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液相色谱柱的分类、选择及维护

高秋荣

2018/07/09
国联质检团队

液相色谱（LC）

液相色谱柱的分类、选择及维护
西安国联质量检测技术股份有限公司
食品事业部：管聪怡

一．液相色谱柱的分类：(按色谱固定相基质分)
1.硅胶基质：
1.1反相色谱柱：
反相色谱填料常是以硅胶为基础，表面键合有极性相对较弱的官能团的键合相。反相色谱所使用的流动相极性较强，通常为水，缓冲液与甲醇，已腈等混合物。样品流出色谱柱的顺序是极性较强组合最先被冲出，而极性弱的组份会在色谱柱上有更强的保留。常用的反相填料有C18(ODS)、C8(MOS)、C4(B)、C6H5(Phenyl)等。
1.2正相色谱：
正相色谱用的固定相通常为硅胶(Silica)，以及其他具有极性官能团，如胺基团(NH2,APS)和氰基团(CN，CPS)的键合相填料。由于硅胶表面的硅羟基(SiOH)或其他团的极性较强，因此，分离的次序是依据样品中的各组份的极性大小，即极性强弱的组份最先被冲洗出色谱柱。正相色谱使用的流动相极性相对比固定相低，如：正乙烷(Hexane),氯仿(Chloroform),二氯甲烷(Methylene Chloride)等。
1.3离子交换色谱柱：
以磺化交联强阴/阳离子键合硅胶色谱柱，常用规格：强阴离子色谱柱(SAX)，强阳离子交换色谱柱(SCX)
2.聚合物基质：
聚合物调料多为聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙酸酯等，其主要优点是在PH值为1～14均可使用。相对与硅胶基质的C18填料，这类填料具有更强的疏水性；大孔的聚合物填料对蛋白质等样品的分离非常有效。现在的聚合物填料的缺点是相对硅胶基质填料，色谱柱柱效较低。
所有聚合物基质在流动相发生变化时都会出现膨胀或收缩。用于HPLC的高交联度聚合物填料，其膨胀和收缩要有限制。溶剂或小分子容易渗入聚合物基质中，因为小分子在聚合物基质中的传质比在陶瓷性基质中慢，所以造成小分子在这种基质中柱效低。对于大分子像蛋白质或合成的高聚物，聚合物基质的效能比得上陶瓷性基质。因此，聚合物基质广泛用于分离大分子物质。
3.其他无机填料：
其它HPLC的无机填料色谱柱也已经商品化。由于其特殊的性质，一般仅限于特殊的用途。如石墨化碳也用于正逐渐成为反相色谱填料。这种填料的分离不同与硅胶基质烷基键合相，石墨化碳的表面即是保留的基础，不再需其它的表面改性，该柱填料一般比烷基键合硅胶或多孔聚合物填料的保留能力更强，石墨化碳可用于分离某些几何导构体，又由于HPLC流动相中不会被溶解，这类柱可在任何PH与温度下使用。氧化铝也可用于HPLC，氧化铝微粒刚性强，可制成稳定的色谱柱柱床，其优点是可在PH高达12的流动相中使用。但由于氧化铝与碱性化合物作用也很强，应用范围受到一定的限制，所以未能广泛应用，新型氧化锆填料也可用于HPLC，商品化的仅有聚合物涂层的多孔氧化锆微球色谱柱，应用PH范围1～14，温度可达100℃。由于氧化锆填料几年才开始研究，加之面临的实验难度，其重要用途与优势尚在进行中。
二．色谱柱的选择
液相色谱仪基质的选择大致遵循以下法则，硅胶基质的填料被用于大部分的HPLC分析，尤其是小分子量的被分析物，聚合物填料用于大分子量的被分析物质，主要用来制成分子排阻和离子交换柱。
色谱柱在使用前，最好进行柱的性能测试，并将结果保存起来，作为今后评价柱性能变化的参考。在做柱性能测试时要按照色谱柱出厂报告中的条件进行(出厂测试所使用的条件是最佳条件)，只有这样，测得的结果才有可比性。但要注意：柱性能可能由于所使用的样品、流动相、柱温等条件的差异而有所不同。
三．色谱柱的维护
1. 色谱柱的平衡
反相色谱柱由工厂测试后是保存在乙腈/水中的。新柱应先使用10-20倍柱体积的甲醇或乙腈冲洗色谱柱。请一定确保您分析样品所使用的流动相和乙腈/水互溶。每天用足够的时间以流动相来平衡色谱柱，您就会在处理问题方面获得最大的"补偿"，
2. 色谱柱的再生
长期使用的色谱柱，往往柱效会下降(柱子的理论塔板数减低)。可以对色谱柱进行再生，在有条件的实验室应使用一个廉价的泵进行柱子的再生。
建议用来冲洗柱子的溶剂体积
3. 色谱柱的维护
a.使用预柱保护分析柱(硅胶在极性流动相/离子性流动相中有一定的溶解度)
b.大多数反相色谱柱的pH稳定范围是2-7.5，尽量不超过该色谱柱的pH范围
c.避免流动相组成及极性的剧烈变化
d.流动相使用前必须经脱气和过滤处理
e.如果使用极性或离子性的缓冲溶液作流动相，应在实验完毕柱子冲洗干净，并保存于甲醇或乙腈中
f.氯化物的溶剂对其有一定的腐蚀性，故使用时要注意，柱及连接管内不能长时间存留此类溶剂，以避免腐蚀。

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第1楼2018/07/16

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第2楼2018/07/18

挺好的总结！辛苦了！

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非常感谢，分享受用

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第4楼2018/12/01

楼楼是否有按组分在两相间分离机理的不同分类的？

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学习学习了

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dadgoh

第6楼2018/12/02

应助达人

常识性知识。

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第7楼2020/06/11

感谢楼主，学习学习了

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