色谱柱的维护和保养及维修保养

　　【***** 维修保养】色谱作为一种分离技术与方法，自本世纪初起已经有100多年的历史了，现在已经成为分析化学学科中的一个重要的分支。在人类进入新时代之际，人们面临着在信息科学、生命科学、材料科学、环境科学等领域的快速发展的挑战，在这些领域人才的需求成为国家高度发展的至关重要的因素。而色谱技术是生命科学、材料科学、环境科学必不可少的手段和工具。根据近的统计在全世界各类分析仪器中气象色谱仪和液相色谱仪的营销总额占25%-30%。　　科学技术的发展，使得色谱技术也得到进一步的发展，不断有新的联用的技术得到应用。生物医学的发展，也不断要求高灵敏和高选择性的方法对研究的对象进行定性和定量的研究。　　1 色谱柱的相关性质　　1.1 色谱柱的定义：装填有固定相用以分离混合组分的柱管。多为金属或玻璃制作。有直管形、盘管形、U形管等形状。　　1.2 分类：色谱柱可分为填充柱和开管柱两大类。液相色谱通常均采用填充柱。色谱柱的分离效果取决于所选择的固定相，以及色谱柱的制备和操作条件。简单而言：常见的分配住填料：碳十八柱(ODS/C18)、碳八柱(Octy了/C8)、碳六柱(Hexyl/C6)、碳四柱(Butyl/C4)、碳一注(Methyl/C1)、阴离子交换柱(SAX)、阳离子交换柱(SCX)、苯基柱(Phenyl)、氨基柱(Amino/NH2)、氰基柱(Cyano/CN/Nitrile)。常见的吸附柱填料：硅胶柱。　　色谱柱的选择会直接影响混合物中组分的分离。举例来讲：对于填充柱而言，可选择的固定相较多，柱容量较大，但是受柱长的限制，分离能力有限，主要应用于简单化合物的分离。　　2 色谱柱的维护与保养　　2.1 色谱柱的维护。我们在使用新的色谱柱应该在我们自己的液相色谱仪上进行性能测试，即使用色谱柱附带的检验报告上测试条件和样品来测定该色谱柱的柱效。并且，在以后的使用中，应时常对色谱柱进行测试。而且在使用的过程中常常有堵塞的现象，造成这种现象的主要原因是　　①溶剂中的不溶物　　②样品中的不溶物　　③泵进样器等中的不溶物　　④柱内不溶物的形成等。　　如果当色谱柱堵塞以后我们可以对色谱柱进行修复，首先，使用含盐缓冲液后(如离子对试剂)应用溶解性强的溶剂(如水)进行冲洗。其次，先断开检测器，然后用对来自样品中的物质有强溶解性的溶剂进行冲洗，对于反相色谱柱，可使用甲醇、乙睛、四氢呋喃、氯仿、庚烷等，在此条件下，应避免溶剂的pH低于2或高于8。后如果经过上述还是没有修复，色谱柱压力还是没有下降，则要断开检测器，将色谱柱反方向放置，然后检查柱压，若压力稳定下降，则保持色谱柱反方向连接，用低于0.5 ml/min 流速冲洗一小时。如果压力不下降，则要看内置过滤器是否被堵塞，如果被堵塞应冲洗或更换，若进口端的填料发生堵塞，柱子将不可能被**恢复，只能通过去掉进口端的部分填料，重新填充进行有限的柱效恢复。而且修复的厚度是2-5mm。　　2.2 色谱柱的保养。　　色谱柱在使用前，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。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；另外，在做柱性能测试时是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佳条件)，只有这样，测得的结果才有可比性。我们在对色谱柱使用前进行测试以后，我们要根据不同的情况对色谱柱进行保养：　　①反相色谱柱每天实验后的保养：使用缓冲液或含盐的流动相，实验完成后应用10%的甲醇/水冲洗30分钟，洗掉色谱柱中的盐，再用甲醇冲洗30分钟。注意：不能用纯水冲洗柱子，应该在水中加入10%的甲醇，防止将填料冲塌陷。　　②长期保存色谱柱：如色谱柱要长时间保存，必须存于合适的溶剂下。对于反相柱可以储存于纯甲醇或乙腈中，正相柱可以储存于严格脱水后的纯正己烷中，离子交换柱可以储存于水(含防腐剂叠氮化钠或柳硫汞)中，并将购买新色谱柱时附送的堵头堵上。储存的温度好是室温。　　概括起来就是：　　①柱子在**情况下不能碰撞、弯曲或强烈震动；　　②当柱子和色谱仪联结时，阀件或管路**要清洗干净；　　③要注意流动相的脱气；　　④避免使用高粘度的溶剂作为流动相；　　⑤进样样品要提纯；　　⑥严格控制进样量；　　⑦每天分析工作结束后，要清洗进样阀中残留的样品；　　⑧每天分析测定结束后，都要用适当的溶剂来清洗柱；　　⑨若分析柱长期不使用，应用适当有机溶剂保存并封闭。　　3 色谱柱的维护与保养在高压液相色谱中的应用　　液相色谱(HPLC)是20世纪60年代后期发展起来的分离分析技术，是现代分离测定的重要手段。问世以来，因其具有分离效能高、分析速度快、检测灵敏度好、能分析高沸点但不能气化的热不稳定生理活性物质的特点而被广泛应用于生物化学、**及临床分析。液相色谱柱是消耗品，会随使用时间或进样的次数增加，出现色谱峰高降低，峰宽加大或出现肩峰，柱效下降。需要定期进行**清洗和再生，不同的色谱柱清洗方法各不相同比如：　　3.1 反相柱 分别用甲醇:水=90:10，纯甲醇(HPLC级)，异丙醇(HPLC级)，二氯甲烷(HPLC级)等溶剂作为流动相，依次冲洗，每种流动相流经色谱柱不少于20倍的色谱柱体积.然后再以相反的次序冲洗。　　3.2 正相柱 分别用正己烷(HPLC级)，异丙醇(HPLC级)，二氯甲烷(HPLC级)，甲醇(HPLC级)等溶剂做流动相，顺次冲洗，每种流动相流经色谱柱不少于20倍的柱体积(异丙醇粘度大，可降低流速，避免压力过高).注意使用溶剂的次序不要颠倒，用甲醇冲洗完后，再以相反的次序冲洗至正己烷，所有的流动相必须严格脱水。　　3.3 离子交换柱 长时间在缓冲溶液中使用和进样，将导致色谱柱离子交换能力下降，用稀酸缓冲溶液冲洗可以使阳离子柱再生，反之，用稀碱缓冲溶液冲洗可以使阴离子柱再生。　　另外，还可以选择能溶解柱内污染物的溶剂为流动相做正方向和反方向冲洗。但再生后的色谱柱柱效是不可能恢复到新柱的水平的.如果柱子装反了，可以调回来，但可能会造成柱内担体塌陷.在不得已的情况下尽量不要反装色谱柱。　　加强色谱柱的维护与保养对于色谱柱高压液相色谱中应用有着重要的意义，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。 液相色谱柱的维护误区 　　1.色谱柱的流向不能改变

　　在我们常规思维中，色谱柱上标示的流向是不可改变的，每次使用都要遵循。可是，大家有没有想过这个方向的作用是什么呢？为什么要标示一个使用方向呢？

　　其实色谱柱前后端的填料及填装工艺都是一样的，标示方向的目的就是让我们在使用中记住流动相从哪个方向流入色谱柱，那么这个流入段就是***先污染端。这样就为我们日后维护或再生色谱柱做了准备，而我们需要遵循这个规定应该在色谱柱开始做样后。

　　我曾将已经污染过的色谱柱反方向来使用，如果保留时间不是很长，而色谱柱足够长，还是能使用一段时间的。

　　2.不去看说明书，直接就上机使用

　　色谱柱内部保存着什么溶剂**要看清楚，因此色谱柱的说明书**要看清楚，当然也包括说明书上建议的维护保养规定，对我们都非常的有用。对于反相柱来说，溶剂基本就是乙腈或甲醇。但正相柱就不同了，因为正相柱除了可以适用正相系统，也可以适用反相系统，因此**要看清楚，对于你的方法来说是否需要置换色谱柱内部保存溶剂。

　　3.用纯水冲洗色谱柱才能把缓冲液冲洗干净

　　使用强溶剂冲洗色谱柱对内部填料的损伤是**的，尤其是纯水，除非你的色谱柱是耐水的。冲洗色谱柱***好的方法是用流动相比例的水系和有机系来冲洗。如果你认为流动相比例无法把色谱柱冲洗干净或者此比例中有机系占有比例过大，你可以使用内含10%左右的纯水来冲洗。

　　4.保存在乙腈或甲醇中的新色谱柱可以直接使用

　　理论上液相色谱柱不同于气相色谱柱需要活化，但是由于液相色谱柱内部保存的有机系具有挥发性，因此在使用前还是应该用小流速的和色谱柱内部相同的溶剂冲洗**的时间。可以是0.5ml/min，120min，但***好咨询厂家，根据色谱柱参数设定。

　　5.色谱柱应该保存在纯乙腈或甲醇中

　　根据第4条，色谱柱内部保存液具有挥发性，因此为了减少其挥发速度，可以添加5%-10%的水，这样的话可以在**程度上减少一些有机系的挥发。如果再增加一个保险，我们可以在堵紧堵头后，再用封口膜封起来。同样道理，色谱柱一段时间不用后，也应该按照第4条，进行小流速的冲洗色谱柱。

　　6.色谱柱污染后把筛板卸下来超声清洗

　　对于色谱柱的污染，首当其冲的就是筛板，因此我们***常用的做法就是把柱头卸下来，把筛板拿去超声清洗。但是我们在拆卸过程中对色谱柱前端填料的损害远远大于污染照成的伤害，因为我们不是专业的。因此建议这一步能不做就不做。

　　7.自己填装色谱柱

　　和第6条相同，这一步做法几乎可以把此色谱柱判死刑了，我们的填装工具有什么呢？就是手工的，其填装压力远远小于工厂内原始的填装压力。那么我们填装的结果会是个什么样也就很明显了。

　　在我看来，自己填装也就是练练手，熟悉一下这个过程，要把色谱柱维修好的可能性几乎为零。

　　8.用异丙醇冲洗再生后，柱子效果更差了

　　这种情况我自己就遇到过，还好那根柱子本来就打算报废了，因此也没有照成多少损失。但是这是什么原因呢？其实很简单，就是在我反向冲洗前没有把管路中的污染物冲洗干净就直接接了柱子。所以说，方法是没有错的，色谱柱受污染时，我们应该先想到仪器也污染了！