據統計,近80%的有機物及無機物可以用高效液相色譜法進行分離,其中反相色譜中的C18色譜柱是高效液相色譜中最為常用的一類色譜柱。
一、C18柱的選用C18的選用主要考慮2個問題,即柱填料和柱規格對色譜柱的影響。
1.1 C18柱的填料對色譜柱的影響
柱填料的物理性能對填料色譜行為有重要影響。填料主要的物理性能包括如下:顆粒度、孔徑、孔體積、鍵合相化學、含碳量及烷基化處理。(1)顆粒度是指柱填料的顆粒直徑的大小。實際上色譜柱上所標的粒徑是一個平均值。如粒徑“5μm”並不是柱中填料所有的顆粒直徑都是5μm,實shi際ji上shang有you一yi個ge顆ke粒li分fen布bu度du。這zhe種zhong分fen布bu度du對dui柱zhu反fan壓ya及ji柱zhu效xiao有you重zhong要yao作zuo用yong。一yi般ban來lai說shuo,平ping均jun顆ke粒li度du越yue小xiao,顆ke粒li分fen布bu度du越yue小xiao,色se譜pu柱zhu效xiao越yue高gao,反fan壓ya亦yi越yue高gao。目mu前qianC18柱填料粒徑在4~10μm之間。(2)孔kong徑jing是shi指zhi填tian料liao顆ke粒li間jian的de孔kong間jian隙xi。一yi般ban所suo說shuo的de孔kong徑jing是shi指zhi填tian料liao的de平ping均jun孔kong徑jing。球qiu形xing填tian料liao裝zhuang柱zhu後hou平ping均jun孔kong徑jing分fen布bu比bi較jiao窄zhai,柱zhu床chuang結jie構gou均jun勻yun,柱zhu效xiao高gao,重zhong現xian性xing好hao;無wu定ding形xing填tian料liao平ping均jun孔kong徑jing分fen布bu較jiao寬kuan,柱zhu床chuang結jie構gou不bu均jun勻yun,流liu動dong相xiang線xian性xing速su度du不bu均jun勻yun,譜pu帶dai擴kuo寬kuan。平ping均jun孔kong徑jing的de大da小xiao對dui分fen離li大da分fen子zi化hua合he物wu有you較jiao大da的de影ying響xiang,在zai分fen離li含han有you較jiao大da分fen子zi的de樣yang品pin時shi可ke能neng會hui有you分fen子zi排pai阻zu效xiao應ying,或huo產chan生sheng吸xi附fu效xiao應ying從cong而er影ying響xiang定ding量liang的de回hui收shou率lv及ji準zhun確que度du。因yin而er在zai用yong反fan相xiang色se譜pu分fen離li諸zhu如ru蛋dan白bai或huo多duo肽tai樣yang品pin時shi應ying考kao慮lv選xuan用yong大da孔kong徑jing(如30 nm)的反相柱填料。孔體積作為矽膠多孔性的參數,在分離分析較大分子化合物時可作參考,選用較大孔體積的反相柱填料。(3)化hua學xue鍵jian合he相xiang填tian料liao在zai高gao效xiao液ye相xiang色se譜pu法fa中zhong占zhan有you極ji重zhong要yao的de地di位wei。它ta可ke以yi鍵jian合he極ji性xing較jiao大da的de有you機ji基ji團tuan,采cai用yong極ji性xing較jiao小xiao的de溶rong劑ji作zuo流liu動dong相xiang。亦yi可ke鍵jian合he極ji性xing較jiao小xiao的de有you機ji基ji團tuan,選xuan用yong極ji性xing較jiao大da的de溶rong劑ji作zuo流liu動dong相xiang。C18色譜柱是以矽烷化鍵合型(Si-O-Si-C)存在的,這類鍵合反應目前應用最為普遍。如以十八烷基三氯矽烷與全多孔型矽膠M-Porasil-C18反應生成烷基化學鍵合相,商品名為M-Bondapak-C18。(4)碳tan含han量liang即ji填tian料liao中zhong的de含han碳tan量liang。傳chuan統tong的de測ce量liang技ji術shu是shi將jiang填tian料liao加jia熱re到dao碳tan氫qing鍵jian斷duan裂lie,然ran後hou通tong過guo測ce定ding損sun失shi的de重zhong量liang或huo形xing成cheng的de二er氧yang化hua碳tan來lai計ji算suan碳tan含han量liang。可ke以yi通tong過guo增zeng加jia碳tan鍵jian的de長chang度du或huo增zeng加jia鍵jian合he密mi度du來lai增zeng加jia碳tan含han量liang。碳tan含han量liang增zeng加jia,柱zhu子zi的de保bao留liu值zhi增zeng加jia。鍵jian合he相xiang的de色se譜pu行xing為wei與yu鍵jian合he密mi度du有you關guan,也ye與yu矽gui膠jiao的de密mi度du及ji填tian料liao的de表biao麵mian積ji有you關guan,填tian料liao的de密mi度du越yue高gao,填tian柱zhu所suo需xu的de矽gui膠jiao量liang越yue多duo,柱zhu子zi的de含han碳tan量liang也ye越yue高gao。如ru果guo用yong2種不同密度相同碳含量的填料填充柱子,其保留行為將明顯不同。因此,單獨以碳含量來預測色譜行為是不夠的。(5)C18矽烷化試劑是一個大於2nm大分子,因此會與已鍵合在相鄰的矽醇基上的C18矽(gui)烷(wan)化(hua)試(shi)劑(ji)產(chan)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)的(de)立(li)體(ti)位(wei)阻(zu)。其(qi)結(jie)果(guo)導(dao)致(zhi)在(zai)矽(gui)膠(jiao)表(biao)麵(mian)有(you)大(da)量(liang)的(de)殘(can)留(liu)矽(gui)醇(chun)基(ji)沒(mei)有(you)與(yu)矽(gui)烷(wan)化(hua)試(shi)劑(ji)反(fan)應(ying),這(zhe)些(xie)極(ji)性(xing)的(de)矽(gui)醇(chun)基(ji)在(zai)一(yi)定(ding)色(se)譜(pu)條(tiao)件(jian)下(xia)會(hui)與(yu)堿(jian)性(xing)化(hua)合(he)物(wu)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)引(yin)起(qi)峰(feng)形(xing)拖(tuo)尾(wei),從(cong)而(er)可(ke)影(ying)響(xiang)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)結(jie)果(guo)。這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)烷(wan)基(ji)化(hua)處(chu)理(li)加(jia)以(yi)克(ke)服(fu)。烷(wan)基(ji)化(hua)處(chu)理(li)是(shi)在(zai)鍵(jian)合(he)相(xiang)上(shang)完(wan)成(cheng)的(de)獨(du)立(li)反(fan)應(ying),以(yi)減(jian)少(shao)在(zai)矽(gui)膠(jiao)表(biao)麵(mian)的(de)矽(gui)醇(chun)基(ji)。烷(wan)基(ji)化(hua)處(chu)理(li)采(cai)用(yong)小(xiao)分(fen)子(zi)(如三甲矽烷)的試劑,其空間位阻遠小於C18基團。大多數固定相僅有30%可覆蓋的鍵合位置。據報道,通過某些極活躍的化學試劑及特殊的反應條件,最高的覆蓋量可達50%。很好地了解矽膠鍵合相的物理特性將有助於在高效液相色譜的反應中選擇合適的色譜柱。表麵上看C18柱雖然化學官能團相同,而實際上不同品牌的C18柱性能可能有很大差別,從而產生不同的分離結果。1.2 C18柱的規格對色譜柱的影響 柱填料的選擇關係到色譜分離的可能性,而柱規格的選擇直接影響分析速度、分離能力、檢測能力及每次分析的溶劑消耗等。柱規格包括兩方麵:柱內徑和柱長度。柱內徑,分析型一般為2~6 mm,製備型20 mm,大者可達80 mm;柱長度,分析型5~30 cm,製備型15~50 cm。yibanlaishuo,zhuneijingbuyingxiangfenliduyufenxishijiandeguanxi。jintian,zhujishuyifazhandaobutongzhuneijingdezhuzinenggoujuyouxiangtongdexingneng。butongneijingdezhuziyougejutedian,duixiangtongdefenxishijianhefenlidulaishuo,neijingdadezhuzibineijingxiaodezhuziduoxiaohaorongji。lingyifangmian,jiaoxiaoneijingdezhuziduixiangtongdejiancexinhaolaishuosuoxuyangpinliangyijiaoshao。yinci,zaiyangpinliangyouxianshi,keshiyongxiaoneijingzhu。zhuchangduzengjiasuikegaishanfenlixiaoguo,danzuliyesuizhizengjia,bixutigaorukouyali。zhuyashitongshiyingxiangzengjiafenliduhejianshaofenxishijiandezhuyaozhangai。fenlidu、分析時間及柱壓三者相互製約,選擇好其中兩者,則第3個因素也就選好了。長柱可以給出高分離度,短柱可提供快速分離,我們可以根據樣品情況去選用合適的色譜柱。1.3 C18柱選用的基本原則 (1)選用經過烷基化處理封口的填料可防止堿性化合物的拖尾現象。(2)選用含碳量高的柱子,增加保留值。(3)選用較短的柱子(如15 cm,7.5 cm)。(4)選用小顆粒度的填料。(5)對分子量大的組分選用大孔徑填料的柱子。二、C18柱的日常使用和維護在日常分離分析工作中,色譜柱使用是否得當,直接影響色譜柱的壽命。下麵介紹C18柱在日常使用過程中應注意的事項。(1)柱子在裝卸、更換時,動作要輕,接頭擰緊要適度。必須防止較強的機械振動,以免柱床產生空隙。(2)如果儀器用來做常規分析,樣品種類有限,但分析次數多,則不妨為每一類常規分析配置1根專用柱,這樣有助於延長柱子的壽命。(3)如使用柱溫控製裝置時,應注意在通入流動相後才能升溫。(4)流動相使用前需進行脫氣處理,以免降低柱效和影響檢測等。樣品溶液需經適當的前處理及過濾,以減少柱汙染和堵塞。(5)在更換流動相種類時,應注意溶劑的互溶性,防止發生鹽析現象。(6)柱子的實際操作壓力應低於填裝時的最高壓力,最好在最高壓力一半以下。一般不超過20 593.965~29 419.95 kPa。在低壓力(≤14 709.975 kPa)的範圍使用,可使柱保持長時期的高柱效。(7)C18色譜柱屬非極性鍵合相色譜柱,流動相的pH值應嚴格控製在2~7之間,以免損壞柱子。(8)在完成分離分析工作之後,不應立即停機,需及時對色譜分析係統進行衝洗,一般0.5 h以上,以除去色譜柱內的雜質。(9)如果流動相中有鹽類,首先用水充分清洗。如果是胺類(如三甲胺類或四丁基胺類)添加到流動相中,要用50%甲醇和0.05%磷酸溶液混合溶劑衝洗,不要隻用水衝洗。(10)C18一般用100%甲醇作為保存溶劑,以防柱子幹裂而損壞。嚴禁水或緩衝溶液長時間在色譜流路中保留。(11)選用合適的C18保護柱,以保護分析柱免受雜質顆粒及不可逆吸附的幹擾物的影響。保護柱內裝填料顆粒度應與分析柱填料的顆粒度盡量一致。(12)柱的保存期不宜太長。短期不用的C18柱,用甲醇衝洗30~60 min,然後將柱兩端密封。較長期不用的柱子,一是采取定期衝洗,再密封的方法;二是在衝洗後,柱兩端各裝1隻有一定容量的灌滿甲醇的容器(隻裝一端也可),以補充在較長存放期間柱內溶劑的蒸發。三、C18柱(zhu)的(de)維(wei)修(xiu)色(se)譜(pu)柱(zhu)在(zai)日(ri)常(chang)使(shi)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong),盡(jin)管(guan)保(bao)護(hu)嚴(yan)格(ge),樣(yang)品(pin)和(he)流(liu)動(dong)相(xiang)盡(jin)管(guan)經(jing)過(guo)前(qian)處(chu)理(li),但(dan)經(jing)過(guo)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)使(shi)用(yong),仍(reng)然(ran)難(nan)以(yi)完(wan)全(quan)避(bi)免(mian)柱(zhu)子(zi)受(shou)到(dao)汙(wu)染(ran),固(gu)定(ding)相(xiang)流(liu)失(shi)、板結、柱床塌陷以及柱效下降等。有些可以通過維修,使部分柱效恢複。
3.1 柱汙染再生技術 色譜柱汙染後,可以用合適的溶劑衝洗,使柱效再生。C18柱常規的再生洗滌方法是:分別用甲醇、三氯甲烷、甲醇/水各60 mL依次通過色譜柱,再用100%甲醇60 mL平衡色譜柱後封存,柱效將恢複正常。必要時,根據柱汙染性質(如有機汙染、鹽類汙染等),采用0.05 mol/L H2SO4、0.5 mol/L H3PO4或0.1 mol/L EDTA鈉鹽衝洗,然後再用水衝洗,最後用100%甲醇平衡色譜柱後封存。對於嚴重汙染的C18柱,可采用水、甲醇、氯仿、乙烷依次衝洗後,按順序倒過來再衝洗1次,每次所用溶劑60 mL,不接檢測器,最後用100%甲醇平衡色譜柱封存。
3.2 柱汙染的修複 在柱汙染再生無效或已知柱汙染嚴重時,可以采用柱修補的方法解決,但柱汙染深度不宜超過5 mm。方法是將特製小鏟將汙染部分挖去,再用與柱填料相同的固定相與流動相混合製成漿狀,然後將漿狀固定相仔細補入被挖去的部分(盡量使後填補的固定相接近原裝的緊密程度),修(xiu)平(ping)端(duan)麵(mian)即(ji)可(ke)。修(xiu)好(hao)的(de)柱(zhu)子(zi)如(ru)果(guo)柱(zhu)頭(tou)兩(liang)端(duan)的(de)篩(shai)板(ban)的(de)孔(kong)徑(jing)是(shi)一(yi)致(zhi)的(de),可(ke)將(jiang)柱(zhu)子(zi)顛(dian)倒(dao)過(guo)來(lai)使(shi)用(yong)一(yi)般(ban)時(shi)間(jian),目(mu)的(de)是(shi)借(jie)助(zhu)流(liu)動(dong)相(xiang)衝(chong)洗(xi)作(zuo)用(yong),恢(hui)複(fu)柱(zhu)床(chuang)緊(jin)密(mi)程(cheng)度(du)。3.3 柱塌陷的修複 柱塌陷的原因很多。對於塌陷不太嚴重時,如果柱頭兩端的篩板孔徑是一致的,可將柱顛倒使用一般時間,即可恢複性能。當塌陷嚴重(5mm左右)時,可采用柱汙染的修複方法修補即可。
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