有人在不锈钢柱内壁涂敷氟

3、塑料以提高内壁的光洁度，其效果与抛光相同还有使用熔融硅或玻璃衬里的，用于细管柱。色谱柱两端的柱接头内装有筛板，是烧结不锈钢或钛合金，孔径0.2-20um(5-10um),取决于填料粒度,目的是防止填料漏出，柱内径一般是根据柱长、填料粒径和折合流速来确定，目的是为了避免管壁效应。2.柱的发展方向因强调分析速度而发展出短柱，柱长3～10cm，填料粒径2～3um。为提高分析灵敏度，与质谱（MS）联接，而发展出窄径柱、毛细管柱和内径小于0.2mm的微径柱（MICROBORE）。细管径柱的优点是：①节省流动相；②灵敏度增加；③样品量少；④能使用长柱达到高分离度；⑤容易控制柱温；⑥易于实现LC－MS

4、联用。但由于柱体积越来越小，柱外效应的影响就更加显著，需要更小池体积的检测器（甚至采用柱上检测），更小死体积的柱接头和连接部件。配套使用的设备应具备如下性能：输液泵能精密输出1～100ul/min的低流量，进样阀能准确、重复地进样微小体积的样品。且因进样量小，要求高灵敏度检测器，电化学检测帮质谱仪在这方面具有突出优点。3.柱的填充色谱柱的性能除了与固定相性能有关外，还与填充技术有关。在正常条件下，填料粒度>20um时，干法填充制备柱较为合适；颗粒<20um时，湿法填充较为理想。填充方法一般有四种：①高压匀浆法，多有用于分析柱和小规模制备柱的填充；②径向加压法，Waters专利；③轴向加压

5、法，主要用于装填大直径柱；④干法，柱填充的技术性强，大多数实验室使用己填充好的商品柱。必须指出，高效液相色谱柱的获得，装填技术是重要环节，但根本问题还在于填料本身性能的优劣，以及配套的色谱仪系统的结构是否合理。二、液相色谱柱规格色谱柱按用途可分为分析型和制备型两类①常规分析柱（常量柱），内径2~5mm,柱长10~30cm；②窄径柱（narrowbore），内径1~2mm，柱长10~20cm；③毛细管柱（又称微柱microcolumn），内径0.2~0.5mm；④半制备柱，内径＞5mm；⑤实验室制备柱，内径20~40mm，柱长10~30cm；⑥生产制备柱内径可达几十厘米。色谱柱了解1）平均

6、颗粒度，颗粒度分布颗粒度(dp)越小：柱效越高(传质好，涡流扩散小)柱压越高(渗透性差)颗粒分布颗粒分布越宽∶柱效低(渗透性差)颗粒形状球型∶柱效高、重现性好、柱床结构均匀无定型：柱床结构不均匀流动相线性速度不均匀，谱带扩展2）键合相化学1.影响化合物的分离度：2.不同键合相对不同种类的化合物分离不同a3.可能导致色谱的分离机理不同3.如：C18、C8、CN3）含碳量1.含碳量越高，k‘值越大（固定相传质效应增加）2.高含碳量有利于不易保留的化合物的分离水解稳定性好，重现性好有利于极性化合物的拖尾改善3.低含碳量有利于分析中性及碱性化合物降低溶剂损耗填料的端基封口封口残余硅羟基减少不可逆

7、吸附或拖尾增加碳含量（0.1%-1%）不同色谱柱的含碳量如下所示：4）填料的端基封口封口残余硅羟基减少不可逆吸附或拖尾增加碳含量（0.1%-1%）5）硅胶的活性主要影响碱性化合物的保留行为：k'，生产硅胶时处理温度不同，硅胶活性也不同，是选择性差异的主要来源，硅胶的杂质含量，重金属含量低，硅羟基活性小，拖尾减小，是色谱柱质量好坏的重要标志，填料的稳定性，硅胶填料，pH：2-8，聚合物填料，pH：2-12，pH值小于2时，键合相水解，