一、簡介
色譜是一種分離分析手段,分離是核心,因此擔負分離作用的色譜柱是色譜系統(tǒng)的心臟。對色譜柱的要求是柱效高、選擇性好,分析速度快等。市售的用于HPLC的各種微粒填料好多孔硅膠以及以硅膠為基質(zhì)的鍵合相、氧化鋁、有機聚合物微球(包括離子交換樹脂)、多孔碳等,其粒度一般為3,5,7,10UM等,柱效理論值可達5~16萬/米。對于一般的分析只需5000塔板數(shù)的柱效;對于同系物分析,只要500即可;對于較難的分離物質(zhì)對則可采用高達2萬的柱子,因此一般10~30CM左右的柱長就能滿足復(fù)雜混合物分析的需要。
二、柱效影響因素
柱效受柱內(nèi)外因素影響,為使色譜柱達到*效率,除柱外死體積要小外,不要有合理的柱結(jié)構(gòu)(盡可能減少填充床以外的死體積)及裝填技術(shù)。即使的裝填技術(shù),在柱中心部位和沿管壁部位的填充情況總是不一樣的,靠近管壁的部位比較疏松,易產(chǎn)生溝流,流速較快,影響沖洗劑的流形,使譜帶加寬,這就是管壁效應(yīng)。這種管壁區(qū)大約是從管壁向內(nèi)算起30倍料徑的厚度。在一般的液相色譜系統(tǒng)中,柱外效應(yīng)對柱效的影響遠遠大于管壁效應(yīng)。
三、色譜柱的構(gòu)造
色譜柱由柱管、壓帽、卡套(密封環(huán))、篩板(濾片)、接頭、螺絲等組成。柱管多用不銹鋼制成,壓力不高于70KG/CM2 時,也可采用厚壁玻璃或石英管,管內(nèi)壁要求有很高的光潔度。為提高柱效,減小管壁效京,不銹鋼柱內(nèi)壁多經(jīng)過拋光。也有人在不銹鋼柱內(nèi)壁涂敷氟塑料以提高內(nèi)壁的光潔度,其效果與拋光相同還有使用熔融硅或玻璃襯里的,用于細管柱。色譜柱兩端的柱接頭內(nèi)裝有篩板,是燒結(jié)不銹鋼或鈦合金,孔徑0.2-20um(5-10 um),取決于填料粒度,目的是防止填料漏出.
四、分類
色譜柱按用途分為分析型和制備型兩類,尺寸規(guī)格也不同:①常規(guī)分析柱(常量柱),內(nèi)徑2-5mm(常量4.6mm,國內(nèi)又4mm和5mm),柱長10~30CM;②窄徑柱(NARROWBORE,又稱細管徑柱、半微柱SEMI-MICROCOLUMN),內(nèi)徑1~2MM,柱長10~20CM;③毛細管柱(又稱微柱MICROCOLUMN),內(nèi)徑0.2~0.5MM;④半制備柱,內(nèi)徑>5MM;⑤實驗室制備柱,內(nèi)徑20~40MM,柱長10~30CM;⑥生產(chǎn)制備柱內(nèi)徑可達幾十厘米。柱內(nèi)徑一般是根據(jù)柱長、填料粒徑和折合流速來確定,目的是為了避免管壁效應(yīng)。
五、柱的發(fā)展方向
因強調(diào)分析速度而發(fā)展出短柱,柱長3~10CM,填料粒徑2~3UM。為提高分析靈敏度,與質(zhì)譜(MS)聯(lián)接,而發(fā)展出窄徑柱、毛細管柱和內(nèi)徑小于0.2MM的微徑柱(MICROBORE)。細管徑柱的優(yōu)點是:①節(jié)省流動相;②靈敏度增加;③樣品量少;④能使用長柱達到高分離度;⑤容易控制柱溫;⑥易于實現(xiàn)LC-MS聯(lián)用。
但由于柱體積越來越小,柱外效應(yīng)的影響就更加顯著,需要更小池體積的檢測器(甚至采用柱上檢測),更小死體積的柱接頭和連接部件。配套使用的設(shè)備應(yīng)具備如下性能:輸液泵能精密輸出1~100UL/MIHN的低流量,進樣閥能準確、重復(fù)地進樣微小體積的樣品。且因上樣量小,要求高靈敏度檢測器,電化學(xué)檢測幫質(zhì)譜儀在這方面具有突出優(yōu)點。
六、柱的填充和性能評價
色譜柱的性能除了與固定相性能有關(guān)外,還與填充技術(shù)有關(guān)。在正常條件下,填料粒度>20um 時,干法填充制備柱較為合適;顆粒<20um時,濕法填充較為理想。填充方法一般有四種:①高壓勻漿法,多有用于分析柱和小規(guī)模制備柱的填充;②徑向加壓法,Waters ;③軸向加壓法,主要用于裝填大直徑柱;④干法。柱填充的技術(shù)性強,大多數(shù)實驗室使用己填充好的商品柱。
必須指出,液相色譜柱的獲得,裝填技術(shù)是重要環(huán)節(jié),但根本問題還在于填料本身性能的優(yōu)劣,以及配套的色譜儀系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是否合理。
無論是自己裝填的還是購買的色譜柱,使用前都應(yīng)對其性能進行考察,使用期間或放置一段時間后也要生意重新檢查.柱性能指標包括在一定實驗條件下(樣品,流動相,流速,溫度)下的柱壓,理論塔板高度和塔板數(shù),對稱因子,容量因子和選擇性因子和選擇性因子的重復(fù)性,或分離度。一般說來容量因子和選擇性因子的重復(fù)性在或以骨。進行柱效比較時,不要注意柱外效應(yīng)是不有變化。
一份合格的色譜柱評價報告應(yīng)給出柱的基本參數(shù),如柱長,內(nèi)徑,填料的種類,粒度,色譜柱的柱效,不對稱度和柱壓降等。
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