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液相色谱柱安装与使用说明

液相色谱柱安装与使用说明

液相色谱仪由高压液体泵、检测器及液相色谱柱等三部分组成,其中液相色谱柱的正确安装和使用,是液相色谱工作的关键;也是液相色谱工作者获得正确可靠的实验数据的必经之路。
   一、液相色谱柱的安装:
   1、液相色谱柱的结构:
   a、空柱由柱接头、柱管及滤片组装而成。
   柱接头采用低死体积结构,柱接头是两端螺纹组件,一端是为7/16英寸外螺纹,另一端是3/16英寸的内螺纹(国内外已规范化)。7/16英寸外螺纹与1/4英寸柱管(Φ6.35mm)连接,中间放置压坏用于密封。3/16英寸的内螺纹与1/16英寸(Φ1.57mm)的连接管连接,中间也放置压环用于柱接头的密封。为了尽量减少柱外死体积,在安装色谱柱时,用Φ1.57mm连接管通过空心螺钉压环后要尽量插到底,然后再拧紧空心螺钉。压环被空心螺钉挤压变形后紧箍在连接管上(连接管通过压环后露出的管长度应严格控制在25mm或其他固定尺寸)。
   在两端柱接头内,柱管两端各放置一片不锈钢滤片(或滤网),用于封堵柱填料不被流动相冲出柱外而流失。空柱各组件均为316#不锈钢材质,能耐受一般的溶剂作用。但由于含氯化物的溶剂对其有一定的腐蚀性,故使用时要注意,柱及连接管内不能长时间存留此类溶剂,以避免腐蚀。
   b、柱填料:
   液相色谱柱的分离作用是在填料与流动相之间进行的,柱子的分类是依据填料类型而定。
   正相柱:多以硅胶为柱填料。根据外型可分为无定型和球型两种,其颗粒直径在3—10 µm的范围内。另一类正相填料是硅胶表面键合—CN,-NH2等官能团即所谓的键合相硅胶。
   反相柱:主要是以硅胶为基质,在其表面键合十八烷基官能团(ODS)的非极性填料。也有无定型和球型之分。
   常用的其他的反相填料还有键合C8、C4、C2、苯基等,其颗粒粒径在3—10 µm之间。
   2,色谱柱的安装:
   a、拆开柱包装盒,确认色谱柱的类型、尺寸、出厂日期以及柱内贮存的溶剂。
   b、拧下柱两端接头的密封堵头放回包装盒供备用。
   c、 按柱管上标示的流动相流向,将色谱柱的入口端通过连接管与进样阀出口相连接(如条件允许,建议在柱前使用保护柱);柱的出口与检测器连接。连接管是外径为1.57mm、内径为0.1-0.3mm的不锈钢管。连接管的两端均有空心螺钉及密封用压环。在接管时一定要设法降低柱外死体积。连接管通过空心螺钉、压环后尽量用力插到底,然后顺时针拧紧空心螺钉,直到拧不动为止,再用扳手继续顺时针拧1/4-1/2圈,切记不要用力过大。如色谱柱通过流动相加压后有漏液现象,请用扳手继续顺时针拧1/4圈,直至不漏液为止。

   二、液相色谱柱的使用:
   色谱柱在使用前,最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最佳条件),只有这样,测得的结果才有可比性。
 1、样品的前处理:
   a、最好使用流动相溶解样品。
   b、使用予处理柱除去样品中的强极性或与柱填料产生不可逆吸附的杂质。c、使用0.45µm的过滤膜过滤除去微粒杂质。
   2、流动相的配制:
   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的特点:
   a、流动相对样品具有一定的溶解能力,保证样品组分不会沉淀在柱中(或长时间保留在柱中)。
   b、流动相具有一定惰性,与样品不产生化学反应(特殊情况除外)。
   c、流动相的黏度要尽量小,以便在使用较长的分析柱时能得到好的分离效果;同时降低柱压降,延长液体泵的使用寿命(可运用提高温度的方法降低流动相的黏度)。
   d、流动相的物化性质要与使用的检测器相适应。如使用UV检测器,最好使用对紫外吸收较低的溶剂配制。
   e、流动相沸点不要太低,否则容易产生气泡,导致实验无法进行。
   f、在流动相配制好后,一定要进行脱气。除去溶解在流动相中的微量气体既有利于检测,还可以防止流动相中的微量氧与样品发生作用。

   3、流动相流速的选择:
   因柱效是柱中流动相线性流速的函数,使用不同的流速可得到不同的柱效。对于一根特定的色谱柱,要追求最佳柱效,最好使用最佳流速。对内径为4.6mm的色谱柱,流速一般选择1ml/min,对于内径为4.0mm柱,流速0.8ml/min为佳。
   当选用最佳流速时,分析时间可能延长。可采用改变流动相的洗涤强度的方法以缩短分析时间(如使用反相柱时,可适当增加甲醇或乙腈的含量)。

   注意:
   1.由于甲醇廉价,对于反相柱推荐使用甲醇体系必须使用乙腈的场合除外
   2.对于正相柱推荐使用沸程为30-60℃的石油醚或提纯后的己烷作流动相,没有提纯的己烷不得使用。用水最好使用超纯水电阻率大于18兆欧,去离子水及双蒸水中含有酚类杂质,有可能影响分析结果。
   3.含水流动相最奸在实验前配制,尤其是夏天使用缓冲溶液作为流动相不要过夜。最好加入叠氮化钠,防止细菌生长。
   4.流动相要求使用0.45 µm滤膜过滤,除去微粒杂质。
   5.使用HPLC级溶剂配制流动相,使用合适的流动相可延长色谱柱的使用寿命,提高柱性能。

   4、柱性能测试:

——启动液相色谱仪:a、流动相流速设定为1ml/min。
                    b、UV检测器波长设定为254nm。
——使用出厂测试时使用的流动相组成及测试样品。
——记录并计算测试结果。

*参考标准JB5226-91)液相色谱仪测试用标准色谱柱。
 
 
 
 
常见故障及排除
 
 
 
 
 
柱压升高
色谱柱入U滤片被流动相或样品中颗粒堵住。
样品组分在滤片上沉淀堵住滤片。
卸下入口接头的滤片,使用1:1的硝酸溶液超声清洗5min,再用水、
甲醇清洗除去水份。
样品及流动相使用0.45µm滤膜除去微量杂质。
使用流动相作溶剂配制样品。
 
 
新柱柱效低
柱外死体积大。
样品在流动相中溶解不好,影响传质过程。
更换连接管,重新连接色谱柱,降低死体积。
使用合适的流动相或使用流动相溶解样品。
 
 
旧色谱柱柱效低,分离不好,柱入口床层塌陷。
填料被流动相溶蚀而流失。
用同型填料填补柱效可部分恢复。
对硅胶质填料,流动相PH值在2—7范围内,否则可能被溶蚀。
 
 
旧色谱柱柱效低分离不好,有时出现双峰。
入门填料被污染变质所致。
用强溶剂冲洗。
刮除被污染的床层,用同型的填料填补柱效可部分恢复。
污染严重,则废弃或重新填装。
 
 
新柱接到仪器上后,柱头漏液。
柱接头与仪器之间连接管的压环变形量不够。
用扳手顺时针方向拧紧1/4圈直到不漏液为止。
 
 
新柱接到仪器上后,启动仪器没有柱压降。
柱放置时间过长柱内充装的液体己挥发干。
继续开泵,用流动相将柱内气体置换掉。
 
 
新柱接到仪器上后,检测器出口不断有小气泡出
现。
①同上。
② 流动相脱气不彻底特别是MeOH/H20体系由于氢键作用很容易出现气泡。
①同上。
②配好流动相后一定要进行脱气处理。
 
 
新柱接到仪器上后柱压降不断增加,甚至超过仪器的耐压限。
柱入口滤片被固体颗粒堵塞(或被毒
菌堵塞)。
更换或清洗柱入口滤片;用0.45µm过滤膜过滤流动相除去微小颗粒物。
 
 
进样次数增加柱压降逐渐增加。
①样品中含有不溶于流动相的微小颗粒物。
②样品在流动相中析出微小结晶。
①用0.45µm过滤膜过滤样品。
②推荐使用流动相溶解样品。
 
 
使用—段时间后,柱效下降,分离不好。
①柱填料被流动相溶解而流失。
②柱填料被样品杂质污染。
①推荐使用予柱。如柱床层塌陷,用相同型号填料填补。
②推荐使用保护柱或用强溶剂冲洗色谱柱除去污染杂质。
 
 
柱使用一段时间后,柱效下降出现双峰。
柱入口床层被污染使柱填料变质。
用强溶剂冲洗除去杂质。
 
 
柱使用—段时间后,柱效下降,出现峰拖尾。
柱入口床层被污染。
用强溶剂冲洗20-30ml,若效果不明显应废弃。
 
 
进样量增大与峰面积增加不成正比.即进样量与峰面积不是线性关系。
样品在流动相中的溶解度小,只有部分样品被流动相冲如色谱柱中而另一部分则沉积在柱人口端。
①用流动相溶解样品。
②样品的浓度不宜太大。
④进样量不宜过大。
 
 
使用缓冲液作流动相时,柱压降升高很快。
霉菌生长所致。
①在流动相中加入有毒物质或加叠氯化钠防止霉菌生长。
②实验结束后先用纯水后用MeOH各冲洗20-30ml后关机。
 
 
用5µm颗粒填料柱时, 以MeOH/H20作流动相柱压较高。
MeOH与水之间由于氢键作用黏度增大。
可用乙腈/水体系使柱压降低,分离效率更好。
 
 
长时间放置的色谱柱,出现双峰。
柱床层出现干裂。
柱放置时,最好使用相应的溶剂充填好,防止受大的机械震动,如床层干裂应废弃掉。
 
 
流动相洗涤强度由弱渐强时出现很多杂质峰。
强溶剂将弱溶剂洗不出的杂质冲出来。
不影响柱的性能。
 
 
柱使用一段时间后保留值逐渐缩短。
柱中固定相流失所致。
①更换色谱柱。
②检查所用的色谱条件是否合适。
 
 
在U V色谱图中,靠近死时间处出现负峰。
①进样时压力波动所致。
②样品溶剂比流动相的UV吸收值低。
①采用阀进样。
②用流动相溶解样品。
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