色谱柱柱压升高的常见原因及处理办法.docx
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1、色谱柱柱压升高的常见原因及处理办法目录1 .色谱柱头的过滤筛板堵塞或污染12 .色谱柱头的填料被样品污染13 .色谱柱内缓冲液中的盐遇到高浓度的甲醇或其他有机溶剂,形成结晶析出34 .流动相PH值过大或过小使固定相结构破坏或溶解3色谱柱是化学分析中常用的一种分离工具,但在使用过程中可能会出现柱压升高的问题。虽然柱压在长时间使用过程中缓慢增加是正常现象,但如果柱压突然升高,则需要及时排查原因并采取解决办法。以下是常见的柱压升高原因及解决方法:1 .色谱柱头的过滤筛板堵塞或污染如果确定是色谱柱头的过滤筛板被污染,可以将色谱柱反方向用甲醇冲洗至正常压力,或者卸下色谱柱头,将其放在10%的稀硝酸内超声
2、清洗10分钟,后再用纯水超声10分钟,重新装入色谱柱。色谱柱入口筛板堵塞是最常见问题之一,会导致柱压升高、色谱峰拖尾、塔板数降低等问题。通常分析的样品中微粒杂质最有可能堵塞色谱柱入口,因此分析时需要先过滤或者离心,乳浊或浑浊样品应以025m滤膜处理,也可以用针头过滤器过滤。进样器与泵密封垫的磨损也会带入微粒,在进样阀与色谱柱之间使用0.25m或0.45m的在线过滤器,通常可避免这类问题。色谱柱反压的逐渐增加通常说明在线过滤器需要更换;筛板部分堵塞或色谱柱进口处固定相塌陷会导致异常峰形。2 .色谱柱头的填料被样品污染如果确定色谱柱头的填料被污染,将柱头螺丝卸下,挖出柱内前段被污染的填料,用相同的
3、柱填料重新填入,仔细修复后,重新安装上柱头螺丝。填料污染的原因剖析1)样品成分复杂,如前处理过于简单,就很容易引起强保留成分积留在色谱柱入口端,导致色谱柱压力升高,柱效下降,峰型异常,或在色谱图中出现“鬼峰”。2)蛋白类样品累积:生物类样品易在柱头端累积,导致柱压升高,柱效下降。3)其他:如胶状,絮状等样品通过过滤无法去除,也会积压在筛板和柱头端,引起柱压升高。解决方案成分复杂的样品1)在方法开发时,就尽量采用SPE小柱、萃取等方法尽量多去除一些杂质。2)使用保护柱,需要注意的是,保护柱的柱芯为耗材,不能长期使用不更换,一旦超过柱芯的保护能力,强保留物质还是会进入色谱柱,因此,要关注柱压,柱压
4、提高10%以上就建议更换柱芯。3)对于检测中药复杂成分的柱子,建议定期按色谱柱说明书的异常再生方法进行色谱柱维护,目的是定期的去用洗脱能力较强的乙懵,异丙醇去反向冲洗色谱柱,去除柱头端的强保留物质。4)如检测这类产品的色谱柱出现超压,柱效不符合等情况,建议客户先按说明书的异常再生方法进行处理。如还是不能解决,再按公司的有关规定,申请维修。蛋白类样品累积1)使用SPE等更加有效的前处理方法。2)定期进行色谱柱维护冲洗,推荐去除蛋白溶剂(乙腊水三氟乙酸=50-50-0.1)o3)使用保护柱。4)因这类原因,柱子一旦出现柱压升高,柱效下降的情况,维修后能恢复的可能性很小,所以建议客户在使用过程中去定
5、期维护,并加保护柱。其它如胶状,絮状等样品通过过滤无法去除,也会积压在筛板和柱头端,引起柱压升高。这一类,ZUi好在样品处理或工艺上去解决。3.色谱柱内缓冲液中的盐遇到高浓度的甲醇或其他有机溶齐J,形成结晶析出如果确定是盐结晶,用o%的甲醇/水冲洗色谱柱使柱内盐全部溶解,再换高浓度甲醇。色谱柱老化注意事项装填好的色谱柱连接在高效气相色谱仪上后,先试压和试漏,然后在恒温下用载气吹洗数小时,再进行分析,此过程称为色谱柱老化。一、色谱柱老化的目的:1、任何制作好的新柱,在色谱柱涂渍过程中难免柱内残留有机溶剂,任何固定液都有低沸点的不纯物,不经老化就用于分析,上述低沸点物质大量从柱中流出,会造成基线不
6、稳,有时还会污染检测器。2、促使固定液均匀牢固地分布在载体和色谱柱内壁,提高柱分离效能,消除不良影响。3、促使色谱柱内固定相排布更加紧凑和均匀,提高柱性能并使其稳定。装填好的色谱柱经过老化后,柱效和性能稳定了,才可使用。二、色谱柱老化注意事项:1、新制作好的色谱柱老化时一定不能接检测器,否则容易污染检测器。2、老化温度应高于分析使用温度25以上,但不能超过固定液允许的最高使用温度。4.流动相PH值过大或过小使固定相结构破坏或溶解如果因PH值使用不当,很难恢复。因此,在使用色谱柱前,应确保流动相的PH值符合固定相的要求。影响色谱柱使用寿的主要因素流动相因素1.流动相PH不同基质的填料具有不同的P
7、H适用范围。常温下无定形硅胶在纯水中的溶解度约为100mgL-1,且在PHl9的范围内溶解的硅胶量几乎是常量,考虑到溶解速度的影响,对于硅胶基质的填料,其所能承受的流动相PH范围约为1-8。键合相硅胶填料则由于键合层的屏蔽作用,使填料对流动相的适应范围大大增加,如现在广泛使用的反相色谱填料C18(十八烷基硅烷键合硅胶),其PH适用范围可达210。当流动相PH值超出酸性范围时,键合相易发生水解而流失;当流动相pH超出碱性范围时,会加速硅胶的溶解而释放出絮状物堵塞柱子,这两种反应均是不可逆反应,特别是在温度较高(406)的环境下,会使柱效迅速降低而报废。2 ,流动相变质当前使用最为广泛的是硅基键合
8、相填料,当以水溶液作为流动相或流动相中含有一定浓度的磷酸盐缓冲液时,水溶液中或缓冲盐溶液中会滋生出一些细菌或霉菌,从而堵塞固定相颗粒间的空隙。特别是对于多元自动比例混合的高效液相色谱仪来说,水相或缓冲盐相独立存贮,因存放时间较长而容易发生此类问题。3 .流动相纯度目前,广泛使用的填料颗粒粒径范围在310m,孔径在610nm,色谱柱在使用中会有大量的流动相通过,如流动相含有微量不溶性杂质颗粒,则很容易在柱头部位被截留,久而久之,造成色谱柱机械性堵塞,引起柱压升高而无法正常使用。4 .其它因素如,流动相的极性对柱子也有一定影响,甲醇、水、冰醋酸等极性较大的物质会破坏硅胶填料柱,正丁醇、二氯甲烷等极
9、性小的物质会破坏化学键合硅胶柱,碱性溶液会破坏阳离子交换树脂色谱柱,酸性溶液容易损坏阴离子交换树脂柱。样品因素1 .样品的溶解性样品试样在配制中,如有少量微粒未能完全溶解,则会随试样一起进入色谱柱,同样,会沉积在柱头处,造成色谱柱的堵塞。2 ,样品的纯度样品中可能含有待分析组分以外的各种组分或杂质,这些组分或杂质可能会在柱内产生不可逆吸附,从而,使固定相的活性点被覆盖,保留特性发生变化。3 .样品的化学性质待测试样中的各种组分与填料之间应具有化学稳定性,比较典型的是在使用氨基键合柱时,应避免使用含线基的化合物和流动相,如,丙酮、乙酸乙酯等,以免固定相中的NH2和醉、酮发发希夫(SChiff)缩
10、合而使固定相破坏。其它因素影响色谱柱寿命的因素很多,除流动相和样品因素外,还有其它一些外在因素,如,柱压的影响,温度的影响,色谱柱的正确冲洗,色谱柱的正确安装等。色谱柱出现问题的解决办法色谱柱在使用中最常见的问题就是柱压升高,如果柱压是在长时间使用过程中缓慢增加,属于正常现象。但柱压在使用过程中突然升高(系统管路堵塞及压力传感器故障除外),以下列举了部分常见原因及解决办法:1.色谱柱头的过滤筛板堵塞或污染。解决方法:如确定是色谱柱头的过滤筛板被污染,可以将色谱柱反方向用甲醇冲洗至正常压力,或者卸下色谱柱头,将其放在10%的稀硝酸内超声清洗10分钟,后再用纯水超声10分钟,重新装入色谱柱。4 .
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