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色谱柱的保养方法

日期:2019-05-31 04:21
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为什么实验室里,差不多时间买的色谱柱,有的就还好好的,各项性能都不错,有的就已经快要进入报废期?

是色谱柱质量问题吗?还是使用方法不对?


每一根色谱柱都有一个大致的进样针数寿命,理论上可以有一个规定,达到进样多少针,就强制报废。不过好像并没有这样的规定,那么也可以作为一个参考,当色谱柱的柱性能参数(就是常说的理论塔板数、分离度、拖尾因子等等)不达标时,参照进样针数判断是柱子寿命到了,属于不可逆因素,只能换柱子。还是其它原因,如流动相配制错误,或者流动相变质了,也可能稀释液强度太大,也可能是方法就是错的,也可能是样品本身问题。


不过色谱柱的累积性损坏自然不是一朝一夕的事,柱性能是缓慢下降的,但是没有一个特定的标准,要看具体的分析方法,而且跟柱型号也有关系。常规的分析方法下C18柱寿命是很长的,因为C18柱是目前技术先进,质量可靠,使用范围广的色谱柱,在常规分析方法下,基本上不会损坏。但是如果流动相比较特殊,如高盐、高pH>8、低pH<1、高柱温、高比例水相、高比例有机相等等,色谱柱的损坏就会相应地加剧。


这些可以算作是化学损伤,如果是操作不当,例如,流动相和样品溶液没有过滤,或者撞击色谱柱等,也会造成物理损伤,也会严重影响色谱柱寿命,甚至是“一招毙命”


前面提到了柱型号,不同型号的色谱柱寿命当然也不一样,跟前面说到的C18类似的,CN柱、苯基柱等键合硅胶柱都具有较长的使用寿命。不过所有基于硅胶基质的色谱柱都有一个天生的弱点,就是硅胶是能被水溶解的,虽然溶解度很小,但是长年累月使用,尤其在反相色谱系统中,累加了高盐、高pH、高柱温、高比例水相等方法参数后,硅胶的流失尤为明显。我做过一个项目,流动相含盐,柱温高达50度,基本上一根色谱柱半年就报废了。不过,是有一种方法可以解决这个问题的,就是在色谱柱前加一个柱芯与色谱柱类型相同的预柱,也叫保护柱,当流动相里溶解预柱里的硅胶饱和以后,就不再侵蚀色谱柱的硅胶,从而大大延长色谱柱寿命。不过不到万不得已还是不要使用特别苛刻的流动相,要知道预柱的柱芯也是很贵的,那就是一根较短的色谱柱啊,就算保住了色谱柱,经常换柱芯也是吃不消的。


但是,有一些类型的色谱柱,天生就是短命鬼,例如NH2柱,有时候好不容易平衡好系统,进个几十针样就OVER了,像是一次性的。就像焰火,它华丽的现身,转瞬就湮灭了。这些就留待色谱柱专家们去开发更加稳定可靠的新填料了。


还有一类柱子,就是手性分离柱,这在医药行业是很大的一个应用。通常手性色谱柱是正相柱,这就要求我们在使用手性柱之前要先把系统置换干净,再接上柱子用流动相冲洗平衡进样。通常是甲醇、异丙醇、正已烷+异丙醇、流动相这样的顺序,如果忘记这个过程,会造成很大的麻烦。而且有一些手性柱是涂敷柱,例如淀粉、纤维素等大分子涂敷柱非常怕水,如果系统中原来的反相流动相没有置换干净,就会对色谱柱造成不可逆损伤,甚至报废。近年来,科学家也开发出了键合的手性柱,相比较要稳定的多,甚至也可以应用反相色谱系统。


使用后对色谱柱的冲洗保存也比较重要,使用了缓冲系统的尤其要注意。这里推荐一个反相色谱系统的通用冲洗流程:将所有通道置换成含有较低有机相比例的水相中,比如10-30%乙腈或甲醇,然后冲洗1个小时,然后再梯度增加有机相比例,各冲洗一定时间,保留在高有机相比例的冲洗液里。低有机相比例的冲洗液是为了尽可能地冲洗缓冲盐。通常低压梯度洗脱的液相色谱仪采用的是四元泵,就是单泵四通道,比例阀混合。这种混合方式有个弊端,就是混合效果差,因为各通道不同比例是通过开关各通道阀的时间来控制的。打比方乙腈:缓冲盐=50:50,如果流速是1.0mL/min,并不是说乙腈和缓冲盐以各0.5mL/min的流速来混合;而是流速一直是1.0mL/min,但是在往复泵一个来回的时间内,两个通道分别打开一半的时间,也就是说系统管道里是一段乙腈、一段缓冲盐。这样就会造成盐的析出。所以,往往是两通道混合,就算没有用缓冲盐,还是建议先按比例混合好了,然后走单通道,否则的话一样会造成盐析出,或者基线波动。走梯度洗脱的话,往往会把有机相通道(B)中加入一定比例的水,或者把水相通道(A)配成梯度洗脱的初始比例,把有机相通道(B)配成梯度洗脱的比例。



 

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