液相色谱柱的使用和维护

一、色谱柱的管理
　　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。

二、液相色谱柱的使用
　　色谱柱在使用前，Z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。在做柱性能测试时要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Z佳条件)，只有这样，测得的结果才有可比性。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。
1.样品前处理
　a、Z好使用流动相溶解样品。
　b、使用预处理柱除去样品中的强极性或与柱填料产生不可逆吸附的杂质。
　c、使用 0.45µm 的过滤膜过滤除去微粒杂质。
2.流动相的配置
　　液相色谱是样品组分在柱填料与流动相之间质量交换而达到分离的目的，因此要求流动相具备以下的特点：
　a、流动相对样品具有一定的溶解能力，保证样品组分不会沉淀在柱中(或长时间保留在柱中)。
　b、流动相与样品不产生化学反应
　c、流动相的黏度要尽量小，以便得到好的分离效果；降低柱压降，延长泵的使用寿命(可运用提高温度的方法降低流动相的黏度)。
　d、流动相的物化性质要与使用的检测器相适应。如使用UV检测器，Z好使用对紫外吸收较低的溶剂配制。
　e、流动相沸点不要太低，否则容易产生气泡，导致实验无法进行。
　f、在流动相配制好后，一定要进行脱气。除去溶解在流动相中的微量气体既有利于检测，还可以防止流动相中的微量氧与样品发生作用。
3、流动相流速的选择
　　因柱效是柱中流动相线性流速的函数，使用不同的流速可得到不同的柱效。对于一根特定的色谱柱，要追求Z佳柱效，Z好使用Z佳流速。对内径为4.6mm的色谱柱，流速一般选择 1ml／min，对于内径为 4.0mm 柱，流速 0.8ml／min 为佳。
　　当选用Z佳流速时，分析时间可能延长。可采用改变流动相的洗涤强度的方法以缩短分析时间(如使用反相柱时，可适当增加甲醇或乙腈的含量)。
注意：
　a．流动相要求使用 0.45 µm 滤膜过滤，除去微粒杂质。
　b．使用 HPLC 级溶剂配制流动相，使用合适的流动相可延长色谱柱的使用寿命，提高柱性能。
4.流动相平衡：
　a、在进行样品检测前，至少使用 20 倍柱体积流动相使色谱柱充分平衡。流动相一定要使用色谱级别的溶剂。如使用水相的缓冲液应当天配制以保持新鲜避免细菌产生。
　b、流动相使用前需用微孔滤膜过滤,消除流动相中颗粒对色谱系统和色谱柱的损坏。缓冲液与其他流动相混合后应重新过滤避免溶解度变化造成产生新的沉淀。不应使用纯水作为流动相冲洗 C18 色谱柱，以免柱性能损坏（添加 5％的有机溶剂冲洗色谱柱，同时可以达到对缓冲盐清洗的作用。还可以使色谱柱更容易平衡）。
　c、流动相需脱气后使用，可避免因气泡导致的泵和检测器的工作不正常。如果测试时使用的流动相与色谱柱保存使用的流动相有较大区别，应该使用过度分布的形式进行平衡。避免由于流动相的突然变化造成柱压增加过大或流动相缓冲盐结晶造成对色谱柱和仪器系统的损坏。正相色谱柱比反相色谱柱需要更长的平衡时间。
5.色谱柱的使用
　(1)柱子在装卸、更换时，动作要轻，接头拧紧要适度。必须防止较强的机械振动，以免柱床产生空隙。
　(2)如果仪器用来做常规分析，样品种类有限，但分析次数多，则不妨为每一类常规分析配置一根专用柱，这样有助于延长柱子的寿命。
　(3)避免压力和温度的急剧变化及任何机械震动。温度的突然变化或者使色谱柱从高处掉下都会影响柱内的填充状况;柱压的突然升高或降低也会冲动柱内填料，因此在调节流速时应该缓慢进行，在阀进样时阀的转动不能过缓。
　(4)应逐渐改变溶剂的组成，特别是反相色谱中，不应直接从有机溶剂改变为全部是水，反之亦然。大多数反相色谱柱的 pH 稳定范围是 2－7.5，尽量不超过该色谱柱的 pH 范围
　(5)如使用柱温控制装置时，应注意在通人流动相后才能升温。
　(6)一般说来色谱柱不能反冲，只有生产者指明该柱可以反冲时，才可以反冲除去留在柱头的杂质。否则反冲会迅速降低柱效。
　(7)选择使用适宜的流动相，以避免固定相被破坏。有时可以在进样器前面连接一个预柱，分析柱是键合硅胶时，预柱为硅胶，可使流动相在进入分析柱之前预先被硅胶“饱和”，避免分析柱中的硅胶基质被溶解。
　(8)避免将基质复杂的样品尤其是生物样品直接注人柱内，需要对样品进行预处理或者在进样器和色谱柱之间连接一个保护柱。保护柱一般是填有相似固定相的短柱。保护柱可以而且应该经常更换。
　(9)经常用强溶剂冲洗色谱柱，清除保留在柱内的杂质。在进行清洗时，对流路系统中流动相的置换应以相混溶的溶剂逐渐过渡，每种流动相的体积应是柱体积的 20 倍左右，即常规分析需要 50-75mL。
　(10)保存色谱柱时应将柱内充满乙腈或甲醇，柱接头要拧紧，防止溶剂挥发干燥。禁止将缓冲溶液留在柱内静置过夜或更长时间。
　(11)色谱柱使用过程中，如果压力升高，一种可能是烧结滤片被堵塞，这时应更换滤片或将其取出进行清洗;另一种可能是大分子进人柱内，使柱头被污染;如果柱效降低或色谱峰变形，则可能柱头出现塌陷，死体积增大。
　(12)在完成分离分析工作之后，不应立即停机，需及时对色谱分析系统进行冲洗，一般 0.5h 以上，以除去色谱柱内的杂质。
　(13)如果使用的流动相中含有缓冲盐，应注意用纯水"过渡"即每天分析开始前必须先用纯水冲洗 30 分钟以上再用缓冲盐流动相平衡；分析结束后必须先用纯水冲洗 30 分钟以上除去缓冲盐之后再用甲醇冲洗 30 分钟保护柱子。

三、色谱柱的保养和再生清洗
　　色谱柱使用一段时间后,常遇到柱子被污染,柱效会有一定程度的下降,采用适当的方法对色谱柱进行保护,可以延长色谱柱的使用寿命。
保护柱(预柱)的使用:对于较昂贵的色谱柱,可以在柱前加一保护柱,防止样品中杂质污染分析柱,对于制备柱,因其进样量大,使用保护柱尤为重要。
再生处理包括正反两种顺序：
　硅胶柱（未键合）：正己烷←→二氯甲烷←→异丙醇
　硅胶基质非极性键合相（C18, C8, C4, C2, C1, PHENYL, CN, NH2）：95%水/ 5%乙腈（甲醇）←→乙腈（甲醇）←→ THF；（含蛋白污染物）B 从 10％到 90％的梯度，A=0.1％TFA水溶液，B=0.1％TFA 乙腈溶液
　硅胶基质极性键合相（CN，NH2，DIOL 等）：氯仿←→异丙醇←→二氯甲烷←→庚烷
离子交换树脂柱（SCX/SAX 等）：一般采用高浓度(1-2molL)的 NaCl 溶液
　　油脂等物质可用低浓度碱溶液(如 0.1molL 的 NaOH 溶液)冲洗
　　酸性有机物用低 pH 缓冲液冲洗
　　碱性有机物用高 pH 缓冲液冲洗,再用蒸馏水←→甲醇←→二氯甲烷冲洗。
凝胶色谱柱（GPC/GFC 等）：通常用稀的氢氧化钠或非离子型去垢剂冲洗
　　疏水蛋白可用 24%或 30%乙腈冲洗过夜除去
　　亲水蛋白可用 30%-50%乙酸除去
　　痕量胃蛋白酶可用蛋白水解酶处理分解,再用蒸馏水←→甲醇←→蒸馏水冲洗。

建议清洗柱子的其他条件：
　溶剂体积：推荐使用柱体积的 10-20 倍
　流速：推荐使用常规流速的 1/5-1/2
　不同流动相转换：推荐换相时浓度梯度由小到大