液相色谱柱是液相色谱(HPLC)中关键的组成部分,主要由柱管、压帽/卡套、筛板(滤片)等组成。其孔径和比表面积对分离效果有重要影响:孔径小、比表面积大有利于增强保留和分离度,但可能增加背压;孔径大、比表面积小则适用于梯度分析。
液相色谱柱的工作原理主要基于样品在流动相和固定相之间的分配。当样品通过色谱柱时,不同物质分子与固定相的亲和力不同,导致它们在柱中的停留时间不同,从而实现分离。这种分离过程是在载气的推动下,样品组分在流动相(气体或液体)和固定相之间反复分配完成的。
1、安装色谱柱
方向确认
色谱柱通常标有流动方向箭头,需按箭头方向安装。反向使用可能导致柱效下降或填料压实不均。
连接步骤
卸下色谱柱保护套,用异丙醇或流动相湿润柱头。
将接头轻轻旋入色谱柱接口,避免过度拧紧导致柱头变形或填料压实。
连接管路后,缓慢打开流速阀,检查是否漏液。
初始冲洗
以低流速(0.1-0.5 mL/min)用初始流动相(如10%有机相+90%水)冲洗色谱柱10-15分钟,去除柱内空气和杂质。
2、运行条件设置
流速与压力控制
根据色谱柱规格和填料类型设置流速(如4.6mm内径柱常用1.0 mL/min)。
避免超过色谱柱最大操作压力(通常标注在柱身或说明书上),防止填料塌陷或柱床破裂。
柱温调节
使用柱温箱保持恒定温度(如25-30℃),减少温度波动对保留时间和峰形的影响。
避免柱温过高(如超过60℃),可能加速填料老化或溶剂挥发。
梯度洗脱程序
若使用梯度洗脱,需在程序开始前用初始流动相平衡色谱柱30分钟以上,确保基线稳定。
梯度结束后,用高比例有机相(如100%乙腈)冲洗色谱柱10-15分钟,去除强保留物质。
3、样品进样与检测
样品预处理
过滤样品(0.22μm滤膜)或离心去除颗粒,避免堵塞色谱柱。
调整样品溶剂与初始流动相组成一致,减少进样对柱效的影响。
进样量控制
根据色谱柱载样量(通常为柱体积的1%-5%)设置进样体积,避免过载导致峰展宽或拖尾。
例如,4.6×150mm C18柱的柱体积约为1.5mL,进样量建议不超过15μL(1%载样量)。
检测波长选择
根据目标化合物吸收特性选择检测波长,避免溶剂或杂质干扰。
若使用紫外检测器,需确保流动相在选定波长下无吸收。
4、使用后维护
冲洗与保存
反相柱:用高比例有机相(如乙腈或甲醇)冲洗30分钟,去除缓冲盐和强保留物质,再用纯有机相保存。
正相柱:用异丙醇或正己烷冲洗,避免填料干燥。
离子交换柱:用高盐或低盐缓冲液交替冲洗,恢复柱性能。
柱头清洗
若柱头污染,可用异丙醇或甲醇反向冲洗(需确认填料耐受性),或使用专用柱清洗液。
长期保存
将色谱柱两端用保护套密封,避免填料暴露于空气或溶剂挥发。
存放于阴凉干燥处,避免温度剧烈变化。