緩沖鹽使用不當(dāng)對色譜柱的影響及解決辦法
瀏覽量：374 ｜ 2024/6/7 16:54:15
在色譜分析過程中常常需要使用緩沖鹽來調(diào)節(jié)流動相的pH 值，緩沖鹽的不當(dāng)使用對色譜柱可能造成柱壓升高、柱效下降以及使化合物的保留時(shí)間發(fā)生變化等影響。
1)柱壓升高
原因：緩沖鹽使用不當(dāng)導(dǎo)致緩沖鹽析出，堵塞塞板和鍵合相顆粒之間的孔隙，阻礙流動相傳質(zhì)，引起柱壓升高；
2)相同化合物的保留時(shí)間發(fā)生變化
原因：如果沒有沖洗干凈就進(jìn)行進(jìn)樣，色譜柱內(nèi)含有的鹽會使化合物的保留時(shí)間發(fā)生變化；
3)柱效下降
原因：
i)有些緩沖鹽會滲入到鍵合相的深處，損害硅膠基體，導(dǎo)致色譜柱鍵合相流失，柱床變松，柱效下降;
ii)凝結(jié)在鍵合相表面，使C18碳鏈難以舒展，對物質(zhì)的保留能力下降，導(dǎo)致柱效下降。因此用過緩沖鹽后需要對色譜柱進(jìn)行沖洗，水中緩沖鹽濃度較大時(shí)應(yīng)特別引起注意。
流動相中緩沖鹽的正確使用方法
1. 使用前的處理: 在使用緩沖鹽作流動相之前需要用不含緩沖鹽的流動相沖洗色譜柱，直至基線平穩(wěn)。原則上，用于沖洗的流動相與分析時(shí)所用的流動相含水的比例相同(或含水更多)，不同的只是用于沖洗用的流動相中不含緩沖鹽。理由：緩沖鹽通常易溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。用含緩沖鹽的(特別是做流動相的水為飽和的緩沖鹽溶液時(shí))流動相進(jìn)行分析時(shí)，如果分析前色譜柱中用于保存色譜柱的流動相中含水的比例相對較小，不先沖洗掉，接下來做樣品的時(shí)候所用的流動相中如果有機(jī)溶劑含量大，而其比例中所含的水又不足以溶解該緩沖鹽時(shí)，緩沖鹽將會在色譜柱柱體上析出，沉積下來，這將可能導(dǎo)致上述對色譜柱的損害。
2. 使用后的處理：用與分析時(shí)含水比例相同的流動相(與分析用流動相唯一的區(qū)別是，用于沖洗的流動相不含緩沖鹽)進(jìn)行沖洗約30min，直至基線平穩(wěn)。如果該色譜柱在接下來很長的一段時(shí)間內(nèi)不使用，要長期保存，則需再加上一步，即用純的有機(jī)溶劑沖洗一遍，直至基線平穩(wěn)。
使用緩沖液要注意幾點(diǎn)
1：避免使用鹽酸鹽，鹽酸鹽對鋼質(zhì)有腐蝕作用。
2：緩沖液最好要現(xiàn)配現(xiàn)用，往往緩沖液是良好的菌類培養(yǎng)液，隔天或放置長時(shí)間實(shí)驗(yàn)時(shí)會有很多怪現(xiàn)象發(fā)生。
3：實(shí)驗(yàn)后不可用有機(jī)溶劑直接過度，有機(jī)溶劑會處使鹽類析出，造成液路或色譜柱堵塞，可用95：5的水甲醇沖洗。
4：使用緩沖液要及時(shí)掌握ph范圍，做到胸中有數(shù)。
5：清洗液路和柱子時(shí)，有溫控可加熱到30攝氏度易于沖洗。
6：長時(shí)間用緩沖溶液要注意觀察接頭處有無析出，若有白色鹽類析出，可考慮一定周期用10%硝酸沖洗一下液路(拆下柱子，走30ml,再用5倍水沖洗)可以避免液路的堵塞。
7：選擇緩沖液要用可靠的試劑，避免不純的鹽類造成不必要的麻煩。
如果流動相中有機(jī)溶劑的比例很高是不能用來沖洗緩沖鹽的，是洗不出來的。通常C18柱先用5%~10%的甲醇沖洗，是可以把緩沖鹽沖洗出來的，然后用純的有機(jī)溶劑來保護(hù)柱子。最好的方法是使用與流動相相同濃度不含鹽的流動相進(jìn)行清洗。但就是速度慢一些。用水是為了快速替換，一般在15分鐘以內(nèi)最好，且用0.8的流速較好. 如果用純水沖，容易造成鍵合的碳鏈的流失，最好用5%~10%甲醇水溶液沖�？梢杂眉兯媪鲃酉嘀械木彌_液，有機(jī)相不變。這樣沖洗柱子比較穩(wěn)妥。液相（LC）與液質(zhì)（LCMS）系統(tǒng)流動相中pH和緩沖鹽的作用
色譜柱異常及解決辦法
柱壓與硅膠基質(zhì)的形態(tài)(如無定形或球形硅膠)、顆粒大小、填料合成條件、裝柱條件、所用流動相和分析時(shí)的溫度有關(guān)。不同廠家的色譜柱柱壓會有所差別，相同流動相和溫度的條件下，不同廠家的新色譜柱有的柱壓可能相差4、5個(gè)MPa，特別是低端和高端色譜柱之間，這一區(qū)別比較明顯。這是由色譜柱廠家所選用的硅膠基質(zhì)及其生產(chǎn)條件決定的，這種差異的存在是正常的。同時(shí)需要說明的一點(diǎn)是，柱壓與柱效有一定的關(guān)系，通常柱效高的色譜柱柱壓相對而言會高一點(diǎn)，但柱壓高的色譜柱并不一定就具有高柱效。
在色譜柱的使用過程中柱壓通常會出現(xiàn)兩種升高的形式：
第一種是，隨著使用時(shí)間的延長色譜柱柱壓慢慢上升，這是正常的；
第二種是，使用過程中(流動相和溫度沒有改變的條件下)色譜柱壓力突然升高很多。這種壓力突然升高的現(xiàn)象，通常是由工作人員操作不當(dāng)引起的。
原因：
1)樣品太臟，使用前沒有過濾，導(dǎo)致柱篩板堵塞；
2)樣品含有的雜質(zhì)在流動相中的溶解性不是很好，與流動相混合后析出，導(dǎo)致柱塞板堵塞；
3)使用緩沖鹽，處理錯(cuò)誤，緩沖鹽在色譜柱中析出，堵塞塞板和鍵合相顆粒之間的孔隙。
解決辦法對于第二種，即柱壓突然升高的情況，通常有以下幾種解決辦法：
1)將色譜柱反接，用含水比例較大的流動相進(jìn)行沖洗。
2)色譜柱進(jìn)樣一端的篩板取下，分別放在水中和甲醇中超聲或更換新的柱篩板。如果柱效沒變，但柱壓仍然較高，則應(yīng)考慮進(jìn)樣端填料受污染的問題，因此除了取下進(jìn)樣端篩板超聲外，還需要挖掉進(jìn)樣端的部分填料，挖去填料之前先檢查一下填料的顏色，如果填料的顏色發(fā)生了變化，則應(yīng)該挖掉直到見到白色的填料為止。
挖掉后色譜柱將出現(xiàn)一個(gè)缺口，填補(bǔ)缺口的填料可以從另一支相同品牌、相同型號的報(bào)廢色譜柱的出口端獲得，填料用有機(jī)溶劑如甲醇等調(diào)成糊狀裝入缺口處，壓緊刮平，再裝上篩板。
柱子使用經(jīng)驗(yàn)談
色譜柱在使用前，最好進(jìn)行柱的性能測試，并將結(jié)果保存起來，作為今后評價(jià)柱性能變化的參考。但要注意：柱性能可能由于所使用的樣品、流動相、柱溫等條件的差異而有所不同；另外，在做柱性能測試時(shí)是按照色譜柱出廠報(bào)告中的條件進(jìn)行(出廠測試所使用的條件是最佳條件)，只有這樣，測得的結(jié)果才有可比性。
1、樣品的前處理：
a、最好使用流動相溶解樣品。
b、使用予處理柱除去樣品中的強(qiáng)極性或與柱填料產(chǎn)生不可逆吸附的雜質(zhì)。
c、使用0.45µm的過濾膜過濾除去微粒雜質(zhì)。
2、流動相的配制：
液相色譜是樣品組分在柱填料與流動相之間質(zhì)量交換而達(dá)到分離的目的，因此要求流動相具備以下的特點(diǎn)：
a、流動相對樣品具有一定的溶解能力，保證樣品組分不會沉淀在柱中(或長時(shí)間保留在柱中)。
b、流動相具有一定惰性，與樣品不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)(特殊情況除外)。
c、流動相的黏度要盡量小，以便在使用較長的分析柱時(shí)能得到好的分離效果；同時(shí)降低柱壓降，延長液體泵的使用壽命(可運(yùn)用提高溫度的方法降低流動相的黏度)。
d、流動相的物化性質(zhì)要與使用的檢測器相適應(yīng)。如使用UV檢測器，最好使用對紫外吸收較低的溶劑配制。
e、流動相沸點(diǎn)不要太低，否則容易產(chǎn)生氣泡，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。
f、在流動相配制好后，一定要進(jìn)行脫氣。除去溶解在流動相中的微量氣體既有利于檢測，還可以防止流動相中的微量氧與樣品發(fā)生作用。
3、流動相流速的選擇：
因柱效是柱中流動相線性流速的函數(shù)，使用不同的流速可得到不同的柱效。對于一根特定的色譜柱，要追求最佳柱效，最好使用最佳流速。對內(nèi)徑為4.6mm的色譜柱，流速一般選擇1ml/min，對于內(nèi)徑為4.0mm柱，流速0.8ml/min為佳。當(dāng)選用最佳流速時(shí)，分析時(shí)間可能延長。可采用改變流動相的洗滌強(qiáng)度的方法以縮短分析時(shí)間(如使用反相柱時(shí)，可適當(dāng)增加甲醇或乙腈的含量)。
注意：
a.由于甲醇廉價(jià)，對于反相柱推薦使用甲醇體系(必須使用乙腈的場合除外)。
b.對于正相柱推薦使用沸程為30-60℃的石油醚或提純后的己烷作流動相，沒有提純的己烷不得使用。用水最好使用超純水(電阻率大于18兆歐)，去離子水及雙蒸水中含有酚類雜質(zhì)，有可能影響分析結(jié)果。
c.含水流動相最*在實(shí)驗(yàn)前配制，尤其是夏天使用緩沖溶液作為流動相不要過夜。最好加入疊氮化鈉，防止細(xì)菌生長。
d.流動相要求使用0.45 µm濾膜過濾，除去微粒雜質(zhì)。
e.使用HPLC級溶劑配制流動相，使用合適的流動相可延長色譜柱的使用壽命，提高柱性能。
沖柱子的目的
只要是有機(jī)溶劑就行，不過黏度不要太大，因?yàn)橛袡C(jī)溶劑能夠防止細(xì)菌生長，沖柱子的目的就是為了防止細(xì)菌生長堵塞儀器系統(tǒng)和柱子。一般甲醇和乙腈相互沖洗是沒有問題的，但乙腈要比甲醇價(jià)格貴的 。如何平衡一根新的液相色譜柱！
保留時(shí)間變化的原因:
柱頭塌陷
在使用過程中，填料下沉，在柱子進(jìn)口處出現(xiàn)一個(gè)小空間，使得分離效果不良。
補(bǔ)救方法：卸開柱頭螺絲，找一點(diǎn)同類填料，用甲醇濕潤后，添在柱子上，反復(fù)幾次。然后裝上螺絲，用溶劑沖洗1-2小時(shí)，使之平衡。
小結(jié)
正確使用緩沖鹽很有必要，既可以防止緩沖鹽析出，也可以達(dá)到提高色譜柱使用壽命的目的。我們不妨用一句話來總結(jié)它的使用方法：用前要過濾，用后需沖洗。
