色谱柱的选择
液相色谱柱的选择
液相色谱柱得选择、使用、维护与常见故障及排除液相色谱得柱子通常分为正相柱与反相柱。
正相柱大多以硅胶为柱,或就是在硅胶表面键合-CN,-NH3等官能团得键合相硅胶柱;反相柱填料主要以硅胶为基质,在其表面键合非极性得十八烷基官能团(ODS)称为C18柱,其它常用得反相柱还有C8,C4,C2与苯基柱等。
另外还有离子交换柱,GPC柱,聚合物填料柱等。
本文重点介绍反相色谱柱得选择与使用:一、反相色谱柱得选择1.柱子得PH值使用范围反相柱优点就是固定相稳定,应用广泛,可使用多种溶剂。
但硅胶为基质得填料,使用时一定要注意流动相得PH范围。
一般得C18柱PH值范围都在2-8,流动相得PH值小于2时,会导致键合相得水解;当PH值大于7时硅胶易溶解;经常使用缓冲液固定相要降解。
一旦发生上述情况,色谱柱人口处会塌陷。
同样填料各种不同牌号得色谱柱不尽相同。
如果流动相PH较高或经常使用缓冲液时,建议选择PH范围大得柱子,例如戴安公司得Acclaim柱PH 2-9或Zorbax得PH 2-11、 5得柱子。
2.填料得端基封尾(或称封口)把填料得残余硅羟基采用封口技术进行端基封尾,可改善对极性化合物得吸附或拖尾;含碳量增高了,有利于不易保留化合物得分离;填料稳定性好了,组分得保留时间重现性就好。
如果待分析得样品属酸性或碱性得化合物,最好选用填料经端基封尾得色谱柱。
3.戴安公司Acclaim柱子介绍—极性封尾C16固定相柱戴安公司有28种类型得柱子,Acclaim反相柱填料高纯,金属含量极低,完全封尾。
PH 2-9范围内兼容,低流失,高柱效。
尤其就是2003年推出得Acclaim极性封尾C16柱,就是最先商品化得磺酰氨-O链接键得色谱柱,具极低得硅羟基活性,能在极性溶剂甚至100%水得条件下长期使用。
对酸性与碱性化合物有极为尖锐得好得色谱峰形,与现有得一流色谱柱相比有更好得立体选择性。
(下图就是Acclaim极性封尾C16柱与市售极性封尾一流色谱柱分离酸性化合物谱图得比较)二、液相色谱柱得使用色谱柱在使用前,最好进行柱得性能测试,并将结果保存起来,作为今后评价柱性能变化得参考。
气相色谱柱选择
气相色谱柱选择
选择适合的气相色谱柱主要取决于待分离物的性质和分析目的。
以下是一些常见的气相色谱柱类型和其适用范围：
1. 非极性柱：如HP-5、DB-5等，用于非极性化合物的分离，如烃类、酮类、醇类、醚类、芳香烃等。
2. 极性柱：如HP-INNOWax、DB-Wax等，用于极性化合物的分离，如醛类、酸类、酯类、酮类、醇类等。
适合于对极性物质的分离和定量分析。
3. 中极性柱：如BP-10、DB-1701等，介于非极性和极性柱之间，适用于分析中极性化合物，如酮类、酸类、醇类、酯类、酚类等。
4. 手性柱：如Chiralpak、Cyclosil-B等，适用于手性化合物的分离，如氨基酸、药物等。
此外，还有一些特殊性质的气相色谱柱，如选择性分子印迹柱用于对特定目标分析物的选择性分离，PLOT柱用于分析低分子量气体等。
在选择气相色谱柱时，需要考虑待分离物的挥发性、化学性质、极性、分子量等因素，并结合分析目的和预期结果来综合考虑选择合适的柱子类型。
同时也要考
虑其他因素，如柱长、内径、柱填充物等。
最好根据实际情况进行试验和优化。
液相色谱柱的选择与使用
液相色谱柱的选择与使用
目录 一、液相色谱柱的选择 1、 分离模式的选择 2、 C-18柱的性能影响因素 3、 保留值与pH的关系 二、液相色谱柱的安装 1 、液相色谱柱的结构 2、 色谱柱的安装 三、液相色谱柱的使用 1 、样品的前处理 2 、流动相的配制 3、 色谱柱的平衡 4、 流动相流速的选择 四、 分析条件调整的影响 五、液相色谱柱的维护
• 可电离的组份的分离可能会随pH变化发生显著变化 —甚至很小的 0.05–0.25 个pH变化单位.
保留值与pH的关系
pH变化： 0.2个pH(7.0~7.2) 保留时间改变： 1.2分钟 (13.6~14.8分钟)
保留时间随pH 改变不明显
保留时间随pH改变 不明显(酸性环境中)
保留时间
保留值与pH的关系
•碳覆盖率 •封端
•硅胶纯度 •色谱柱尺寸 •颗粒形状 •粒径 •表面积 •孔径
C-18柱的性能影响因素：色谱柱物理性质
硅胶纯度 • 填料硅胶的纯度与残留金属离子浓度
色谱柱尺寸 • 填料床的长度和内径
颗粒形状 • 球型或不规则型
粒径 • 平均颗粒直径, 通常3-10µm
表面积 • 颗粒外表面和内部孔表面的总和, 以m2/gram表示
封端 • 键合步骤之后, 用短链将裸露的硅羟基键
合后封闭起来
C-18柱的性能影响因素：键合类型
CH3
键合类型对色谱分离的影响 ： O Si
单齿键合：
CH3
OSi
CH3
提高传质速率, 加快色谱柱平衡
O Si CH3
CH3
OSi
CH 3
双齿键合：
O Si
增加色谱柱稳定性, 增加色谱柱的载
色谱柱选择
氰基柱与C18柱都是以球形硅胶微粒（通过无孔硅胶聚集成）为基质，只不过氰基柱键合的有机分子中含有极性基团，吸附活性较空白硅胶低，常用于正相操作。
氰基柱能与某些含有双键的化合物发生选择性相互作用，因而对双键异构体或含有不等量双键的环状化合物有更好的分离能力。
所以在选择极性键合相的柱子中，氰基柱是首选。
氰基柱可用于非极性、弱极性和中等极性化合物分析，在反相模式下，其保留性弱于C18，但对强极性化合物的保留强于C18(C18基本不保留强极性化合物)。
氰基柱还可用于正相模式。
所以C18与氰基柱能够分析的化合物有一定的重合，但是两者的选择性有很大不同。
C18是目前适用范围最广的色谱柱，适用于非极性、弱极性和中等极性化合物分析，某些强极性化合物配合离子对流动相也可以用C18分析，C18为纯反相柱。
通常来说，化合物在正辛醇-水中的分配系数有一定差异，C18就能很好的分离它们。
氰基柱上有极性基团，所以它对化合物的极性相互作用的强弱是分离化合物的基础，一般，化合物上极性基团的种类、数量或位置有差异，往往就能在氰基柱上较好分离。
氨基和氰基柱的使用和保养氰基柱的使用和保养CN基柱作反相色谱，操作和维护和C18柱完全相同。
CN柱用于反相条件时，CN键会水解，尤其是在pH1.5-7.0范围以外，在极端酸性和碱性条件下柱寿命会下降很快，如果在这个条件下使用，需要清洗一下，也需要用10倍柱体积溶液冲洗，如下：95%水/5%乙腈、THF 四氢呋喃、95%乙腈/5%水并保持95%乙腈/5%水继续冲洗，以低流速0.2-0.5mL/min过夜冲洗。
在pH1.5-7.0条件时，也比较伤柱子，使用完以后要注意冲洗，可以参照上述方法，时间不需要那么长，可适当减少。
柱子使用一定时间后，柱效下降，老化，也可如正相时清洗一下柱子恢复柱性能，清洗时用10倍柱体积的下列溶液冲洗：95%水/5%乙腈THF四氢呋喃95%乙腈/5%水再走流动相即可。
CN柱用于正相使用时没什么问题，当柱子使用一定时间后，柱效下降，柱子老化，可清洗一下恢复柱性能。
何选择适合的色谱柱
何选择适合的色谱柱选择色谱柱时需要首先考虑的是分离规模1、根据分离规模确定色谱柱大致的规格表1 按分离规模分类的高效液相色谱柱类别柱径/mm备注制备柱> 10 生产型制备柱直径可达几十厘米半制备柱5～10分析柱2～5 典型柱为Φ4.6或Φ4 mm微型柱细径柱0.8～2.0一般柱管可为金属亦可为塑料制，如PEEK制毛细管柱0.05～0.5毛细管柱可为填充柱亦可为开管柱纳米柱< 0.1 填充柱或开管柱2、从分析物的物理化学性质入手，找出大致的色谱柱类型选柱前应详细掌握分析物的分子量（或分子量范围）、溶解性、是否解离等信息，然后根据这些性质找到合适的色谱柱类型。
表2 液相色谱分离模式的选择样品相对分子量溶解性分离模式色谱柱备注小于2000 脂溶性溶于正己烷正相吸附色谱Silica填料孔径通常为100Å溶于四氢呋喃GPC溶于甲醇/水正相键合色谱氰基柱、氨基柱反相色谱C18、C8、PH或PLRP(反相聚合物色谱柱)水溶性非离子型反相色谱C18、C8、PH或PLRP离子型离子抑制色谱C18、C8、PH或PLRP离子对色谱C18、C8、PH或PLRP离子交换色AX、CX谱低聚肽、蛋白质反相色谱C18、C8、C4或PLRP大于2000 脂溶性GPC填料孔径通常为300Å水溶性GFC多肽、蛋白质反相色谱C18、C8、C4或PLRP离子型离子交换AX、CX对于色谱柱类型的选择有一些特殊说明： 1.反相柱是使用最广泛的色谱柱，而ODS又是反相柱中使用最广泛的，据统计目前使用的色谱柱中超过一半是ODS柱；由于ODS柱的技术最成熟，所以具有高性能、长寿命等特点，所以选择时优先选择ODS柱； 2.对于反相柱，通常来讲，碳链越长，对化合物的保留越强，分离效果也越好，但选择短碳链的键合相可以节约分析时间； 3.反相色谱柱可以对非极性、弱极性、中等极性以及部分强极性化合物进行分离，是应用最广的色谱柱；反相色谱柱以“分配作用”保留分析物，主要以分析物在两相中的溶解性进行选择，有时不能对同分异构体和结构类似物进行分离； 4.部分解离性较弱的化合物，可通过向流动相加入酸、碱、盐的形式使分子以某种稳定并且保留性强的形式存在，然后用反相柱进行分析，这种分析方法包括“离子抑制色谱”和“离子对色谱”； 5.PLRP是以聚苯乙烯-二乙烯基苯为填料的色谱柱，为反相柱，疏水性与C18相近，但不具有次级相互作用，分析碱性化合物时不会发生拖尾。
色谱柱填料如何选择
色谱柱填料如何选择色谱柱是一种用于分离混合物中不同成分的设备，选择合适的色谱柱填料非常重要，因为它直接影响到色谱分离的效果。
下面将从样品性质、目标分离、柱填料种类以及柱填料特性四个方面介绍如何选择色谱柱填料。
首先，需要考虑样品的性质。
样品的性质对柱填料的选择起到决定性的作用。
例如，如果样品是极性物质，则可以选择极性填料，如硅胶和亲水性柱填料；如果样品是非极性物质，则可以选择非极性填料，如疏水性柱填料。
此外，还需考虑样品的溶解度、毒性等特性，以避免填料与样品发生不兼容的情况。
其次，要考虑目标分离。
目标分离意味着需要根据需要选择柱填料的分离性能。
分离性能包括选择分离度、副反应、分析速度等。
例如，如果需要高分离度，则可以选择具有较高耐用性和高分离度的填料；如果需要高选择性，则可以选择对目标分析物具有选择性保留的填料。
需要注意的是，柱填料的分离性能与填料特性和操作条件有关，因此需要综合考虑。
第三，需要考虑柱填料的种类。
根据柱填料的基本材料可以将其划分为无机填料、有机填料和生物填料等类型。
无机填料通常具有高机械稳定性、高温稳定性和酸碱稳定性，适用于较为苛刻的条件。
有机填料适用于对极性分析物有较高吸附选择性要求的情况。
生物填料则适用于生物大分子分析，如蛋白质或核酸。
最后，需要考虑柱填料的特性。
柱填料的特性包括填料颗粒大小、孔隙结构和载流速度等。
颗粒大小直接影响到柱填料的分离性能，通常情况下，较小的颗粒大小可以提供更高的分辨率。
孔隙结构决定了填料的表面积和孔径分布，对于较大的分析物，需要选择较大的孔径填料。
载流速度取决于填料粒径和柱直径等因素，较快的载流速度通常可以提供较短的分析时间。
综上所述，色谱柱填料的选择需要综合考虑样品性质、目标分离、柱填料种类和柱填料特性等因素。
合理的选择可以提高色谱分离的效果，提高分离的准确性和重复性。
在实际操作中，还需要结合实验室的条件和经验进行选择，逐步优化分析方法。
试述气相色谱法色谱条件的选择
试述气相色谱法色谱条件的选择
气相色谱法的色谱条件选择主要包括以下几个方面：
1. 色谱柱选择：色谱柱是气相色谱法的关键部分，合适的色谱柱应具有良好的分离性和高效性。
选择色谱柱时需要考虑样品的性质、分离目标和分析条件等因素，常用的色谱柱包括非极性柱、极性柱和选择性柱等。
2. 柱温选择：柱温是气相色谱法中一个重要的操作条件，它会影响样品在色谱柱上的保留时间
和分离度。
一般通过改变柱温来调节分离效果，通常柱温的选择要考虑到样品稳定性、分离度
和分离速度等因素。
3. 柱衬底选择：柱衬底可以提高色谱柱的稳定性和降低分析物对柱的吸附性，常用的柱衬底材
料有聚硅氧烷和聚脂木素等。
4. 柱流速选择：柱流速是指气相色谱法中气相流速的选择，它会影响分离度和分析时间。
一般
来说，柱流速越高，分析时间越短，但可能会影响分离度。
柱流速的选择要综合考虑分离度、
分析时间和样品浓度等因素。
5. 检测器选择：气相色谱法常用的检测器包括火焰离子化检测器（FID）、热导率检测器（TCD）、质谱检测器（MS）等。
选择合适的检测器要考虑到样品的性质、检测灵敏度和选
择性等因素。
综上所述，气相色谱法的色谱条件选择需要综合考虑样品的性质、分离目标、分析条件和实验要求等因素，通过合理选择色谱柱、柱温、柱衬底、柱流速和检测器等条件，来达到最佳的分
离和分析效果。
液相色谱柱的选择
液相色谱柱的选择、使用、维护和常见故障及排除液相色谱的柱子通常分为正相柱和反相柱;正相柱大多以硅胶为柱,或是在硅胶表面键合-CN,-NH3等官能团的键合相硅胶柱；反相柱填料主要以硅胶为基质,在其表面键合非极性的十八烷基官能团ODS 称为C18柱,其它常用的反相柱还有C8,C4,C2和苯基柱等;另外还有离子交换柱,GPC柱,聚合物填料柱等;本文重点介绍反相色谱柱的选择和使用：一、反相色谱柱的选择1．柱子的PH值使用范围反相柱优点是固定相稳定,应用广泛,可使用多种溶剂;但硅胶为基质的填料,使用时一定要注意流动相的PH范围;一般的C18柱PH值范围都在2-8,流动相的PH值小于2时,会导致键合相的水解；当PH 值大于7时硅胶易溶解；经常使用缓冲液固定相要降解;一旦发生上述情况,色谱柱人口处会塌陷;同样填料各种不同牌号的色谱柱不尽相同;如果流动相PH较高或经常使用缓冲液时,建议选择PH范围大的柱子,例如戴安公司的Acclaim柱PH2-9或Zorbax的PH2-11.5的柱子;2．填料的端基封尾或称封口把填料的残余硅羟基采用封口技术进行端基封尾,可改善对极性化合物的吸附或拖尾；含碳量增高了,有利于不易保留化合物的分离；填料稳定性好了,组分的保留时间重现性就好;如果待分析的样品属酸性或碱性的化合物,最好选用填料经端基封尾的色谱柱;3．戴安公司Acclaim柱子介绍—极性封尾C16固定相柱戴安公司有28种类型的柱子,Acclaim反相柱填料高纯,金属含量极低,完全封尾;PH2-9范围内兼容,低流失,高柱效;尤其是2003年推出的Acclaim极性封尾C16柱,是最先商品化的磺酰氨-O链接键的色谱柱,具极低的硅羟基活性,能在极性溶剂甚至100%水的条件下长期使用;对酸性和碱性化合物有极为尖锐的好的色谱峰形,与现有的一流色谱柱相比有更好的立体选择性;下图是Acclaim极性封尾C16柱和市售极性封尾一流色谱柱分离酸性化合物谱图的比较二、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;在做柱性能测试时要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;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;1、样品的前处理a、最好使用流动相溶解样品;b、使用预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、流动相与样品不产生化学反应c、流动相的黏度要尽量小,以便得到好的分离效果；降低柱压降,延长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：a．含水流动相最好在实验前配制,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;b．流动相要求使用0.45μm滤膜过滤,除去微粒杂质;c．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;三．色谱柱的维护1.色谱柱的平衡反相色谱柱由工厂测试后是保存在乙腈/水中的;新柱应先使用10－20倍柱体积的甲醇或乙腈冲洗色谱柱;请一定确保您分析样品所使用的流动相和乙腈/水互溶;每天用足够的时间以流动相来平衡色谱柱,您就会在处理问题方面获得最大的"补偿",而且您的色谱柱的寿命也会变得更长操作步骤：a.平衡开始时将流速缓慢地提高,用流动相平衡色谱柱直到获得稳定的基线缓冲盐或离子对试剂流速如果较低,则需要较长的时间来平衡b.如果使用的流动相中含有缓冲盐,应注意用纯水"过渡"即每天分析开始前必须先用纯水冲洗30分钟以上再用缓冲盐流动相平衡；分析结束后必须先用纯水冲洗30分钟以上除去缓冲盐之后再用甲醇冲洗30分钟保护柱子;2．色谱柱的再生长期使用的色谱柱,往往柱效会下降柱子的理论塔板数减低;可以对色谱柱进行再生,在有条件的实验室应使用一个廉价的泵进行柱子的再生;建议用来冲洗柱子的溶剂体积色谱柱尺寸柱体积所用溶剂的体积125-4mm1.6ml30ml250-4 mm3.2ml60ml250-10mm20ml400ml选择再生方法：极性固定相如Si,NH2,DIOL基色谱填料的再生：正庚烷→氯仿→乙酸乙酯→丙酮→乙醇→水非极性固定相如反相色谱填料RP－18,RP－8,CN等的再生：水→乙腈→氯仿或异丙醇→乙腈→水注意：a.在对NH2改性的色谱柱进行再生时,由于NH2可能以铵根离子的形式存在,因此应该在水洗后用0.1M 的氨水冲洗,然后再用水冲洗至碱溶液完全流出;b.0.05M稀硫酸可以用来清洗已污染的色谱柱,如果简单的用有机溶剂/水的处理不能够完全洗去硅胶表面吸附的杂质,在水洗后加用0.05M稀硫酸冲洗非常有效;3.色谱柱的维护a．使用预柱保护分析柱硅胶在极性流动相/离子性流动相中有一定的溶解度b．大多数反相色谱柱的pH稳定范围是2－7.5,尽量不超过该色谱柱的pH范围c．避免流动相组成及极性的剧烈变化d．流动相使用前必须经脱气和过滤处理e．如果使用极性或离子性的缓冲溶液作流动相,应在实验完毕柱子冲洗干净,并保存于甲醇或乙腈中f．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;怎样选择色谱柱现代高效液相色谱中,分离效果好坏的一个重要指标是色谱填的选择;但是色谱填料的选择范围很宽,因此,要做合适的选择,必须对此有一定的认识和了解;一.硅胶基质填料1·正相色谱正相色谱用的固定相通常为硅胶Silica以及其他具有极性官能团胺基团,如NH2,APS和氰基团CN,CPS的键合相填料;由于硅胶表面的硅轻基SiOH或其他极性基团极性较强,因此,分离的次序是依据样品中各组份的极性大小,即极性较弱的组份最先被冲洗出色谱柱;正相色谱使用的流动相极性相对比固定相低,如:正己烷Hexane、氯仿Choroform、二氯甲烷MethyleneCloride等;2,反相色谱反相色谱用的填料常是以硅胶为基质,表面键合有极性相对较弱官能团的键合相;反相色谱所使用的流动相极性较强,通常为水、缓冲掖与甲醇、乙情等的混合物;样品流出色谱柱的顺序是极性较强的组份最先被冲洗出,而极性弱的组份会在色谱柱上有更强的保留;常用的反相填料有:C18ODS、C8MOS、C4Butyl、C6H,Phenyl等;二·聚合物填料聚合物填料多为聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙烯酸醋等,其主要优点是在pH值为1一14均可使用;相对于硅胶基质的C18填料,这类填料具有更强的疏水性;大孔的聚合物填料对蛋白质等样品的分离非常有效;现有的聚合物填料的缺点是相对硅胶基质填料,色谱柱柱效较低;三、其它无机填料其它HPLC的无机填料色谱柱也已经商品化由于其特殊的性质,一般仅限于特殊的用途;如,石墨化碳黑正逐渐成为反向色谱柱填料;这种填料的分离不同于硅胶基质烷基键合相,石墨化碳的表面即是保留的基础,不再需其它的表面改性;该柱填料一般比烷基键合相硅胶或多孔聚合物填料的保留能力更强;石墨化碳可用于分离某些几何异构体,由于在HPLC流动相中不会被溶解,这类柱可在任何PH与温度下使用;氧化铝也可以用于HPLC;氧化铝微粒刚性强,可制成稳定的色谱柱柱床,其优点是可以在PH高达12的流动相中使用;但由于氧化铝与碱性化合物的作用也很强,应用范围受到一定限制,所以未能广泛应用;新型色谱氧化锆基质填料也可用于HPLC;商品化的只有聚合物涂层的多孔氧化锆微球色谱柱,应用PH1-14,温度可达100℃;由于氧化锆填料是最近几年才开始研究,加之面临的实验难度,其重要用途与优势尚在进行之中;怎样选择填料粒度目前,商品化的色谱填料粒度从1um到超过30um均有销售,而目前分析分离主要用3和5um填料进行;填料的粒度主要影响填充柱的两个参数,即柱效和背压;粒度越小,柱压越大,柱压的增加限制了粒度小于3um的填料应用;在相同选择性条件下,提高柱效可提高分离度,但不是唯一的因素;如果固定相选择是正确,但是分离度不够,那么选用更小的粒度的填料是很有用的;3um填料填充柱的柱效比相同条件下的5um填料的柱效提高近30%；然而,3um的色谱柱的背压却是5um的2倍;与此同时,柱效提高意味着在相同条件下可以选用更短的色谱柱,即相同的塔板数或分离能力,但是柱长更短,以缩短分析时间;另外,可以采用低粘度的溶剂做流动相或增加色谱柱的使用温度,比如用乙腈代替甲醇,以降低色谱柱的压力;。
如何选择合适的气相色谱柱？
如何选择合适的气相色谱柱？选择合适的气相色谱柱需要考虑以下几个关键因素：1. 固定相类型- 非极性柱：适用于分析非极性和弱极性化合物，如聚二甲基硅氧烷（PDMS）柱。
- 极性柱：适合分离极性化合物，如聚乙二醇（PEG）柱。
- 中等极性柱：用于分析极性适中的物质，如氰丙基苯基聚硅氧烷柱。
2. 柱长- 短柱（10 - 15 米）：适用于快速分析简单混合物，分离效果相对较弱。
- 中长柱（25 - 30 米）：能提供较好的分离效果，适用于中等复杂的混合物。
- 长柱（50 - 60 米）：对于复杂混合物或需要高分离度的情况，如同分异构体的分离。
3. 内径- 小内径（0.1 - 0.25 毫米）：适用于样品量少、需要高灵敏度和高分离度的分析。
- 常规内径（0.25 - 0.32 毫米）：应用广泛，能满足大多数常规分析需求。
- 大内径（0.53 毫米）：适用于大体积进样或分析浓度较高的样品。
4. 膜厚- 薄液膜（0.1 - 0.25 微米）：适合分析低沸点、小分子化合物，出峰快。
- 厚液膜（0.5 - 5 微米）：用于保留挥发性较差的化合物，提高检测灵敏度。
5. 样品性质- 了解样品的极性、沸点范围、分子量等。
极性样品选择极性柱，高沸点样品选择厚液膜柱。
6. 分析目的- 定性分析：更注重分离度，可能选择长柱和膜厚适中的柱子。
- 定量分析：考虑灵敏度和重复性，选择与样品匹配的柱子。
7. 温度限制- 确保所选柱子能承受分析过程中的最高和最低温度。
8. 预算- 不同类型和规格的柱子价格有所差异，需根据预算进行选择。
例如，分析挥发性有机化合物（VOCs）混合物时，如果需要快速分离且样品较简单，可能会选择短的、小内径、薄液膜的非极性柱；而分析复杂的天然产物提取物时，可能需要长的、常规内径、厚液膜的中等极性柱。
综合考虑以上因素，可以选择到适合具体分析需求的气相色谱柱。
色谱柱分类与选择-内部培训资料
目 录
• 色谱柱的分类 • 选择色谱柱的考虑因素 • 常见色谱柱品牌与特点 • 色谱柱使用与维护 • 色谱柱的常见问题与解决方案
01 色谱柱的分类
按固定相分类
01
02
03
04
硅胶柱
硅胶是常用的色谱柱固定相， 具有高纯度、高活性和高稳定 性，广泛用于各种分离要求。
氧化铝柱
2. 更换填料
如果色谱柱的填料塌陷或堵塞严重，可能需要更换新的填 料。
3. 减小进样量
减少进样量可以减少强保留物质在色谱柱上的积累。
4. 增加流动相的流速
提高流动相的流速可以减少填料塌陷和颗粒堵塞的可能性 。
分离度下降
总结词
分离度下降通常由色谱柱老化、流动相不匹配 或样品中的干扰物质引起。
01
1. 更换色谱柱
1. 更换填料
如果色谱柱的填料塌陷或堵塞严重，可能需要更换新的填 料。
2. 调整流动相
通过调整流动相的组成或比例，可以提高柱效。
3. 清洁色谱柱
使用适当的溶剂冲洗色谱柱，以清除堵塞的颗粒和杂质。
4. 控制温度
在适当的范围内控制色谱柱温度可以提高柱效。
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2. 调整流动相
通过调整流动相的组成或比例，可以改善峰形。
3. 检查检测器设置
确保检测器设置正确，以获得良好的峰形。
4. 更换色谱柱
如果色谱柱性能不稳定，可能需要更换新的色谱柱。
柱效降低
总结词
柱效降低通常由填料塌陷、颗粒堵塞或流动相不匹配引起 。
详细描述
柱效是色谱柱的重要参数，它反映了目标物在色谱柱上的 保留能力和分离效果。为了解决柱效降低的问题，可以采 取以下措施
色谱柱选择的原则
色谱柱选择的原则
选择色谱柱的原则主要根据以下几个方面进行考虑：
1. 样品性质：根据待分离的化合物类型、分子大小、极性、稳定性等特性，选择对应的固定相（如反相、离子交换、手性等）和色谱柱。
2. 分离目标：根据需要分离的化合物种类和数量，选择合适的分离效果（如理论分离度、分离速度）和分析灵敏度的色谱柱。
3. 样品溶剂：根据样品的物理化学性质和溶解度，选择合适的色谱柱，以及可能的流动相组成。
4. 色谱仪的要求：根据使用的色谱仪的性能和技术要求，选择与之相匹配的柱长、内径、填充物类型等。
5. 经济成本：根据实验预算和成本考虑，选择性价比较高的色谱柱。
综合考虑上述因素，选择适合的色谱柱能够提高分离效果，提高分析灵敏度，实现良好的分离分析结果。
色谱柱的选择技巧与原则
色谱柱选择
参照标准
各种担体，名目繁多。
在常用硅藻土担体中：
红色担体（如6201、201），可用于非极性或弱极性物质的分离。
白色担体（如101）可用于极性物质或碱性物质。
釉化红色担体（如301）可用于中等极性物质。
硅烷化白色担体可用于强极性氢键型物质如废水测定。
分离酸性物质，如酚类，要用酸洗处理的担体。
分离碱性物质，如乙醇胺，要用碱洗处理的担体。
有些特殊的情况下要用特殊的担体，如氟担体分离异氰酸酯类。
但是在普通的常量分析中，对担体可以不必过份讲究，甚至如耐火砖粉粒，玻璃珠砂和海沙也可以使用。
气相色谱柱的选择 色谱柱解决方案
气相色谱柱的选择色谱柱解决方案气相色谱柱的分别效果紧要取决于其固定相，柱长度，柱内径，液膜厚度这几个因素，从原理上讲，这几个因素相同的柱子，其分别效果是完全一样的。
1）柱长度的选择辨别率与柱长的平方根成正比。
在其他条件不变的情况下,为取得加倍的辨别率需有4倍的柱长。
较短的柱子适于较简单的样品,尤其是由那些在结构、极性和挥发性上相差较大的组分构成的样品。
一般来说：15m的短柱用于快速分别较简单的样品，也适于扫描分析；30m的色谱柱是常用的柱长，大多数分析在此长度的柱子上完成；50m、60m或更长的色谱柱用于分别比较多而杂的样品。
应当注意，柱长加添分析时间也加添。
2）柱内径的选择柱径直接影响柱子的效率、保留特性和样品容量。
小口径柱比大口径柱有更高柱效，但柱容量更小。
0.25mm：具有较高的柱效，柱容量较低。
分别多而杂样品较好。
0.32mm：柱效稍低于0.25mm的色谱柱，但柱容量约高60%。
0.53mm：具有仿佛于填充柱的柱容量，可用于分流进样，也可用于不分流进样，当柱容量是紧要考虑因素时（如痕量分析），选择大口径毛细管柱较为合适。
3）液膜厚度的选择液膜厚度影响柱子的保留特性和柱容量。
厚度加添，保留也加添。
0.1～0.2m ：薄液膜厚度的毛细管柱比厚液膜的毛细管柱洗脱组分快，所需柱温度低，且高温下柱流失较小，适用高沸点的化合物的分析。
0.25～0.5m ：常用的液膜厚度。
厚液膜：对分析低沸点的化合物较为有利。
4）固定相的选择不同的固定相对不同的分析物的影响不同，依据相像相溶原理，性质越相近，固定相对其的流动阻力越大，其保留时间越长．色谱柱就是通过这个原理将不同性质的混合物相互分开的。
固定相等同产品应用使用温度BP1AC1 100%二甲基聚硅氧烷OV—1,OV101,SE—30DB—1,HP—1,Rtx—1,Ultra—1SPB—1,CP—SiL5CB常规使用，碳氢化合物，芳香化合物，农药，酚类，除草剂，胺脂肪酸甲酯，GC/MS应用0.1μm—1.0μm—60℃—340℃/360℃>1.0μm,—60℃—280℃/300℃ BP5AC5 5%苯基95%二甲基聚硅氧烷SE—54,DB—5,Rtx—5,CP—Sil8CB,SPB—5,HP—5,Ultra—2,PTE—5 芳香化合物，农药，除草剂，滥用药物，碳氢化合物0.1μm—1.0μm—60℃—340℃/360℃>1.0μm,—60℃—280℃/300℃BP10AC10 14%氰丙苯基聚硅氧烷OV17,OV1701,DB—1701,Rtx—1701,SPB—1701,HP1701,CP—Sill9CB 农药，除草剂，药物，环境样品0.25μm—1.0μm—20℃—280℃/300℃BP20AC20 聚乙二醇DB—Wax,HP20M,StabilwaxSupelcowax—10,AT—WaxNakol,CP Wax52CB 醇类，游离酸，脂肪酸甲酯，芳香化合物，溶剂，香精油0.25μm—1.0μm20℃—280℃/300℃>1.0μm,20℃—240℃/260℃BP21聚乙二醇（TPA处理）FFAP,DB—FFAP,HP—FFAP,Stabilax—DA,Cpwax—DA,Cpwax—58CB挥发性游离酸，脂肪酸甲酯，醇，醛，丙烯酸酯，酮类0.25μm—0.5μm20℃—240℃/260℃BP22550%氰丙苯基聚硅氧烷HP—225,DB—225,Rtx—225 脂肪酸甲酯，碳水化合物，中性固醇0.25μm—0.5μm40℃—220℃/240℃BPX608DB—608,Rtx—35,SPB—608有机氯农药/除草剂0.4μm0℃—360℃/370℃BP624DB—624,Rtx—VolatilesVOCOLEPA方法624，饮用水中的挥发物卤代烃，溶剂 1.2μm—1.3μm30℃—260℃/280℃CYDEX—BCyclodex—B,Rt—BDEXm天然产物的对映异构体0.25μm—0.5μm0℃—230℃/240℃HT5—模拟蒸馏MXT—1,SimDist,DistCBHT—Sim模拟蒸馏聚亚酰胺涂层柱0.5μm—20℃—380℃/400℃2.0μm，—20℃—370℃/380℃镀铝涂层柱0.75μm—0.15μm，—20℃—460℃/480℃ BP1—PONAPetrocolDH,DB—Petro1100石油烃，汔油等组份，MTBE0.5μm，—60℃—280℃/300℃ BP—Xylene二甲苯异构体拆分—20℃—240℃/260℃ OV1701—MTBEMTBE分析—10℃—120℃/140℃离子交换色谱柱是指离子交换色谱中的固定相中的一些带电荷的基团，这些带电基团通过静电相互作用与带相反电荷的离子结合。
怎样选择色谱柱
怎样选择色谱柱现代高效液相色谱中，分离效果好坏很大程度上取决于色谱填料的选择。
但是色谱填料的选择范围很宽，要做合适的选择，必须对此有一定的认识和了解。
1、正相色谱正相色谱用的固定相通常为硅胶（Silica），以及其他具有极性官能团，如胺基团(NH2,APS)和氰基团（CN，CPS）的键合相填料。
由于硅胶表面的硅羟基（SiOH）或其他团的极性较强，因此，分离的次序是依据样品中的各组份的极性大小，即极性强弱的组份最先被冲洗出色谱柱。
正相色谱使用的流动相极性相对比固定相低，如：正乙烷（Hexane）,氯仿（Chloroform）,二氯甲烷（Methylene Chloride）等。
2、反相色谱反相色谱填料常是以硅胶为基础，表面键合有极性相对较弱的官能团的键合相。
反相色谱所使用的流动相极性较强，通常为水，缓冲液与甲醇，已腈等混合物。
样品流出色谱柱的顺序是极性较强组合最先被冲出，而极性弱的组份会在色谱柱上有更强的保留。
常用的反相填料有C18（ODS）、C8（MOS）、C4（B）、C6H5（Phenyl）等。
二、聚合物填料聚合物调料多为聚苯乙烯-二乙烯基苯或聚甲基丙酸酯等，其主要优点是在PH值为1～14均可使用。
相对与硅胶基质的C18填料，这类填料具有更强的疏水性；大孔的聚合物填料对蛋白质等样品的分离非常有效。
现在的聚合物填料的缺点是相对硅胶基质填料，色谱柱柱效较低。
三、其他无机填料其它HPLC的无机填料色谱柱也已经商品化。
由于其特殊的性质，一般仅限于特殊的用途。
如石墨化碳也用于正逐渐成为反相色谱填料。
这种填料的分离不同与硅胶基质烷基键合相，石墨化碳的表面即是保留的基础，不再需其它的表面改性，该柱填料一般比烷基键合硅胶或多孔聚合物填料的保留能力更强，石墨化碳可用于分离某些几何导构体，又由于HPLC流动相中不会被溶解，这类柱可在任何PH与温度下使用。
氧化铝也可用于HPLC，氧化铝微粒刚性强，可制成稳定的色谱柱柱床，其优点是可在PH高达12的流动相中使用。
色谱柱的分类与选择
色谱柱的分类与选择色谱柱是色谱仪器中最为重要的部分，它能够将被测物质分离、纯化、鉴定。
而色谱柱的分类与选择也会影响色谱仪器的精准性与效率。
一般来说，色谱柱可以分为活性柱、吸附柱、固相提取柱和超声波分离柱四大类。
活性柱：活性柱是最常用的一种色谱柱，也叫作有机柱，它以有机亲水性的润湿剂为填充物，如：C18、SiO2等。
活性柱的填充物表面在水中具有正电荷，能够将非电荷的水溶性物质吸附，使其分离出来。
吸附柱：吸附柱是活性柱的衍生品，它以无机粒子或有机亲水性润湿剂为填充物。
与活性柱相比，吸附柱的填充物表面不具有电荷，而是通过“吸附”的原理将有机溶液中的物质进行分离。
吸附柱可以用来分离非电荷的水溶性物质，也可以用来分离有机物质。
固相提取柱：固相提取柱是一种新型的色谱柱，它采用固体萃取剂作为填充物，它能够将有机物质从固态物质中分离出来，如石油类、脂肪类、树脂类、植物油类等。
超声波分离柱：超声波分离柱是最新开发的一种色谱柱，它利用超声波的能量进行物质的分离，是一种高效的色谱技术。
一般来说，不同的色谱柱都有各自的特点，根据实际情况，应根据所测物质的性质和分离难度，选择合适的色谱柱。
首先，应根据被测物质的性质，确定所需要的类型，如果是有机物质，则应选择活性柱或者吸附柱；如果是固体物质，则可以采用固相提取柱；如果是水溶性物质，可以采用超声波分离柱。
其次，应根据所测物质的分离难度，选择合适的色谱柱。
对于有机物质，可以采用活性柱或者吸附柱，但在活性柱和吸附柱之间，应根据所测物质的分离难度，选择合适的色谱柱，如果分离难度较高，则应采用吸附柱，如果分离难度较低，则可以采用活性柱。
最后，在选择色谱柱时，应注意其尺寸、粒径、表面积、抗氧化能力等方面，以保证色谱柱的使用性能。
总之，色谱柱的分类与选择是影响色谱仪器的精准性与效率的重要因素，应根据所测物质的性质与分离难度，选择合适的色谱柱，并在选择时，注意色谱柱的尺寸、粒径、表面积、抗氧化能力等方面，以保证色谱柱的使用性能。
选择液相色谱柱要考虑哪些因素？
选择液相色谱柱要考虑哪些因素？色谱柱是运用于色谱仪系统中起着分离作用的仪器，是色谱仪分析系统的核心部件，色谱柱柱效的高低影响着检测速率的快慢以及检测结果的准确性。
因此，为了提高色谱柱的柱效，保证液相色谱仪分析检测的灵敏性，了解液相色谱柱的选购技巧尤为重要。
选择液相色谱柱时需要考虑的主要因素包括：键合相、粒径、孔径、碳载量，下面来一一介绍：1、键合相：确定了正反相后基本就简单了，正相很简单，我们重点讨论下反相，C18主要分离非极性和弱极性物质，因为是键合硅胶，所以C18也分好几种有常规的如C18-A，耐纯水的OLAppleC18-AQ、耐酸碱的OLAppleC18-EX等，如果发现C18保留很弱，调整流动相也不行，这个时候可以考虑C8甚至C4等。
2、粒径：色谱法追求的是高效、高分辨、高速等。
目前来说亚2um填料或者2UM核壳填料是很理想的模型，基本具备“三高”特征尤其是高速，线速度不在影响分离度，不过附带的缺点就是高压，要升级相应的硬件，成本高昂，需要谨慎考虑。
5um填料普遍，目前来说完全可以胜任各种日常检测，即使有特殊要求，3um色谱填料基本上也能全覆盖，不过该模型下线速度和分离度是成反比的。
3、孔径：目前很多60~300A都有，甚至更高或者更低的。
开孔的填料多了个类似分子筛功能，所以选择孔径一定要关注分子量，蛋白（分子量5000以上）一般都需要在160A 以上，多肽（分子量上限在3000左右）在120A左右，一般快速柱孔径都很小，可以缩短样品路径。
所以国际上还有无孔硅胶柱子，也很适合蛋白分离，彻底解决蛋白分子量大和太粘稠堵住孔径问题。
4、碳载量：快速柱碳载量很低，如A家等，省时间，省溶剂，但分析部分复杂样品如中药等有点力不从心，这个时候可以考虑英国OLApple色谱柱，碳载量15~23%，碳载量数值就像河床的水草，越高代表越密集，保留样品能力越强，越有可能分离开难分离物质。
液相色谱柱。
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气相色谱柱选择：
柱长：增加柱长可提高分离效果。
但柱长过长，使分析时间延长。
所以在满足一定分离度的条件下，应选用尽可能短的色谱柱。
填充柱的柱内径一般为3~6 mm，毛细管柱的内径0.1~0.5 mm。
固定液的用量选择：担体的表面积较大时，固定液用量可多些，允许的进样量也相应增加。
但从速率方程式的传质项中可知，为了减小液相的传质阻力，应使固定液的液膜厚度尽可能薄。
但固定液液膜太薄，则允许的进样量也就越少。
因此固定液的用量要根据具体情况决定。
固定液的配比选择：（指固定液与担体的质量比）一般为5:100到25:100。
担体的比表面积越大，固定液用量的比例可越高。
担体的性质和粒度选择：若担体的比表面积大，孔径分布均匀，则固定液易分布均匀，从而可加快传质过程，提高柱效。
故应该选用颗粒小且均匀的担体，并尽可能填充均匀，以减少涡流扩散，提高柱效。
但粒度过小，填充不易均匀，会使柱压降增大，对操作不利。
一般对4~6 mm的柱管，选用60 ~80目或80 ~100目的担体较为合适。
SE-30、OV-1、OV-101 二甲基硅氧烷非极性DB-l、HP-1、CP-Sil5CB、SPB-1、007-1、Rtx-1、BP-1... ... 烃类、胺类、酚类、农药、PCBs、挥发油、硫化物等
SE-54、SE-52 5％苯基，1％乙烯基甲基硅氧烷非极性DB-5、HP-5、CPSil 8CB、SPB-5、、Rtx-5、BP-5... ... 药物、芳烃类、酚、酯、生物碱、卤代烃OV-1701 7％氰甲基，7％苯基甲基硅氧烷中等极性DB-1701、HP-1701、
BP-10、CPSil 19CB 、Rtx-1701、SPB-1701... ... 药物、农药、除草剂、TMS、糖
OV-17 50％苯基甲基硅氧烷中等极DB-17、HP-50、SP2250、CP-Sil 19、Rtx-50 、SPB-50... ... 药物、农药、甾类等
PEG-20M 聚乙二醇20M 极性DB-WAX、HP-Wax、Carbowax SUPELCOWAX10、CPWAX 52CB... ... 醇类、酯、醛类、溶剂、单芳、精油等FFAP 聚乙二醇20M对苯二甲酸的反应产物极性DB-FFAPHP-FFAP Nuk01、SP-1000... ... 醇、酸、酯、醛、腈
XE-60、25％氰乙基甲基硅氧烷中极性酯、硝基化合物
OV-225 25％氰乙基，25％苯基甲基硅氧烷中极性DB，225、HP-225、
SP-2330、SPB-225、CP-SIL43CB 脂肪酸酯、PUFA、Aldito]
OV-210 50％三氟丙基硅氧烷极性DB210、Rtx200... ... 极性化合物、有机氯化合物
OV-275 50％三氟丙基硅氧烷强极性DB210 、SP2401 、Rtx200... ... 极性化合物、
一、固定液
非极性：SE30*，OV101，SE54*
中极性：OV17，XE60*，OV1701*
极性：PEG20M*，FFAP*，DEGS*
二、柱内经（mm）
0.2~0.25柱效高、负荷量低、流失小
0.3~0.35负荷量大于毛细口径柱60%，柱效低
0.53~0.6大口径毛细柱，负荷量近似填充柱，总柱效远远超过填充柱，分析速度快
三、柱长（m）
短柱10~15米分离少于10个组份的样品
中长柱20~30米分离10~15个组份的样品
长柱50米以上分离50个组份以上的样品
四、液膜厚度（μm）
薄液膜0.1~0.2μm 低负荷量、高沸点化合物
标准液膜0.25~0.33μm 一般标准毛细柱分析
厚液膜0.5~1μm 符合量较大，低沸点样品
特厚液膜1~5μm 取代填充柱，分析沸点200℃以下复杂样品
液相色谱：
液相色谱柱的选择比较复杂。
我通常根据样品的具体结构和性质都采用C18来实验如果保留时间过晚就要采用C8柱子。
基本上通常的反相色谱C8和C18就解决了大部分问题。
有时一些特殊结构的样品也要采用胺基，苯基，或腈基柱。
当然，因为液相色谱的流动相可以选择极性和非极性（正相和反相），还可以做成梯度洗脱，所以，色谱柱的选择就变的复杂，有时用一种流动相和柱子分离不好，可能不用更换柱子，直接调整流动相就解决问题了，这一点和气相色谱不太一样。