每一根色譜柱都有一個大致的進(jìn)樣針數(shù)壽命,理論上可以有一個規(guī)定,達(dá)到進(jìn)樣多少針,,就強制報廢,。
不過好像并沒有這樣的規(guī)定,那么也可以作為一個參考,,當(dāng)色譜柱的柱性能參數(shù)(就是常說的理論塔板數(shù)、分離度、拖尾因子等等)不達(dá)標(biāo)時,,參照進(jìn)樣針數(shù)判斷是柱子壽命到了,屬于不可逆因素,,只能換柱子,。
還是其它原因,如流動相配制錯誤,,或者流動相變質(zhì)了,,也可能稀釋液強度太大,也可能是方法就是錯的,,也可能是樣品本身問題,。
不過色譜柱的累積性損壞自然不是一朝一夕的事,柱性能是緩慢下降的,,但是沒有一個特定的標(biāo)準(zhǔn),,要看具體的分析方法,而且跟柱型號也有關(guān)系,。
常規(guī)的分析方法下C18柱壽命是很長的,,因為C18柱是目前技術(shù)最先進(jìn),,質(zhì)量最可靠,使用最廣泛的色譜柱,,在常規(guī)分析方法下,,基本上不會損壞。
但是如果流動相比較特殊,,如高鹽,、高pH>8、低pH<1,、高柱溫,、高比例水相、高比例有機相等等,,色譜柱的損壞就會相應(yīng)地加劇,。
這些可以算作是化學(xué)損傷,如果是操作不當(dāng),,例如,,流動相和樣品溶液沒有過濾,或者撞擊色譜柱等,,也會造成物理損傷,,也會嚴(yán)重影響色譜柱壽命,甚至是“一招斃命”,。
前面提到了柱型號,,不同型號的色譜柱壽命當(dāng)然也不一樣,跟前面說到的C18類似的,,CN柱,、苯基柱等鍵合硅膠柱都具有較長的使用壽命。
不過所有基于硅膠基質(zhì)的色譜柱都有一個天生的弱點,,就是硅膠是能被水溶解的,,雖然溶解度很小,但是長年累月使用,,尤其在反相色譜系統(tǒng)中,,累加了高鹽、高pH,、高柱溫,、高比例水相等方法參數(shù)后,硅膠的流失尤為明顯,。
不過,,是有一種方法可以解決這個問題的,就是在色譜柱前加一個柱芯與色譜柱類型相同的預(yù)柱,,也叫保護柱,,當(dāng)流動相里溶解預(yù)柱里的硅膠飽和以后,,就不再侵蝕色譜柱的硅膠,從而大大延長色譜柱壽命,。不過不到萬不得已還是不要使用特別苛刻的流動相,要知道預(yù)柱的柱芯也是很貴的,,那就是一根較短的色譜柱啊,,就算保住了色譜柱,經(jīng)常換柱芯也是吃不消的,。
但是,,有一些類型的色譜柱,天生就是短命鬼,,例如NH2柱,,有時候好不容易平衡好系統(tǒng),進(jìn)個幾十針樣就OVER了,,像是一次性的,。就像焰火,它華麗的現(xiàn)身,,轉(zhuǎn)瞬就湮滅了,。
這些就留待色譜柱專家們?nèi)ラ_發(fā)更加穩(wěn)定可靠的新填料了。
還有一類柱子,,就是手性分離柱,,這在醫(yī)藥行業(yè)是很大的一個應(yīng)用。
通常手性色譜柱是正相柱,,這就要求我們在使用手性柱之前要先把系統(tǒng)置換干凈,,再接上柱子用流動相沖洗平衡進(jìn)樣。
通常是甲醇,、異丙醇,、正已烷+異丙醇、流動相這樣的順序,,如果忘記這個過程,,會造成很大的麻煩。
而且有一些手性柱是涂敷柱,,例如淀粉,、纖維素等大分子涂敷柱非常怕水,如果系統(tǒng)中原來的反相流動相沒有置換干凈,,就會對色譜柱造成不可逆損傷,,甚至報廢。
近年來,,科學(xué)家也開發(fā)出了鍵合的手性柱,,相比較要穩(wěn)定的多,,甚至也可以應(yīng)用反相色譜系統(tǒng)。
使用后對色譜柱的沖洗保存也比較重要,,使用了緩沖系統(tǒng)的尤其要注意,。
這里推薦一個反相色譜系統(tǒng)的通用沖洗流程:將所有通道置換成含有較低有機相比例的水相中,比如10-30%乙腈或甲醇,,然后沖洗1個小時,,然后再梯度增加有機相比例,各沖洗一定時間,,最終保留在高有機相比例的沖洗液里,。
低有機相比例的沖洗液是為了盡可能地沖洗緩沖鹽。
通常低壓梯度洗脫的液相色譜儀采用的是四元泵,,就是單泵四通道,,比例閥混合。
這種混合方式有個弊端,,就是混合效果差,,因為各通道不同比例是通過開關(guān)各通道閥的時間來控制的。
打比方乙腈:緩沖鹽=50:50,,如果流速是1.0mL/min,,并不是說乙腈和緩沖鹽以各0.5mL/min的流速來混合;而是流速一直是1.0mL/min,,但是在往復(fù)泵一個來回的時間內(nèi),,兩個通道分別打開一半的時間,也就是說系統(tǒng)管道里是一段乙腈,、一段緩沖鹽,。
這樣就會造成鹽的析出。所以,,往往是兩通道混合,,就算沒有用緩沖鹽,還是建議先按比例混合好了,,然后走單通道,,否則的話一樣會造成鹽析出,或者基線波動,。走梯度洗脫的話,,往往會把有機相通道(B)中加入一定比例的水,或者把水相通道(A)配成梯度洗脫的初始比例,,把有機相通道(B)配成梯度洗脫最終的比例,。
這里有兩點需要說明:
第一:一般認(rèn)為,色譜系統(tǒng)包括色譜柱的沖洗甚至保存,都可以使用流動相,,只是不加緩沖鹽,、酸堿等。例如上面提到的乙腈:緩沖鹽=50:50,,做完樣品以后,,就可以用50%乙腈/水來沖洗保存。
有一些品牌色譜柱,,建議如果不是含鹽或者強酸強堿,,一般不建議沖洗。
不過這只適合短期保存,,也就是沒隔多久又要再次使用。
長期不用的色譜系統(tǒng)包括色譜柱還是應(yīng)該沖洗后保存在高比例低極性溶劑體系中,。
一般建議正相系統(tǒng)保存在正已烷:異丙醇=90:10,,反相系統(tǒng)保存在乙腈:水=90:10或者100%乙腈中。
第二:隨著快速分離色譜柱的發(fā)展,,很多的低粒徑色譜柱得到應(yīng)用,,而且往往柱溫也較高,通常達(dá)到50度或以上,,這種色譜系統(tǒng)通常柱壓也較高,,貿(mào)然用高比例水相沖洗可能會導(dǎo)致系統(tǒng)超壓。
可以先用流動相沖洗,,或者斷開色譜柱,,用高比例水相沖洗系統(tǒng),再接上柱子逐步提高有機相比例沖洗,,也可以先調(diào)低流速沖洗,。
而且,最好待沖洗快要結(jié)束時再降低柱溫,。
下面說說氣相色譜柱,,現(xiàn)如今填充柱幾乎退出了歷史,人們說起氣相色譜柱自然就是石英毛細(xì)管柱,。
相比較液相色譜柱,,感覺氣相柱要簡單的多,而且,,往往氣相柱各型號之間的專屬也不那么強,,往往一個樣品用多種色譜柱分析,通過調(diào)整溫度程序,,也可以得到相類似的分析結(jié)果,。結(jié)合到本文標(biāo)題,氣相色譜柱的進(jìn)樣針數(shù)同樣也僅供參考,不能作為色譜柱壽命的唯一參數(shù),,影響氣相色譜柱的壽命的因素基本為高溫,、高溫時間、樣品中的高沸物(包括一些在不適合的方法中,,樣品的分解或聚合物),、載氣純度等。
常規(guī)的氣相色譜柱通常是石英管表面涂敷的液體填料,,所以一般情況下,,氣相色譜的分離其實是氣化后的樣品在液體填料里的溶解再揮發(fā)的性質(zhì)不同來實現(xiàn)的。那么既然填料是液體,,自然就會揮發(fā)了,,氣相色譜柱的壽命最大的影響因素就在這里。氣相色譜柱都會有一個極限溫度,,一般使用溫度會在這個極限溫度下的20度左右,。通常氣相分析方法是程序升溫的,高溫的溫度和保留時間決定了每一次進(jìn)樣對色譜柱的影響,。不過不同類型的色譜柱因為其填料的性質(zhì)不同,,其極限溫度也不同,自然最高使用溫度就不同,。反過來說,,在相同使用溫度下,其壽命也不相同,。
不管什么分析方法都要盡可能的真實反應(yīng)樣品里的溶劑及所有物質(zhì)的含量,, 氣相色譜分析樣品的首要條件是,樣品要能被氣化,,就是進(jìn)樣口溫度及程序終溫要大于樣品的沸點(這也不是絕對的),,當(dāng)樣品中有高沸點的物質(zhì),甚至是無機鹽,、機械雜質(zhì),,不能被氣化留在了襯管里,甚至留在了色譜柱中,,就會對色譜柱有損傷,。這種情況最好是要處理一下樣品,萃取,、蒸餾,、過濾都是常用的方法。如果實在無法避免,,就要經(jīng)常更換隔墊,、襯管玻璃毛等,,過一定時間還要把色譜柱前段割一段下來,通常是1米左右,。除了這些,,還應(yīng)注意對樣品性質(zhì)的了解,如果樣品的熱穩(wěn)定性差,,進(jìn)樣分析過程中發(fā)生了分解或者聚合,,產(chǎn)生高沸物就會對色譜柱產(chǎn)生很大影響,如果這些物質(zhì)不能被溶劑沖洗的話,,這種損傷就是不可逆的,,而且分析結(jié)果也不準(zhǔn)確。這種情況下就要適當(dāng)?shù)慕档蜏囟?,直到不發(fā)生這種反應(yīng),。或者換其它的分析方法,。
通常我們使用的載氣是高純氮氣,,原因就兩個字——便宜!但是,,排除經(jīng)濟因素,這并不是一個最佳的選擇,。因為氮氣的生產(chǎn)就是液態(tài)空氣蒸發(fā)來的,,但是因為氮氣和氧氣性質(zhì)接近,一般很難杜絕高純氮氣里含有少量的氧氣,。氧氣在高溫柱對整個氣相色譜系統(tǒng)包括色譜柱都會產(chǎn)生不良影響,。所以一般儀器廠家還是建議使用高純氦,尤其在進(jìn)行計量,、驗證等高標(biāo)準(zhǔn)分析時,,不過一瓶高純氦可以換5瓶高純氮,一般用戶還是選擇使用高純氮氣,。其實從儀器性能來講,,也可以使用高純氫氣作為載氣,低含氧量,、低背景,、低廉的價格都是不錯的選擇,當(dāng)然一般考慮到氫氣的泄漏以及儲運的風(fēng)險,,往往被用戶所排除,。不過,帶TCD檢測器的氣相色譜往往還是使用高純氫氣作為載氣,。