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液相色譜儀之保護(hù)柱如何選擇

來源：實(shí)驗(yàn)分析知識集中營時(shí)間：2018-07-17 18:27:35 瀏覽：3650次

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液相色譜儀之保護(hù)柱如何選擇

在高效液相分析檢測樣品的過程中，色譜柱會受到來自于樣品及色譜系統(tǒng)的污染，從而導(dǎo)致色譜柱耐用性差、壽命縮短。

來自于色譜系統(tǒng)的污染主要指，HPLC儀器系統(tǒng)中部件磨損而產(chǎn)生的固體顆粒，以及流動相系統(tǒng)過濾不完全殘留的固體顆粒。來自于樣品的污染主要指，未完全溶解的樣品或者已完全溶解的樣品進(jìn)入色譜系統(tǒng)中，由于樣品溶劑和流動相溶劑對樣品溶解存在的溶解度差異，導(dǎo)致沉淀析出污染系統(tǒng)。特別是對于中藥、天然產(chǎn)物、合成中間體及生物藥品的檢測，因基質(zhì)的復(fù)雜性，色譜柱受污染的情況會更加嚴(yán)重。污染會導(dǎo)致色譜系統(tǒng)壓力升高、色譜柱塌陷、填料變色等，從而帶來檢測成本高，測試結(jié)果不準(zhǔn)確等各種影響。

圖：系統(tǒng)壓力升高或樣品基質(zhì)復(fù)雜導(dǎo)致分析柱污染

保護(hù)柱是液相色譜分析中重要的色譜耗材，使用保護(hù)柱可大大降低分析柱受污染的程度，延長分析柱使用壽命。

保護(hù)柱位于進(jìn)樣器與分析柱之間，作用主要兩方面：

1. 截留不溶性顆粒 2. 吸附樣品基質(zhì)中的雜質(zhì)

以下幾種情況建議使用保護(hù)柱：

1. 中藥、天然產(chǎn)物及合成中間體等基質(zhì)較復(fù)雜的樣品分析——因溶解性差異導(dǎo)致樣品析出而污染分析柱的情況比較嚴(yán)重，梯度洗脫時(shí)影響更大。

2. 生物樣品分析——因樣品的不可逆吸附導(dǎo)致的污染，保護(hù)柱可先于分析柱承受這種污染，從而延長分析柱壽命。

保護(hù)柱很重要，但選擇合適的保護(hù)柱更重要，選擇或使用不當(dāng)也可能帶來截然相反的效果。

保護(hù)柱分類及選擇：

從材質(zhì)上分：不銹鋼材質(zhì)和PEEK（聚醚醚酮）材質(zhì)

PEEK 材質(zhì)優(yōu)缺點(diǎn)——樣品對金屬離子比較敏感時(shí)，選擇PEEK材質(zhì)比較合適，比如某些蛋白分析會用到PEEK材質(zhì)的分析柱，主要就是考慮到這方面的因素；

不銹鋼材質(zhì)優(yōu)缺點(diǎn)——大部分小分子化合物的分析，選擇不銹鋼材質(zhì)保護(hù)柱居多，特別是當(dāng)流動相體系使用到四氫呋喃（THF）或DMSO等一些溶解性較強(qiáng)的溶劑時(shí)，必須選擇不銹鋼材質(zhì)，甚至對于HPLC系統(tǒng)的管路也需要替換成不銹鋼材質(zhì)，因THF對于PEEK管路有相當(dāng)強(qiáng)的腐蝕作用。

從結(jié)構(gòu)上分：卡套式（柱芯+柱套）和直接填裝短柱

直接填裝短柱優(yōu)缺點(diǎn)——這種結(jié)構(gòu)的保護(hù)柱實(shí)質(zhì)就是短的色譜柱，一般填裝的填料跟分析柱填料完全一樣。生物樣品分析中，用這種類型保護(hù)柱居多，除可過濾一些不溶顆粒外，還可除去一些在分析柱上易吸附的雜質(zhì)。缺點(diǎn)是，一次性使用，污染嚴(yán)重時(shí)，只能報(bào)廢。

卡套式保護(hù)柱優(yōu)缺點(diǎn)——卡套式保護(hù)柱的柱套可反復(fù)使用，柱芯污染后可替換，廠家會提供配套的保護(hù)柱芯，但購買時(shí)需要注意，柱芯中有與分析柱匹配的填料，需要確認(rèn)柱芯中的填料類型再購買。同時(shí)，柱芯和柱套需是來源于同一廠家的同一規(guī)格，否則，會存在匹配上的差異，導(dǎo)致峰型異?；蛘呗┮?。

從連接方式上分：獨(dú)立式和直連式

獨(dú)立式保護(hù)柱優(yōu)缺點(diǎn)——保護(hù)柱和分析柱之間用一段管路連接，不用擔(dān)心與分析柱在連接上的匹配問題。但使用管路連接時(shí)，連接不當(dāng)容易產(chǎn)生死體積。

直連式保護(hù)柱優(yōu)缺點(diǎn)——保護(hù)柱接口帶螺紋，可直接與分析柱連接，死體積小，UPLC分析時(shí)建議選擇直連式保護(hù)柱；缺點(diǎn)：購買時(shí)需保證接口與分析柱匹配。

保護(hù)柱選擇考慮以下幾方面因素：

1. 除非特殊情況，一般選擇填料基質(zhì)與分析柱基質(zhì)完全相同的保護(hù)柱。

2. 選擇保護(hù)柱尺寸可按柱體積計(jì)算，保護(hù)柱體積按分析柱體積的5%~10%即可；如4.6*250mm的分析柱體積約為4mL，保護(hù)柱體積可選擇在0.2~0.4mL之間為宜。同時(shí)，保護(hù)柱內(nèi)徑應(yīng)與分析柱內(nèi)徑相同或相當(dāng)。

保護(hù)柱使用注意事項(xiàng)：

1. 獨(dú)立式保護(hù)柱與分析柱連接時(shí)，連接管路盡可能短，且接口切面平滑，盡量減少死體積以降低柱外展寬效應(yīng)。

2. 卡套式保護(hù)柱一般未標(biāo)注液流方向，使用時(shí)最好自行標(biāo)注，并按照標(biāo)注方向來使用，以免正反向使用后，截留的雜質(zhì)污染分析柱。

3. 直接填裝的短柱型保護(hù)柱，出現(xiàn)柱壓升高或峰型變差時(shí)，可不接分析柱進(jìn)行反向清洗，清洗溶劑可參考分析柱清洗溶劑。

4. 卡套式保護(hù)柱，柱芯替換時(shí)，注意柱芯與柱套是否存在方向上的匹配，同時(shí)不易旋擰過緊，以防滑絲。

5. 保護(hù)柱或柱芯一般不建議超聲清洗，因可能對填料表面修飾有影響。

6. 如同一保護(hù)柱配不同的分析柱使用，每次使用前，保護(hù)柱需先清洗并用流動相平衡保護(hù)柱一段時(shí)間后，再接分析柱使用。

保護(hù)柱與柱前過濾器的區(qū)別和使用：

使用保護(hù)柱的目的在于延長分析柱的使用壽命，當(dāng)分析柱造價(jià)昂貴時(shí)，保護(hù)柱的價(jià)值尤其能體現(xiàn)，某些情況下，當(dāng)使用的分析柱本身價(jià)格便宜，保護(hù)柱并非必選，推薦使用柱前過濾器更合適。

柱前過濾器與保護(hù)柱兩者外形相似，差異主要在于：保護(hù)柱內(nèi)芯裝有填料，而柱前過濾器內(nèi)芯是可更換的濾片（一般為帶孔的不銹鋼燒結(jié)板）

因此，從結(jié)構(gòu)可以推測使用上的差異：

柱前過濾器——通用性強(qiáng)，任何分析柱前都可使用，因其濾芯只起到過濾和截留雜質(zhì)的作用，濾片污染后可超聲清洗，反復(fù)使用。