浅析影响液相色谱柱寿命的主要因素 液相色谱工作原理

　　固体颗粒污染，pH超标，强保留物质污染是液相色谱柱使用过程中常遇到的影响色谱柱寿命的三大因素。　　一、固体颗粒物质　　固体颗粒物质空气中的粉尘、流动相中的固体颗粒、样品中的固体颗粒、泵和密封圈的磨损以及管路老化等都是固体颗粒物质的来源，众多来源让人防不胜防，特别是泵和密封圈的磨损更是让人无处可逃，高效液相色谱仪厂家也莫可奈何。　　使用保护柱和在线过滤器是可以防止此等固体颗粒物质的有效途径，能保液相色谱柱无忧，毕竟保护柱可以反向高流速将固体颗粒物质冲下，而液相色谱柱不行。　　单纯的固体颗粒污染采用在线过滤器更好，简单的计算一下成本就明白，一个筛板总比保护柱芯便宜吧。而对于复杂样品和多源头污染，保护柱芯则更能否发挥其优势，大大提高液相色谱柱的使用寿命。　　二、pH超标　　目前硅胶基质的液相色谱柱是主流，在市面上买到的98%以上都是硅胶基质的液相色谱柱，因为硅胶基质的色谱柱柱效高、质量稳定性好，以硅胶基质为主流确实无可厚非。　　但是，硅胶基质的液相色谱柱也有其脆弱之处，首先，硅胶在碱性条件下是容易被侵蚀、溶解的，所以pH应在7.0以内使用，此外，C18色谱柱的填料是在硅胶颗粒上键合上了C18长链，C18长链与硅胶颗粒是以Si-O-Si键的形式连接的，Si-O-Si键容易在pH<2的条件下断裂。因此硅胶基质的液相色谱柱通常须在PH在2-7的范围内使用，虽然有些厂家的色谱柱经过在硅胶颗粒表面上的杂化后再接C18长链，可使液相色谱柱在此范围之外具有较好的使用寿命，但只是延缓侵蚀和溶解，而不是拒止，因此仍会缩短色谱柱的使用寿命。　　如果只是样品溶液的pH超标，那么用保护柱可以有效的保护液相色谱柱，毕竟进样的量大多是1～20ul，量很小，损坏填料的物质可以被保护柱提前消耗掉，等样品溶液到达柱子的时候破坏威力已是强弩之末，因此保护柱对此类样品溶液pH超标是能有效延长液相色谱柱的使用寿命的。　　但是，如果是流动相的pH超标，就请换pH范围更广的柱子吧，此类流动相pH超标的情况保护柱是没法保护你的柱子的。　　三、强保留物质　　强保留物质也是防不胜防，因为这是样品中自带的成份，我们要么就在前处理上加上诸多耗钱耗力的程序，否则你毫无办法，即使再号称超长使用寿命的液相色谱柱也无法抵挡它的攻势，毕竟强保留物质对所有品牌柱子的污染都是平等的。　　其实此类杀手是适合的做法还是使用保护柱，一般的保护柱填料都有10mm长，比深挖5mm的办法来处理色谱柱而言，换个保护柱芯则要简单省力得多。 本实用新型涉及一种适用于科研单位、医院、工矿化验室、学校实 验室等制备蒸馏水使用的电热蒸馏水器。

采用了电热降膜蒸发试验方法，即利用已被预热（80℃）了的水降淋，在电热管的外表形成高温（80℃）液膜并立刻蒸发，产生一次纯蒸汽（127℃），并作为下一效的热源，再经过一次热交换又产生二次纯蒸汽作为下一效的热源，同时产生的凝水就是蒸馏水，经过六次热交换就可使电热的有效利用率提高了43%。 　

蒸馏器是利用蒸馏法分离物质的器具。在中国古代，它一般用于炼丹术、制烧酒、蒸花露水等。不同的用途有不同的形制和起源。炼丹术中的蒸馏器主要源于古人抽砂炼汞的实践。我国古代的水银炼制，早是采用简单的低温氧化焙烧法，东汉时发展成密闭抽汞法，把容器密封起来，加热时，丹砂分解出的水银蒸汽冷凝在容器内壁。这种炼汞设备再加上冷凝装置和汞收集器，就构成了一种较为原始的蒸馏器。炼丹家们长期使用的所谓“火在上、水在下"的未济炉，就是把冷凝器置于炉内的一种简单蒸馏器。后来，炼丹家们又将冷凝器与加热炉分开，使得这种形式的蒸馏器发展到了完善程度，其代表就是吴悮《丹房须知》及宋应星《天工开物》中的描述。

1、液相色谱仪维护保养

　一、流动相的要求

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特点

1 纯度 流动相必须用HPLC级的试剂，使用前过滤除去其中的颗粒性杂质和其他物质(使用0.45um或更细的膜过滤)。溶剂所含杂质在柱上积累，会影响色谱柱的使用寿命。

2 溶解度 样品的溶解度要适宜如果溶解度，如果溶解度欠佳样品会在柱头沉淀，不但影响纯化分离，还会缩短柱子的使用寿命。

3 粘度要低(应<2cp) 高粘度溶剂会影响溶质的扩散、传质，降低柱效，还会使柱压降增加，使分离时间延长。选择沸点在100℃以下的流动相。

4 样品易于回收。应选用挥发性溶剂。

5 流动相 PH 采用反相色谱法分离弱酸(3≤pKa≤7)或弱碱(7≤pKa≤8)样品时，通过调节流动相的pH值，以抑制样品组分的解离，增加组分在固定相上的保留，并改善峰形的技术称为反相离子抑制技术。对于弱酸，流动相的pH值越小，组分的k值越大，当pH值远远小于弱酸的pKa值时，弱酸主要以分子形式存在;对弱碱，情况相反。分析弱酸样品时，通常在流动相中加入少量弱酸，常用50mmol/L磷酸盐缓冲液和1%醋酸溶液;分析弱碱样品时，通常在流动相中加入少量弱碱，常用50mmol/L磷酸盐缓冲液和30mmol/L三乙胺溶液。

2、液相色谱仪的日常维

2.1一切分析准备工作做好后，依次按顺序打开稳压电源、高压输液泵、柱温箱、检测器，待以上各部件自检结束后，打开连接仪器的电脑，启动工作软件。

仪器分析工作结束后，关闭工作软件，再依次按顺序关闭检测器、柱温箱、高压输液泵。

2.2对流动相的要求

液相色谱所用的流动相一般为低沸点有机溶剂与水或者缓冲溶液的混合物。为保证液相色谱仪器的正常使用，所有流动相必须是色谱级的，且经过过滤杂质、排除气泡后装入干净的流动相贮存瓶中待用。

2.2.1流动相的物理性能要求

对分析物要有足够的溶解能力，以利于提高检验的灵敏度；流动相的黏度要小，以保证合适的柱降压；流动相的沸点要低，以利于制备分离时样品的回收；?

2.2.2流动相的温度

一般以硅胶为基质的色谱柱高使用温度不超过60℃，以低于40℃为宜。温度过高会加速键合相水解和硅胶的溶解，从而使填料性质改变，柱塌陷，降低柱效。低使用温度不超过0℃。?

2.2.3流动相的过滤

所有流动相在使用前都必须经过0.45μm（或0.22μm）的有机相/脂溶性和水相（水溶性）滤膜过滤，以除去杂质微粒。?

2.2.4流动相的脱气

液相色谱所用到的流动相必须预先脱气，否则容易在系统内产生气泡，影响泵的工作，影响基线的稳定性。此外，溶解在流动相中的氧还可能与样品、流动相反应。溶解氧能与某些有机溶剂（如甲醛、4氢呋喃）形成有紫外吸收的络合物，提高背景吸收，会在梯度洗脱时造成基线漂移或形成鬼峰。?

　　液相色谱仪由高压输液泵、进样系统、温度控制系统、色谱柱、检测器、信号记录系统等部分组成,主要利用混合物在液-固或不互溶的两种液体之间分配比的差异，对混合物进行先分离，而后分析鉴定的仪器。因其具有、快速、灵敏等特点，被广泛应用于生物化学、生物医学、环境化学、石油化工等行业。液相色谱仪检测方法按分离机制的不同分为液固吸附色谱法、液液分配色谱法(正相与反相)、离子交换色谱法、离子对色谱法及分子排阻色谱法。　　一、液-固吸附色谱法　　液-固吸附色谱是以固体吸附剂作为固定相，吸附剂通常是些多孔的固体颗粒物质(常用的吸附剂为硅胶或氧化铝)，在它们的表面存在吸附中心。液固色谱实质是根据物质在固定相上的吸附作用不同来进行分离的。　　分离试验方法:当流动相通过固定相时，吸附剂表面的活性中心就要吸附流动相分子。同时，当试样分子被流动相带入柱内，只要它们在固定相有一定程度的保留就要取代数目相当的已被吸附的流动相溶剂分子，于是，在固定相表面发生竞争吸附。　　二、液-液分配色谱法　　按照固定相与流动相的极性差别，可把液-液色谱法分为正相与反相色谱法两类。　　(1) 正相液-液色谱法　流动相极性小于固定相极性的液-液色谱法称为正相液-液色谱法，简称正相色谱法或称正相洗脱、正相冲洗。在作正相洗脱时，主要靠组分的极性差别产生的溶解度差别而分离。样品中极性小的组分先流出色谱柱，极性大的组分后出柱。这是因为极性小的组分在固定相中的溶解度小，容量因子小的缘故。　　(2) 反相液-液色谱法　流动相极性大于固定相极性的液-液色谱法称为反相液-液色谱法，简称反相色谱法或称为反相洗脱/冲洗。在作反相洗脱时，样品中极性大的组分先流出色谱柱，极性小的组分后出柱，与正相洗脱正好相反。　　三、离子交换色谱法　　离子交换色谱法是利用离子交换试验方法和液相色谱技术的结合来测定溶液中阳离子和阴离子的一种分离分析方法。凡在溶液中能够电离的物质通常都可以用离子交换色谱法进行分离。　　离子交换色谱利用被分离组分与固定相之间发生离子交换的能力差异来实现分离。离子交换色谱的固定相一般为离子交换树脂，树脂分子结构中存在许多可以电离的活性中心，待分离组分中的离子会与这些活性中心发生离子交换，形成离子交换平衡，从而在流动相与固定相之间形成分配，固定相的固有离子与待分离组分中的离子之间相互争夺固定相中的离子交换中心，并随着流动相的运动而运动，zui终实现分离。　　四、离子对色谱法　　离子对色谱法是将一种(或多种)与溶质分子电荷相反的离子(称为对离子或反离子)加到流动相或固定相中，使其与溶质离子结合形成疏水型离子对化合物，从而控制溶质离子的保留行为。根据被测组分离子与离子对试剂离子形成中性的离子对化合物后，在非极性固定相中溶解度增大，从而使其分离效果改善。主要用于分析离子强度大的酸碱物质。　　五、分子排阻色谱法　　分子排阻色谱法又称空间排阻色谱法(SEC)是利用多孔凝胶固定相的独特性产生的一种，主要根据凝胶孔隙的孔径大小与高分子样品分子的线团尺寸间的相对关系而对溶质进行分离的分析的方法。　　品分子与固定相之间不存在相互作用，色谱固定相是多孔性凝胶，仅允许直径小于孔径的组分进入，这些孔对于溶剂分子来说是相当大的，以致溶剂分子可以自由的扩散出入。样品中的大分子不能进入凝胶孔洞而完全被排阻，只能沿多孔凝胶粒子之间的空隙通过色谱柱，首先从柱中被流动相洗脱出来；中等大小的分子能进入凝胶中一些适当的孔洞中，但不能进入更小的微孔，在柱中受到滞留，较慢地从色谱柱洗脱出来；小分子可进入凝胶中绝大部分孔洞，在柱中受到更强的滞留，会更慢的被洗脱出；溶解样品的溶剂分子，其分子量zui小，可进入凝胶的所有孔洞，zui后从柱中流出，从而实现具有不同分子大小样品的完全分离。