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色譜柱的選購要考慮哪些要點

更新時間:2022-12-10

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  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。
  選購色譜柱一定要認真看待,即使都是C18柱,不同品牌、同一品牌不同系列都有不同的功能,有能耐受低pH值的、有耐高溫的、有適合堿性樣品的等等。
  原則一:看物理性質
  柱長,內徑,如250*4.6mm。一般柱長在2—250mm,柱越長,分離度越高,但柱壓更高,分離所需時間更長;但分離度與理論塔板數(shù)的平方根成正比,所以一昧增加柱長并不是有效的分離手段,一般情況下,150mm、5um的填料可以提供足夠的塔板數(shù)。
  粒徑,影響色譜分離度。粒徑越小,分離越快,柱效越高,但柱壓力越高,柱容易被污染,導致柱壽命降低。常見分析柱通常使用5um填料,復雜的多組分樣品分離一般使用3.5um粒徑,更大內徑的制備色譜柱通常使用更大的粒徑。如果固定相選擇是正確,但是分離度不夠,那么選用更小的粒度的填料是很有用的。3.5um填料填充柱的柱效比相同條件下的5um填料的柱效提高近30%;然而,3.5um的色譜柱的背壓卻是5um的2倍,因此如何選擇填料粒徑需要根據現(xiàn)實情況而定。
  孔徑,60A,100A,120A,300A等。孔徑小,則含孔率高,比表面積大,載碳量高;色譜柱填料孔徑大小需和分子大小相匹配,保證分子自由進出填料孔并與孔內表面的鍵合相進行分離分配,通常要求孔徑直徑是分子直徑的3倍以上,一般小分子使用80—120A,大分子使用300A。
  顆粒形狀,一般有球形和不規(guī)則形,當使用黏度較大的流動相時,球形顆粒可以降低柱壓,延長色譜柱壽命。
  比表面積,指的是每克填料的表面積,如180m2/g—350m2/g,與粒度和含孔率有關;比表面積大,會增加樣品與鍵合相之間的反應,增加保留和分離度;比表面積小則可以縮短分析時間和平衡時間,并不是比表面積大或者小就更好,需要選擇合適的比表面積。
  原則二:看化學性質
  硅膠基質:通用的基質,強度大,化學修飾容易,但使用的pH值范圍有限(一般為2—8,特殊修飾的可以達到1—12)。
  聚合物基質:多為聚苯乙烯—二乙烯基苯或聚甲基丙烯酸脂,化學穩(wěn)定,應用pH范圍寬,具有更強的疏水性,對蛋白質等樣品分離效果較好;但強度較小,有機溶劑可能導致聚合物溶脹而受損,批次重復性較差,商品化色譜柱不多,一般價格較貴。 
  載碳量:基質表面鍵合相的比例,載碳量高,則保留增加,適合分析非極性化合物。
  鍵合相:鍵合試劑不同,對化合物的選擇性不同,一般長鏈的烷基鍵合相(C18 、C8)比短鏈的(C4、 C3)穩(wěn)定;非極性的鍵合相比極性的鍵合相(-NH2)穩(wěn)定。
  封端:用短鏈將裸露的硅羥基鍵合后封閉起來,以減少殘留的硅醇基,減輕待測組分與酸性硅羥基反應而引起的色譜峰拖尾現(xiàn)象。尤其對于極性樣品而言,未封端處理的色譜柱分離效果較差。
  原則三:看正相、反相色譜

固定相極性

流動相極性

出峰順序

反相吸附色譜

非極性

強極性(水、甲醇、乙腈等)

強極性物質先出峰

正相吸附色譜

極性

弱極性(己烷、庚烷等)

弱極性物質先出峰

 

  原則四:根據柱長及內徑選擇
  長度的選擇:柱越長,總柱效越高(n值越大),柱越長,分析時間也越長。250—300mm是普遍的柱長,實驗室一半以上的工作都是采用此規(guī)格柱子,一般用來分離l0到50個組份的中等至復雜混合物;500—600mm,要求較高分辨率的應用,—般用來分離大于50個組份或包含有難分離物質的復雜樣品程序升溫分析。
  內徑:柱效率與柱半徑平方成反比,內徑越小柱效越高,但內徑越大,柱容量也增加,允許進樣量就越多。當進樣量超過柱容量時,則因柱內每塊理論板內不能建立真正的平衡,將會導致色譜蜂畸變,柱分辨率降低,重現(xiàn)性不好。因此對于復雜樣品需要精確分離,必須使用小內徑柱子。另一方面若樣品中存在具有很不相同濃度組份化合物,為了增加樣品容量就必須使用內徑大的柱子,目前實驗室使用最常見的柱子內徑一般是4.6mm。
  一般選擇原則:分析大分子量化合物選擇大孔徑色譜柱;對于高pH值或者堿性化合物需要選擇高封端或者特殊封端的色譜柱,以改善峰形,延長色譜柱使用壽命等。
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