色谱柱的维护和保养.doc

色谱柱的维护和保养

色谱作为一种分离技术与方法，自本世纪初起已经有100多年的历史了，现在已经成为分析化学学科中的一个重要的分支。在人类进入新时代之际，人们面临着在信息科学、生命科学、材料科学、环境科学等领域的快速发展的挑战，在这些领域人才的需求成为国家高度发展的至关重要的因素。而色谱技术是生命科学、材料科学、环境科学必不可少的手段和工具。根据最近的统计在全世界各类分析仪器中气象色谱仪和液相色谱仪的营销总额占25%-30%。
        科学技术的发展，使得色谱技术也得到进一步的发展，不断有新的联用的技术得到应用。生物医学的发展，也不断要求高灵敏和高选择性的方法对研究的对象进行定性和定量的研究。
        1 色谱柱的相关性质
        1.1 色谱柱的定义：装填有固定相用以分离混合组分的柱管。多为金属或玻璃制作。有直管形、盘管形、U形管等形状。
        1.2 分类：色谱柱可分为填充柱和开管柱两大类。液相色谱通常均采用填充柱。色谱柱的分离效果取决于所选择的固定相，以及色谱柱的制备和操作条件。简单而言：常见的分配住填料：碳十八柱（ODS/C18)、碳八柱（Octy了/C8）、碳六柱（Hexyl/C6）、碳四柱（Butyl/C4）、碳一注（Methyl/C1）、阴离子交换柱（SAX)、阳离子交换柱（SCX）、苯基柱（Phenyl）、氨基柱Amino/NH2）、氰基柱（Cyano/CN/Nitrile）。常见的吸附柱填料：硅胶柱
        色谱柱的选择会直接影响混合物中组分的分离。举例来讲：对于填充柱而言，可选择的固定相较多，柱容量较大，但是受柱长的限制，分离能力有限，主要应用于简单化合物的分离。
        2 色谱柱的维护与保养
        2.1 色谱柱的维护。我们在使用新的色谱柱应该在我们自己的液相色谱仪上进行性能测试，即使用色谱柱附带的检验报告上测试条件和样品来测定该色谱柱的柱效。并且，在以后的使用中，应时常对色谱柱进行测试。而且在使用的过程中常常有堵塞的现象，造成这种现象的主要原因是①溶剂中的不溶物②样品中的不溶物③泵进样器等中的不溶物④柱内不溶物的形成等。如果当色谱柱堵塞以后我们可以对色谱柱进行修复，首先，使用含盐缓冲液后（如离子对试剂）应用溶解性强的溶剂（如水）进行冲洗。其次，先断开检测器，然后用对来自样品中的物质有强溶解性的溶剂进行冲洗，对于反相色谱柱，可使用甲醇、乙睛、四氢呋喃、氯仿、庚烷等，在此条件下，应避免溶剂的pH低于2或高于8。最后如果经过上述还是没有修复，色谱柱压力还是没有下降，则要断开检测器，将色谱柱反方向放置，然后检查柱压，若压力稳定下降，则保持色谱柱反方向连接，用低于0.5 ml/min 流速冲洗一小时。如果压力不下降，则要看内置过滤器是否被堵塞，如果被堵塞应冲洗或更换，若进口端的填料发生堵塞，柱子将不可能被彻底恢复，只能通过去掉进口端的部分填料，重新填充进行有限的柱效恢复。而且修复的厚度是2-5mm。
        2.2 色谱柱的保养。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。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；另外，在做柱性能测试时是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。我们在对色谱柱使用前进行测试以后，我们要根据不同的情况对色谱柱进行保养：①反相色谱柱每天实验后的保养：使用缓冲液或含盐的流动相，实验完成后应用10%的甲醇/水冲洗30分钟，洗掉色谱柱中的盐，再用甲醇冲洗30分钟。注意：不能用纯水冲洗柱子，应该在水中加入10%的甲醇，防止将填料冲塌陷。②长期保存色谱柱：如色谱柱要长时间保存，必须存于合适的溶剂下。对于反相柱可以储存于纯甲醇或乙腈中，正相柱可以储存于严格脱水后的纯正己烷中，离子交换柱可以储存于水（含防腐剂叠氮化钠或柳硫汞）中，并将购买新色谱柱时附送的堵头堵上。储存的温度最好是室温。
        概括起来就是：①柱子在任何情况下不能碰撞、弯曲或强烈震动；②当柱子和色谱仪联结时，阀件或管路一定要清洗干净；③要注意流动相的脱气；④避免使用高粘度的溶剂作为流动相；⑤进样样品要提纯；⑥严格控制进样量；⑦每天分析工作结束后，要清洗进样阀中残留的样品；⑧每天分析测定结束后，都要用适当的溶剂来清洗柱；⑨若分析柱长期不使用，应用适当有机溶剂保存并封闭。
        3 色谱柱的维护与保养在高压液相色谱中的应用
        高效液相色谱(HPLC)是20世纪60年代后期发展起来的分离分析技术，是现代分离测定的重要手段。问世以来，因其具有分离效能高、分析速度快、检测灵敏度好、能分析高沸点但不能气化的热不稳定生理活性物质的特点而被广泛应用于生物化学、药物及临床分析。高效液相色谱柱是消耗品，会随使用时间或进样的次数增加，出现色谱峰高降低，峰宽加大或出现肩峰，柱效下降。需要定期进行彻底清洗和再生，不同的色谱柱清洗方法各不相同比如：
        3.1 反相柱 分别用甲醇:水=90:10，纯甲醇（HPLC级），异丙醇（HPLC级），二氯甲烷（HPLC级）等溶剂作为流动相，依次冲洗，每种流动相流经色谱柱不少于20倍的色谱柱体积.然后再以相反的次序冲洗。
        3.2 正相柱 分别用正己烷（HPLC级），异丙醇（HPLC级），二氯甲烷（HPLC级），甲醇（HPLC级）等溶剂做流动相，顺次冲洗，每种流动相流经色谱柱不少于20倍的柱体积(异丙醇粘度大，可降低流速，避免压力过高).注意使用溶剂的次序不要颠倒，用甲醇冲洗完后，再以相反的次序冲洗至正己烷，所有的流动相必须严格脱水。
        3.3 离子交换柱 长时间在缓冲溶液中使用和进样，将导致色谱柱离子交换能力下降，用稀酸缓冲溶液冲洗可以使阳离子柱再生，反之，用稀碱缓冲溶液冲洗可以使阴离子柱再生。
        另外，还可以选择能溶解柱内污染物的溶剂为流动相做正方向和反方向冲洗。但再生后的色谱柱柱效是不可能恢复到新柱的水平的.如果柱子装反了，可以调回来，但可能会造成柱内担体塌陷.在不得已的情况下尽量不要反装色谱柱。
        加强色谱柱的维护与保养对于色谱柱高压液相色谱中应用有着重要的意义，制定色谱柱管理的标准操作规程并严格执行。每一根新购进的色谱柱必须造册登记，内容包括：生产公司、品名、型号、规格、购进时间、启用时间、单价、柱内保护溶液等。色谱柱分类存放，硅胶柱、化学键合硅胶柱、氰基或氨基柱、离子交换树脂柱、凝胶柱各用一个色谱柱盒，盒上贴上标签，注明类别。随柱说明书装入密实袋附在登记本上。每启用一根色谱柱，在色谱柱上贴上标签，注明启用日期。每根柱子每两个月保养一次，特别是对于一些使用频率少的柱子，因为放置时间长，容易干柱，每一次做好保养记录。对于确已失效的柱子，做好停用记录，不能随意丢弃，专门存放，如果现用的柱子的填料需要填补，可以用存放的柱子的填料。在从事生产的单位的质检部门，对于使用时间较长柱效降低的柱子，可把它用于检测产品的中间体。