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色谱知识答疑
2016.10.19   点击5010次

    1、哪种柱子可以反冲,哪种不可以?反冲后是正着用,还是反着用?

    答:一般的正相、反相柱应该都能反冲,只有两端筛板孔径不对称的柱子不能反冲,不过目前这样的柱子已经比较少见了。反冲是为了把柱头的污染物冲洗掉,反冲后还是正着用比较好,以免柱子的两头都被污染。我们一直提倡的是:正向使用,反向冲洗。

    2、方法开发的时候,用乙腈和水作为流动相,在调整梯度的时候发现,刚开始用60%乙腈,RT为2.5分钟,调到40%乙腈,RT没有变化,30%也没有变化,一直调到20%的时候,RT突然变到了约13分钟,请问什么原因(用的是离子交换柱)?

    答:离子交换柱的保留时间主要由洗脱液的离子强度和pH决定,你现在讲的比较简单,需要把你的方法说的详细一点才能做具体的分析。譬如分析物是什么情况,其含有极性电离基团和非极性基团是什么性质?离子交换柱是聚合物基质还是硅胶基质?水相是什么缓冲盐?对于一根常用的c18柱,拿到一根新柱的时候应该怎样进行活化及维护?为什么要这样做?

    3、对于一根常用的c18柱,拿到一根新柱的时候应该怎样进行活化及维护?为什么?

    答:新柱活化,实际上是一个平衡的过程,除了用流动相平衡外,有时候还必须用所测样品对新柱进行平衡,特别是测定分子量比较高的多肽,尤其重要。因为分子量高的物质分子,扩散速度慢,平衡所需时间也相应较长。具体平衡方式也很简单,多进几次样品,直到峰面积和保留时间稳定,再进行正式进样测定。如果要加快平衡时间,把前面用来平衡的进样样品浓度加大,或者不等洗脱完成,连续进样多针。用待测物对新柱平衡,目的是将硅胶基质填料表面具有非特异性吸附的位点的吸附能力饱和掉。

    4、如果柱子长时间不用,需要如何储存?

    答:对一般的反相柱,也就是洗干净后放到纯甲醇(乙腈)或者是80%左右的甲醇(乙腈)水中,然后用堵头塞紧柱两头,以免保存溶剂挥发,应该不需要做特殊的保护。

    5、什么原因导致峰比原来大,而且出现的早?

    答:过快、过大的峰通常是由于从分流口和隔垫吹扫口排出的载气减少,而更多的进入色谱柱;因此增加柱头压力,可降低分流比。检查分流出品的气体流量,如需调整分流比则对调整此流量。如果问题依然存在,可卸下并清洁分流口。这个问题也可能由于柱头压调节阀有问题而引起。

    6、预柱或保护柱是不是必需?安装保护柱后会影响样品分析吗?

    答:加上保护柱,肯定有利于保护色谱柱不受一些颗粒物质的堵塞,肯定有害于分离度和柱效,因为保护柱中间有着死体积的存在,但是如果保护柱接得好,并且尽量控制其匹配性和经常更换,分离度和柱效应该影响并不大。

    7、何时需更换隔垫或衬管?

    答:通常比较好的隔垫至少能保证100次进样不发生问题。当色谱特征说明衬管有问题时,需要更换衬管。影响隔垫寿命的因素有注射器尺寸、进样口温度和压力,当然受压力影响的程度比较小。影响衬管寿命的因素通常是样品的清洁度。应该根据仪器维护历史记录来选择色谱需要的特定程序。

    8、Atlantis C18柱可以用较高比例的流动相,那么用完后应该怎麽清洗?在什么体系中保存比教合适?

    答:反相柱都可以用下面通用的方法清洗维护:流动相中不含缓冲盐分析完成后,用甲醇(或乙腈):水=90:10反向冲洗色谱柱45min流动相中含有缓冲盐,分析完成后,先用甲醇(或乙腈):水=10:90反向冲洗45min,然后再用甲醇(或乙腈):水=90:10反向冲洗色谱柱45min;(注意:甲醇(或乙腈):水=10:90容易长菌,使用时间不可超过3天);水性柱保存体系也不特别:短期保存在所用的流动相中(不含缓冲盐),中长期保存在纯甲醇(乙腈)或80%的甲醇(乙腈)/水中。

    9、正相硅胶柱一般保存在什么溶剂里面比较合适?

    答:短期和长期都建议保存在正相测定所用的流动相中,一般是正己烷和极少量的异丙醇。

    10、同一根色谱柱在分析完三聚氰胺后,再分析苯甲酸、山梨酸、糖精钠时为什么保留时间会提前?

    答:色谱柱被强保留物质污染后,保留时间提前和滞后的情况都有,具体要看污染物的性质,还要看分析物、固定相和污染物三者共同作用的情况,情况比较复杂,有时候比较难预测是提前还是滞后。不过你平时维护的时候,注意在测定后将污染物用有机溶剂反冲清洗,就可以减轻或避免这种情况的出现。建议每个分析方法用专门的色谱柱,长远看,这样更节省色谱柱的费用。

    11、怎么通过选择合适的柱子来提高分离度?

    答:提高分离度可从三个主要影响因素来考虑,柱效、选择性和保留因子。可通过减小填料粒径和增加柱长提高柱效;选择性和固定相选择以及pH条件有关,通过选择合适的色谱柱和合适的pH,可以提高选择性;有时候适当延长出峰时间增加保留因子,也可提高分离度。

    12、流动相走空了,液相色谱柱还能用吗?如果可以应该如何再生?

    答:能用的!可能柱子里会有气泡进去,但之后多用流动相冲冲,看到基线稳定,就没问题了。用色谱柱的保存液低流速长时间冲洗,然后再检测一下柱效,看柱子是否恢复,液相最好设置一下最低压限,这样就不怕流动相走光而会损伤色谱柱。

    13、如何改善峰形?(前伸峰、拖尾峰)

    答:前伸峰是由于色谱柱过载。当一种或多种化合物的进样量超过色谱柱固定相容量时,可能发生这种情况。液相膜越薄,色谱柱中保留的每种化合物就越少。这涉及到进样体积和进样中每个峰的化合物浓度。通过减少进样量、分流样品或进样浓度较低的样品,可减小进样体积。

    14、氨基柱时,有时候峰型突然变宽,有拖尾,用一段时间就又好了,什么原因,如何再生?如果可以冲的话,一般冲多久?

    答:氨基柱的硅胶孔内的氨基浓度非常高(大约有1mol/L),在有水存在的时候,在孔内形成一个pH10左右甚至超过10的很强的碱性小环境,并会导致硅胶基体慢慢溶解。不过硅胶基体的溶解会生成酸性的硅醇基,又会降低孔内的pH值,延缓硅胶基体的溶解进程。一段时间后,两个相反的过程会达成一个动态平衡,从而稳定下来。对你问题提到的这个现象,我想到的是这个原因。

    氨基柱,要看氨基柱的应用模式,是正相还是HILIC?这两种模式的情况是大不相同的。正相使用,一般很怕有水。但HILIC模式应用,一般流动相是乙腈/水,是不怕水的。不过键合氨丙基基团非常容易水解,所以一般氨基柱不适宜保存有水的溶剂中。作为正相应用时,流动相中要求一点都不能含水,但清洗柱子上的污染物质,是可以含水的,因为水有强极性,在正相色谱上洗脱能力极强,当然不必用100%纯水。氨基柱具体冲洗方法,正相条件按照正相硅胶柱的清洗方法,HILIC模式按C18柱的清洗方法。

    15、C18柱如果之前曾有些天一直保存在酸性环境中,会对柱子有什么损坏吗?pH在2左右。

    答:pH2左右容易使键合在硅胶基质上的固定相水解流失,包括C18和封尾试剂的水解,封尾试剂相对更容易水解。不知道你保存的酸性环境是不是含有缓冲盐,如果不含缓冲盐,只是短期几天保存在酸性流动相中,也不必过份担心,最多相当于这几天一直在使用这根色谱柱,因此减少几天的使用寿命吧;有缓冲盐就麻烦一点,保存期间水分挥发可能会导致缓冲盐结晶在柱内析出,对柱子损伤很大。

    16、色谱柱的安装有什么技巧?还有所谓的死体积怎么测定呢?

    答:色谱柱安装技巧不多,只要接头和柱头匹配,确实拧紧不漏就可以了,但也要注意不要拧得太紧以至于损伤螺纹。所谓死体积就是完全不保留的物质出峰时从进样到流过色谱柱的总体积,一般用极性非常强的尿嘧啶的出峰来测定。死体积包括柱体积(色谱柱内溶剂能占据的空腔体积)和柱外体积两部分。你从厂商这里买到色谱柱,柱体积已经是固定了,你能尽量避免减少的是柱外体积。进样器内死体积、毛细管长度、毛细管和色谱柱连接紧凑与否,保护柱或在线滤器产生的死体积大小,都对这个有影响。样品在柱内,除扩散外,还有和填料作用引起的组分分离;但样品在柱外,那就只有扩散这个使柱效下降的因素了。

    所以,要取得好的分离效率,柱外体积应该是越小越好。峰有时候前延,有时候拖尾,一般不是色谱柱的问题,应该是样品和色谱柱填料的作用问题,可以说如果色谱柱类型选择没问题,关键就是色谱条件的选择。包括进样量、样品溶剂、流动相组成(包括添加剂)、流动相pH以及柱温,都对峰形有影响。另外测定分子量较大的多肽,用样品老化平衡色谱柱很重要,分子量越大的物质,需要平衡时间越长。如果柱子没平衡好,峰形也可能会不正常。所以最好把你具体的测定条件也列一下,也便于有针对性的分析原因。

    17、柱塞板可不可拆下用超声波清洗,会有什么不良后果?

    答:不建议将柱筛板拆下清洗,因为拆下承压的柱筛板会导致柱床发生变化,影响色谱性能。应该对污染的色谱柱先进行清洗维护,维护没有效果,再把拆洗柱筛板作为最后的手段。

    18、CN基柱应该怎样维护才好呢?比如做完实验用什么流动相冲柱子、短期用什么溶剂保存、长期用什么溶剂保存等等。

    答:CN可作正相柱,也可作反相柱用,除了保存溶剂有特殊要求外,其它维护办法和一般正相和反相柱没有多大区别。

    19、色谱分析运行时,标样和样品的峰均随时间加宽

    答:如果保留时间没有很大区别,只是加宽的峰拖尾,可能表明有活化点。如果加宽的峰是对称的,可能是由于正常的色谱柱“损耗和流失”。如果峰前伸,说明色谱柱过载。

    20、排除色谱柱流失问题的最佳方法是什么?

    答:诊断色谱柱是否存在流失问题的最佳方法是第一次在方法条件下安装色谱柱时,做一次空白色谱图,然后将最近的运行和空白运行色谱图对比。如果在空白运行中产生了很多峰,则色谱柱性能改变,这可能是由于载气中含有氧气,也可能是由于样品残留。如果有GC-MS,则低极性色谱柱的典型流失离子(例如DB/HP-1或5)质/荷比m/z将为207、73、281、355等,大多数为环硅氧烷。

    21、请问我做一种药的分析,查美国药典规定使用100mm×40mm8μm色谱柱,流速3mLmin。可现在市场上已不容易找到这种规格的产品,于是我按USP中色谱柱比较的数据库的指引,选了一款选择性一致的等价色谱柱,其规格是100mm×46mm3μm的色谱柱,当选用3mLmin的流速时发现柱压超高,请问我如何对方法进行调整以满足USP的要求?

    答:流速调整原则是流动相通过柱子的线速度一致,等价柱的截面积大了,流速也应增加才能保持相同的线速度。新流速计算结果是:(4.6/4.0)2x3.0=4.0ml/min。但3ml/min流速都已导致柱压太高,4.0ml/min明显不行。好在USP还有个允许±50%的流速调整指导原则,这样将流速调至2.0ml/min既符合USP规定,又能使柱压降到可接受的范围,但这种改变不能引起其它不好后果。这个例子中,等度分析中,流速改变会引起塔板数和峰宽的改变,但不会影响峰的选择性。3um粒径色谱柱柱效比8um的高很多,可考虑缩短柱长以补偿或部分补偿流速降低造成的测定时间增加。所以,更佳选择是50mm×4.6mm,3μm的柱子,2.0ml/min的流速运行,可以在符合USP规定的情况下,又得到更快速的测定分离。

    22、最近我非常的沮丧,按照药典上的色谱条件和方法做某药物的分析,却始终得不到满意的结果。有人建议我对色谱条件,如进样量、流动相pH和温度等,进行微调以得到良好的峰形和分离效果,可按公司规定我不能这样做,怎么办?

    答:如果你心里老有这个思维定势“按规定,我不能......”,然后什么也不敢做,那真是不好办!只有去做了,去试着改变条件看看得到什么结果,你才能发现问题所在。如果改变条件后,仍得不到好结果,就要去找色谱条件以外的原因,如色谱柱、色谱仪器以及样品和制样过程中的是否存在问题?不管通过微调你是否取得了好结果,你也有了向领导汇报问题和解决方案的依据。而且,绝对不能调整药典规定色谱条件的说法通常是不对的。美国药典USP说的是如果改变药典方法需要重新做方法验证,但方法调整或者称微调以符合系统适应性的要求是允许的,是不需要重新做方法验证的。USP列了调整的几条指导原则,如±50%的流速调整,±10℃的温度调节等等。当然既然是指导原则,这些规定都不是绝对的,如温度调整±10℃,对有些方法适用,对另外的方法则±5℃的调整都会有问题,我们应该依据具体情况作出明智的科学判断。

    23、峰形后拖尾是什么原因造成的?

    答:[柱物理损坏] 色谱柱有物理损坏是造成峰形拖尾的根源。唯一的解决方法就是更换新柱。

    [柱内填料污染] 流动相和样品中的杂质是色谱柱主要污染源。流动相所用的各种溶剂至少是分析纯,尽量使用色谱纯试剂。流动相所用的水最好是超纯水或全玻璃器皿双蒸水。用前先用0.45um溶剂微孔过滤(器)过滤,除去可能存在的微粒。流动相建议现用现配,对于含盐的溶液尤其注意长置会产生细菌或出现沉淀。此外还得保证储存流动相的容器清洁。

    复杂样品可选用0.45um溶剂微孔过滤(器)或样品预处理柱对样品进行预处理,确保样品中不含微粒杂质。若样品不便处理,要使用保护柱。柱内填料污染时,可将柱头螺丝卸下,用专用工具挖出柱内前段被污染填料,再以相同的填料重新填入,修复。或以能溶解污染物的流动相按色谱柱使用的相反方向,冲洗色谱柱(约20至30倍柱体积,或视具体情况而定;另外,此时不能接检测器),将污染物冲出色谱柱,再按色谱柱标明的使用方向使用。

    [柱进口处有异物] 当断定是柱进口处有异物时,可将柱头螺丝卸下,取出滤帽并将其置于20%硝酸溶液中,用超声波清洗约20分钟,再置于超纯水中,并用超声波清洗约10分钟,重新装入色谱柱内即可。

    [样品浓度过高致使柱超载] 样品在柱上超载能引起峰展宽,拖尾(或伸舌)。适当减小进样量或样品浓度(需要时,可提高检测器灵敏度)直至峰形和保留时间不再改变,便可消除这种不良影响。减小进样量还能改善其分离度。正常情况下,样品中每种化合物在150×4.6mm柱中进样量保持在3~50ug范围内,不会引起明显超载。

    [样品溶剂不对] 选择合适的样品溶剂,以排除不必要的干扰。最好选用流动相溶解样品。

    [柱外效应]即进样阀、色谱柱及检测器间的管路过长、直径过粗、管路接头不匹配、有死体积,是影响色谱柱柱效的主要因素之一。所以在可能的条件下,色谱柱的两端连接管路要尽可能短,连接管内径尽可能细小,切口务必平整光滑,尽可能的减小死体积,以防止因样品扩散造成不能反映色谱柱真实柱效等情况发生。

    [缓冲不足或不合适] 在缓冲不好或离子强度过低的分离中,也会出现保留时间重现性差和峰形拖尾。增加缓冲浓度(与样品大小相匹配)能改善此情况。

    [硅醇基团作用] 仔细分析色谱柱内填料表面性质可知:反相色谱柱填料的表面大约被键合相覆盖了一半,其余的就是未被键合的硅醇基团。所谓的保留是指样品分子与键合相相互作用的结果。但是,酸性或碱性化合物与硅胶表面残存的硅醇基团或金属杂质之间相互作用而引起双重保留机理,因此,发生了峰形拖尾。为了减小峰形拖尾,通常可在流动相加入25mM三乙胺(抑制剂)。三乙胺能与硅醇基团发生强烈的相互作用,从而降低或阻断样品分子与硅醇基团的作用,以保证保留机理正常进行,并大大缓解了峰形拖尾。使用长链的硅醇基抑制剂,虽起效较慢,但持续力较三乙胺长。因为抑制剂分子中除了胺基与硅醇基团发生极性作用外,大分子中非极性部分与固定相也会发生反相作用而产生保留现象。如果将抑制剂加至样品中,效果会显著。

    [柱内金属污染] 柱内金属污染(Fe,Ni等)可引起某引些化合物峰形拖尾。金属可由填料本身带进,也可由腐蚀性流动相缓慢溶解柱进口的金属滤片,随流动相沉积到柱填料中。例如C18柱填料被金属污染后,造成酸性/碱性样品拖尾,可用碱洗/酸洗后再键合的填料,得到的峰是尖锐且对称的。

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