如何让HPLC色谱柱更耐用?

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  为能够长期稳定地使用HPLC色谱柱,有哪些需要注意的事项呢?本文将对影响反相色谱柱性能下降的原因进行探讨。


  为能够尽量长期稳定地维持色谱柱的初始性能,在使用过程中,应按照各色谱柱的使用说明书上记载的注意事项使用,但同时也有必要对柱子进行日常维护。如优化分析条件(洗脱剂、进料流速、注入的样品等)、定期对色谱柱进行清洗等。

 

  一般当色谱柱的性能下降时,会表现为:①柱压上升、②波峰形状产生变化(理论塔板数降低、拖尾、前沿等)、③出峰时间的变化等。由于出现上述明显性能下降现象的色谱柱难以恢复到初始性能,本文将会介绍在使用常用的ODS(C18)等反相色谱柱时,令色谱柱更加耐用的使用条件与日常维护方法。



◆洗脱剂:提高有机溶剂的比率,使pH适当范围


  反向填料会吸附疏水性的化合物。在洗脱液条件接近100%水时,疏水性化合物将会堆积在色谱柱内。而通过加入在一定的周期内泵送有机溶剂来清洗色谱柱的程序,可以起到防止色谱柱性能下降的效果。


  针对在ODS填料中难以保留的化合物,添加离子对试剂相较于仅在纯水流动相中进行分析,能够得到更好的保留效果。而且在添加有机溶剂的条件下进行分析,色谱柱更稳定。


  在使用过程中应使pH值处于适当的范围内。通常情况下硅胶系色谱柱的pH在2~7左右,但目前也有耐酸性、耐碱性的色谱柱,也可根据想要使用的pH值以及分离目的,选择相匹配的色谱柱。



柱压:在低压力下使用、避免压力的剧烈变化


  虽然色谱柱可在规定的压力范围内使用,但在低压力条件下更有利于色谱柱的使用。即使是在推荐的压力范围内,剧烈的压力变化也会对色谱柱造成巨大的损害。

 

  由于甲醇的粘度比乙腈高,所以在梯度条件下使用甲醇时,应考虑调整设定、尽可能地减少柱压的变化。


  建议在指示压力降到0后再取出色谱柱。


  由于震动或者是压力的变化会改变填充色谱柱的填充状态,使其无法达到高理论塔板数,所以需要注意不要让色谱柱掉落或受到撞击。



分析温度:较高的分析温度会加速性能下降


  提高分析温度可以令柱压变低,但温度升高的同时也会加速色谱柱的性能下降。


  色谱柱受温度的影响程度会根据填料的硅胶与官能团的结合强度不同而有所差异。



进样:用膜过滤器进行过滤、使用保护柱和保护过滤器


  色谱柱压力的上升与峰叉作为色谱柱性能下降的指标,大部分是由过滤器的堵塞引起的。而造成过滤器的堵塞的原因可能是样品的污染、盐析等。建议使用分析中需要用到的洗脱液溶解样品并进行稀释,用孔径0.45 µm左右的膜过滤器过滤后再进样。

 

  由于难以对堵塞的过滤器进行清洁,因此为了保护分析柱,可配合保护柱和保护过滤器进行使用。及时更换过滤器也可有效防止分析柱的性能下降。



清洗色谱柱:定期的清洗、分析样品、选择适合洗脱液的清洗液


分析结束后

  每天都在使用的色谱柱一般无需在每次分析结束后都进行清洗。但色谱柱内残留的缓冲盐、离子对试剂、酸等会促进填料水解,所以在数日以上不使用或者在使用强酸性、强碱性、高浓度的缓冲液、离子对试剂后,在分析结束后务必要进行清洗。最为合适的清洗洗脱液是成分相同,不含缓冲盐、离子对试剂、酸等的洗脱液。需要注意用100%水进行清洗时,可能会导致某些类型的离子对试剂的沉淀。


  清洗过程中使用的液体量大约是色谱柱内部容积的5倍,并需要注意冲洗的压力大小。如内径4.6 mm的色谱柱,可在流速1 mL/min下清洗20分钟左右。

 

长期保存的方法

  长期保存前必须先清洗色谱柱。在彻底洗净缓冲盐、离子对试剂、酸等残留物后,用有机溶剂100%置换并用柱塞封柱,存放于温度稳定的场所进行保存。推荐使用甲醇、乙腈作为置换用的有机溶剂。并记录所置换的溶剂,防止再次使用时发生盐析等。

 

发现柱压有上升的趋势时

  样品溶液中的不溶物质可通过过滤膜除去,但分析用洗脱液无法洗脱的高疏水性杂质会积累在柱子内部,导致压力上升。这样的情况在使用水比率高的洗脱液时尤为明显。推荐在色谱柱压力上升前使用有机溶剂比率高的洗脱液定期泵送,以达到清洗色谱柱的目的。这种方法虽然会使污染从入口处的填料开始扩散,但可通过使用保护柱防止分析柱的性能下降。


  当色谱柱的过滤器部分堵塞时,从反方向泵送液体会有明显的改善。但在性能已经下降的色谱柱中进行反向泵送液体时,有可能会使填料填充状态发生改变。如发生此种情况,则说明该色谱柱需要进行更换。



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