色谱柱分类与选择-内部培训资料
制备色谱柱种类
制备色谱柱种类色谱柱是分离和分析化学品混合物的常用工具，主要应用于高效液相色谱（HPLC）和气相色谱（GC）等分析方法中。
根据使用领域和色谱柱填料材料的不同，色谱柱可以分为多种种类。
1. 毛细管色谱柱（Capillary column）毛细管色谱柱是一种非常细小的色谱柱，其内部直径通常在0.1-0.25mm之间。
这种色谱柱主要用于气相色谱，可用于分析极微量的化合物。
2. 标准色谱柱（Packed column）标准色谱柱是一种中空的管状柱子，内部填充着固体颗粒，如硅胶或石墨化碳黑等。
标准色谱柱主要用于液相色谱，常见的填料材料有硅胶（Silica gel）、石墨化碳黑（Graphitized carbon black）等。
3. 反相色谱柱（C18 column）反相色谱柱是一种常用的液相色谱柱，在填料材料中掺入疏水基团，为分离疏水性化合物提供了良好的选择性。
C18柱是一种反相柱，其中的填料材料是十八烷基硅胶。
反相色谱柱被广泛应用于药物分析、环境分析等领域。
4. 离子交换色谱柱（Ion e某change column）离子交换色谱柱是一种特殊的液相色谱柱，其中的填料材料具有带电性，可以与离子化合物进行相互作用。
离子交换色谱柱常用于分离离子化合物和药物中的阳离子和阴离子。
5. 手性色谱柱（Chiral column）手性色谱柱是一种专用的液相色谱柱，用于分离手性化合物，即立体异构体。
手性色谱柱的填料材料通常包括手性选择性的混合物，例如手性碳、手性硅胶等。
6. 蛋白质色谱柱（Protein column）蛋白质色谱柱是一种专门用于分离和纯化蛋白质的色谱柱。
它通常具有特殊结构和表面修饰以实现蛋白质的选择性分离。
除了上述常见的色谱柱种类外，还有一些其他特殊用途的色谱柱，例如气相色谱中的金属填料柱（Metal column）用于分析金属有机化合物，以及尺寸排除色谱柱（Size e某clusion column）用于分离和分析不同分子大小的聚合物等。
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。
专业技术知识01-色谱柱的分类、维护及管理
适用于离子或可离解的化合物, 如无机离子、有机酸、核苷酸、 氨基酸、抗生素、蛋白质等.
有机共聚物树脂、硅胶微球 离子交换剂、螯合树脂等.
分子排阻色 谱柱
根的大据线分凝团子胶尺的孔寸物隙间质的的保孔相留径对弱大关小系与，高对分溶子质样进品行分分子离，用多于糖分、析聚多乙肽烯、、蛋聚白氯质乙、烯核等酸、
Part 4 色谱柱的常见异常现象
Part4 色谱柱的常见异常现象
色谱柱的常见异常现象与原因
异常现象 1、压力为零，不上升或流动相流量为零 2、有柱前压，但流量为零 3、柱前压上升，流量下降，甚至到零
4、不能调零
5、基线噪声大 6、基线突然起变化 7、基线漂移
原因
色谱柱柱前管路接头处泄露
（1）柱进口堵塞 （2）色谱柱链接件漏液 （1）柱上端不锈钢多孔滤片被胶片碎沫堵塞， （2）柱下端不锈钢多孔滤片被填料细颗粒堵塞 （3）柱子阻力增大，由于以水作为流动相的体系，柱子 内微生物生长而使柱子堵塞
L39 亲水全多孔聚羟基甲基丙烯酸酯色谱柱
L40 Tris 3,5－二甲基苯基氨基甲酸酯纤维素涂覆多孔硅胶微球
L41 球形硅胶表面固定α1酸糖蛋白固定相
L42 C8和C18硅烷化学键合多孔硅胶固定相
L43 硅胶微球键合五氟代苯基固定相
L44
多功能固定相,60 Å高纯硅胶基质键合磺酸阳离子交换功能团和C8反相功能 团
L34 铅型磺化交联苯乙烯－二乙烯基苯共聚物强阳离子交换树脂，9mm球形
L35 锆稳定的硅胶微球键合二醇基亲水分子单层固定相，孔径150Å
L36 5mm胺丙基硅胶键合L-苯基氨基乙酸－3,5二硝基苯甲酰
L37 适合分离分子量2000～40000的聚甲基丙烯酸酯凝胶
色谱柱分类与选择-内部培训资料
(极佳) (差)
A
28
具有极性嵌入基团的反相填料结构示意
O Si
CH 3 CH 3
极性 基团
极性嵌入基团键合配体
O Si
CH 3 CH 3
传统直链型烷基键合配体
A
29
内嵌极性基团固定相：水表面层可能机理
极性基团增加了表面层水的浓
CH 3
• — stationary phase: base-deactivated octadecylsilyl silica gel for chromatography R (3 μm). • — stationary phase: o ctylsilyl base-deactivated silica gel for chromatography R (4 μm) with a pore size of
Nova-Pak C18 Nucleosil C18 Hypersil ODS Zorbax ODS
Acenaph k'
16 16 14 16 16 19 23
16 15 11 21
Amitrip/Acenap Amitriptyline
a
拖尾因子(美国药典法)
1.3
1.4
1.4
2.5
1.5
3.3
1.8
1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 M inutes
8.00 10.00
amitriptyline
6.00 7.00 8.00
A
18
硅胶晶格中杂质铝对硅醇基酸度的影响
质子酸
O
O
O
Si
Si
Si + _
如何正确选择色谱柱
如何正确选择色谱柱色谱分析技术主要是应用在化学医药实验室或研究所等领域内，主要是用来分析液体或气体样品的内部成分情况。
色谱柱是色谱分析系统中非常的关键的核心部件，它的作用是使得样品内部成分以不同的速率通过色谱柱，而让检测器检测通过色谱柱成分的各个不同色谱峰，最终确定其成分。
下面我们来了解一下如何正确选择色谱柱：一、选择色谱柱时，首先根据其所需要进行成分含量分析的样品进行大致的类型分类，例如可以根据分离规模来进行选择色谱柱的类别，如色谱柱根据其直径的大小尺寸不同具有非常多的型号。
如直径较大的是制备柱，它的尺寸一般大于10mm，还有分析柱的直径尺寸大概是2-5mm，一些微型柱，包括有纳米柱毛细管管柱等。
二、其次，可以从需要分析样品的物理和化学性质入手，如在选柱前提前找好关于该物质的资料，包括其分子量、溶解性、是否会出现解离现象等等详细的信息，然后根据这些找出合适的色谱柱类型。
如脂溶性的样品适合的色谱柱是调料式的孔径，而水溶性非离子型的则比较适合反向色谱柱法等。
三、当具体到选择哪一款色谱柱时，应当保证填料所能耐受的ph范围符合分析条件的要求。
因为如果其硅胶材质不与需要测量的样品的酸碱值不能够相适应，就会发生键合相水解或者是硅胶溶解的多种现象，当然其填料的孔径也要选择与色谱柱相适应的，不然很可能会导致分析结果不准确。
四、色谱柱的规格情况：色谱柱的规格包括它的长度，内外径等，细内经色谱柱的优点是比较节约溶剂、且灵敏度较高，成分测量测量也比较准确，但是它对整个色谱系统的分析精度也要求较高；如果是组分较多的色普柱，则就适合长度较长的色谱柱，才能达到更好的分离和分析的效果。
综上所述，在众多型号和尺寸的色谱柱中选择一款合适的色谱柱来使用，进行分析相应样品的成分是需要一定的技巧的。
不仅要考虑考虑到该样品可能具有哪些物理和化学性质，还要考虑到色谱柱的规格尺寸以及它的填料材质和直径尺寸等，当然色谱柱售后有保障也是需要考虑的，只有考虑到多方面相关的知识和注意要点才能选到合适的评价高的色谱柱。
色谱柱基础知识的总结
色谱柱基础知识简介一、色谱柱工作原理当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。
由于混合物中各组分在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的作用力的大小、强弱不同，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定保留的时间不同，从而按一定次序由固定相中流出。
二、色谱柱的分类2.1 色谱柱主要分为填充柱和毛细管柱注：此外，还有一些综合了填充柱和毛细管柱特点的特殊色谱柱，例如Alltech公司采用专利技术生产的集束管毛细管柱。
2.2 填充柱与毛细管柱的比较表1 填充柱与毛细管柱的比较色谱柱内径/mm 长度/m柱材料柱容量载气流速填充柱2-5玻璃或金属材质mg20-30mL/min毛细管柱10-10熔融石英或不锈钢、聚酰亚胺涂层ng1-10mL/min注：毛细管柱外层为聚酰亚胺，可修补柱子缺陷（即增强柔韧性）并且增加强度。
三、填充柱填充柱的柱管填充柱可以使用任何类型的柱管，只要它对样品是清洁,、惰性的, 以及能够承受GC的柱箱温度，像：不锈钢管、玻璃管、铜管、聚四氟乙烯管、聚合物管等。
固体载体(颗粒)和固定相近距离观察一个填充颗粒,会发现它是由一个固体载体(颗粒)和在它上面均匀涂渍的涂敷物(叫做固定相)所组成。
固体载体即液态固定相附着的载体，其细小、均匀、多孔，增加与样品接触的表面积。
常用的固体载体为硅土。
固体载体也有不同大小的颗粒度，颗粒度是指“目数大小”。
一般是根据柱径来选择固体载体的粒度，保持载体的直径为柱内径的1/20为宜。
常用60-80目及80-100目。
表2 直径大小与目号的关系四、毛细管柱4.1 毛细管柱的构成毛细管色谱柱由两个主要部分组成：管身和固定相。
管身毛细管柱的管身一般使用熔融二氧化硅或不锈钢作为基本材质。
熔融二氧化硅即高纯度合成石英（以下通称熔融石英)，通常在其表面涂上一层聚酰亚胺做为保护层。
当实验要求更高的使用温度时，我们可以来用不锈钢毛细柱来代替熔融石英毛细柱。
气相色谱柱知识详解
气相色谱柱知识详解————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期:气相色谱柱知识详解第一节气相色谱柱的类型气相色谱法（gａs chｒomatoｇｒａphy, 简称GＣ)亦称气体色谱法,气相层析法。
其核心即为色谱柱。
气相色谱柱有多种类型。
从不同的角度出发，可按色谱柱的材料、形状、柱内径的大小和长度、固定液的化学性能等进行分类。
色谱柱使用的材料通常有玻璃、石英玻璃、不锈钢和聚四氟乙烯等，根据所使用的材质分别称之为玻璃柱、石英玻璃柱、不锈钢柱和聚四氟乙烯管柱等。
在毛细管色谱中目前普遍使用的是玻璃和石英玻璃柱，后者应用范围最广。
对于填充柱色谱, 大多数情况下使用不锈钢柱,其形状有U型的和螺旋型的，使用U型柱时柱效较高。
按照色谱柱内径的大小和长度,又可分为填充柱和毛细管柱。
前者的内径在2~4ｍm,长度为1~10ｍ左右;后者内径在0.2~0.5ｍm,长度一般在25~1０0m。
在满足分离度的情况下，为提高分离速度,现在也有人使用高柱效、薄液膜的10m短柱。
根据固定液的化学性能，色谱柱可分为非极性、极性与手性色谱分离柱等。
固定液的种类繁多，极性各不相同。
色谱柱对混合样品的分离能力，往往取决于固定液的极性。
常用的固定液有烃类、聚硅氧烷类、醇类、醚类、酯类以及腈和腈醚类等。
新近发展的手性色谱柱使用的是手性固定液,主要有手性氨基酸衍生物、手性金属配合物、冠醚、杯芳烃和环糊精衍生物等。
其中以环糊精及其衍生物为色谱固定液的手性色谱柱,用于分离各种对映体十分有效,是近年来发展极为迅速且应用前景相当广阔的一种手性色谱柱。
在进行气相色谱分析时，色谱柱的选择是至关重要的。
不仅要考虑被测组分的性质,实验条件例如柱温、柱压的高低，还应注意和检测器的性能相匹配。
有关内容我们将在以后章节中加以详细讨论。
第二节填充气相色谱柱填充气相色谱柱通常简称填充柱,在实际分析工作中的应用非常普遍。
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
气相色谱柱的分类
气相色谱柱是气相色谱仪中的关键组件，用于分离混合物中的化合物。
这些柱根据其内部填充物的性质和结构可以进行不同的分类。
以下是常见的气相色谱柱分类：1. 毛细管柱（Capillary Column）：毛细管柱是一种非常常见的气相色谱柱，其内径通常在0.1-0.53毫米之间。
这种柱的填充物常常是液态涂层或固定相，可以提供更高的分辨率和更好的分离效果。
2. 开放管柱（Packed Column）：开放管柱是一种较早期的气相色谱柱，其内部填充有颗粒状的固定相。
这种柱逐渐被毛细管柱取代，但在某些应用中仍然有用。
3. 固定相分类：液体固定相：使用液体涂层或吸附剂，如聚硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）。
固定相涂层：可以根据化合物的极性选择不同的固定相，例如聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）。
多相柱：包含两种或两种以上不同类型的固定相，以增强对复杂混合物的分离。
4. 长度分类：短柱（Short Column）：长度通常在10-30米之间，用于快速分离。
中柱（Medium Column）：长度在30-60米之间，用于一般分离任务。
长柱（Long Column）：长度超过60米，适用于高分辨率的分离。
5. 手性柱（Chiral Column）：用于分离手性异构体（对映体）。
手性柱的填充物具有手性选择性，能够区分具有相似物理性质但不同手性的化合物。
6. 膜柱（Capillary Membrane Column）：使用多孔膜作为固定相，提供更高的热稳定性和更快的分离。
气相色谱柱的选择取决于分析的样品性质、目标化合物、分离需求以及仪器性能等因素。
在选择气相色谱柱时，需要仔细考虑这些因素以确保获得准确且可靠的分析结果。
色谱柱基础知识的总结
色谱柱基础知识的总结色谱柱是色谱分析中的重要工具，它是用来分离混合物中不同化合物的设备。
色谱柱的选择和使用对于色谱分析结果的准确性和灵敏度起着至关重要的作用。
下面将对色谱柱的基础知识进行总结。
色谱柱的种类主要包括气相色谱柱（GC柱）和液相色谱柱（LC柱）。
GC柱使得样品在高温下蒸发成为气态，然后通过柱子的分离效应进行分离。
LC柱是将可溶于液相的样品通过柱子的分离效应进行分离。
色谱柱的工作原理是样品分离的基础。
色谱柱的分离效应由固定填充物和流动相的选择决定。
固定填充物是色谱柱中的重要组成部分，分为填充型和包袋型。
填充型色谱柱常用的填充物有硅胶、氧化铝、氮化硅等。
填充型色谱柱适用于对极性物质的分离。
包袋型色谱柱通常是指薄层涂布型的液相色谱柱，常见的包袋型色谱柱有C18、C8、C4等。
包袋型色谱柱适用于对非极性以及中等极性物质的分离。
流动相的选择也是色谱柱分离效应的关键因素。
在GC柱中，通常使用气体作为流动相，常用的有氢气、氦气等。
在LC柱中，流动相一般是有机溶剂和缓冲液的混合物，常见的有甲醇、乙腈等。
流动相的选择要根据要分离的物质的属性，如极性、溶解度等进行合理选择，以提高分离效果。
色谱柱的选择要根据需要分离的物质的性质进行。
对于GC柱的选择，常见的指标有极性、温度范围、长度和内径等。
相对于液相色谱柱，GC柱的选择范围较窄，通常根据物质的极性选择合适的GC柱。
液相色谱柱的选择相对较为复杂，常见的指标有固定相类型、粒径、孔径、长度和内径等。
固定相的选择要根据样品的性质进行，如极性的物质选择极性固定相，非极性物质选择非极性固定相。
粒径和孔径的选择会影响柱子的分离效果和分析时间。
总之，色谱柱是色谱分析中的重要工具，其选择和使用对于色谱分析结果至关重要。
合理选择柱子的类型和填充物，以及优化流动相的组成和条件，能够提高色谱分离效果和分析灵敏度。
同时，良好的色谱柱的使用与保养也是保证色谱分析质量的重要环节。
只有不断深入了解和熟悉色谱柱的基础知识，才能更好地进行色谱分析工作。
气相色谱色谱柱的选择及分类之欧阳引擎创编
气相色谱色谱柱的选择及分类欧阳引擎（2021.01.01）1.1 固定相的选择当面对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。
这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。
非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。
极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、O、P、S或卤素。
样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。
可极化物质——主要由C和H组成同时包含不饱和键。
通常有：炔和芳香族化合物。
如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馏分中的烃，你可以试用OV-1毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。
如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-52或SE-54柱。
极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。
如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的WAX固定相。
1.2膜厚选择薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。
一般而言，色谱柱的膜厚为0.25到0.5μm。
对于流出达300℃的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、甾族化合物等）能够很好的分析。
对于更高的洗脱温度，可以用0.1μm的液膜。
而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃～200℃之间的物质，用1～1.5μm的液膜效果较好。
超厚膜（3～5μm）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。
另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。
由于这个原因，大口径柱都只有厚膜。
厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。
1.3长度选择一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。
30m柱是最普遍的柱长。
超长柱（50、60或100m、150m）用于非常复杂的样品。
色谱柱介绍通用课件
活性炭基质色谱柱
活性炭基质色谱柱适用于分离一些具 有吸附性质的化合物，如芳香烃、脂 肪酸和某些重金属离子。活性炭基质 色谱柱的制备方法通常是将活性炭与 适当的填料混合，然后进行高温处理。
环境监测领域
色谱柱在环境监测领域的 应用逐渐增多，用于水体、 土壤、大气中有毒有害物 质的分离和检测。
食品工业领域
色谱柱在食品工业中用于 食品添加剂、农药残留等 的检测和分离纯化。
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根据分离模式选择色谱柱
根据所需的分离模式选择相应的色谱柱，如正相色谱、反相色谱、离子交换色谱等。
正相色谱柱适用于非极性或弱极性样品的分离，如硅胶色谱柱。反相色谱柱适用于极性样品，如C18、 C8等反相填料的色谱柱。离子交换色谱柱适用于带电样品的分离，如阴离子交换色谱柱和阳离子交换 色谱柱。
根据实验需求选择色谱柱
色谱柱介绍通用课件
contents
目录
• 色谱柱的种类 • 色谱柱的填料 • 色谱柱的选择 • 色谱柱的使用与维护 • 色谱柱的发展趋势与展望
01
色谱柱的种类
硅胶基质色谱柱
硅胶基质色谱柱是最常用的色谱柱类型之一，其优点在于稳 定性高、分离效果好、使用寿命长等。硅胶基质色谱柱适用 于多种类型的化合物，尤其在分离烃类、酯类和胺类等化合 物方面表现出色。
硅胶基质色谱柱在分离过程中具有 较高的稳定性和重现性，是当前色 谱柱市场的主流产品。
新型复合材料
采用纳米技术、分子印迹技术等制 备的新型复合材料色谱柱，具有更 高的选择性，在特定分离领域具有 显著优势。
色谱柱分类
色谱柱分类
色谱柱的分类有许多方式，常见的按照填充物、运动相分别将其进行分类。
按填充物来说，色谱柱大致可以分为固定相色谱柱和液态相色谱柱两种。
固定相色谱柱顾名思义，就是选用不动的、固定的物质作为填充物。
液体相色谱柱，则是采用液体作为填充物。
固定相色谱柱又可分为无机固定相色谱柱以及有机固定相色谱柱。
无机固定相色谱柱由无机物质组成，例如氧化铝、硅藻土、沸石等。
有机固定相色谱柱则主
要由有机物质组成，例如聚乙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯等。
液态相色谱柱也同样可以细分，例如按照液体的属性，可分为极性液态相色谱柱与非极性液态相色谱柱，极性液体可选择甲醇、乙醇等，非极性液体如正己烷等。
再者，色谱柱还可以按照运动相分为液相色谱柱和气相色谱柱。
液相色谱柱中的运动相是液体，气相色谱柱中的运动相则是气体。
这两种色谱柱的主要区别在于其运动相的形态不同，液相色谱柱中，样品通过液体这一运动相进行分离，而气
相色谱柱则利用气体这一运动相进行样品的分离。
液相色谱柱又可分为正相色谱柱和反相色谱柱。
在正相色谱柱中，固定相是极性的，运动相是非极性的。
反相色谱柱则恰恰相反，固定相是非极性的，运动相
是极性的。
总的来说，对色谱柱的分类广泛且复杂，既可从填充物出发，又可从运动相角度分类，涵盖矩阵固定相、工作气体、组成物质等方面。
此外，不同类型的色谱
柱因其性质的差异被运用在不同的实验研究中。
高效液相色谱柱基础知识
色谱柱的种类
➢ 高分子聚合物 • 常用的是以高交联度的苯乙烯-二乙烯苯或聚甲基丙
烯酸酯为基质的球形填料。 • 压力限度比无机填料低； • 在整个pH范围内稳定，可以用NaOH或强碱来清洗
分离有机酸、碱、盐这些离子型化合物。 ➢ 样品容量随烷基链长增加而增大，且长链烷基可
使溶质的保留值增大，并常常可改善分离的选择 性；短链烷基键合相具有较高的覆盖度，分离极 性化合物时可得到对称性较好的色谱峰。苯基键 合相与短链烷基键合相的性质相似。
反相键合相色谱
流动相为极性的水或缓冲液，常加入甲醇、 乙腈、异丙醇、丙酮、四氢呋喃等与水互溶 的有机溶剂以调节保留时间。
ZORBAX Extend-C18，pH9~12, ➢ 基质的颗粒度 颗粒度越小：柱效越高(传质好，涡流扩散小)，分离度越好，柱压
越高(渗透性差)，常用5μ。 ➢ 基质的颗粒分布 颗粒分布越宽:柱效低(渗透性差) ➢ 基质的颗粒形状 球型:柱效高、重现性好、柱床结构均匀 无定型（不规则形状）：柱床结构不均匀,流动相线性速度不均匀，
色谱柱 ； • 聚合物基质在流动相发生变化时会出现膨胀或收缩，
对于小分子化合物柱效低； • 主要用于大分子化合物，常制成凝胶柱或离子交换
柱。
化学键合相色谱柱
➢ 定义：将有机官能团通过化学反应共价键合到硅胶 表面的游离羟基上而形成的固定相称为化学键合相。
➢ 种类 非极性键合相（反相）：键合相表面基团为非极性
高效液相色谱柱基础知识
张润平
色谱柱的构造
✓ 色谱柱由柱管、填料压帽、卡套（密封环）、筛板（滤片）、 于70 kg/cm2 时，也可采用 厚壁玻璃或石英管。为提高柱效，减小管壁效应，管内壁要求 有很高的光洁度，不锈钢柱内壁多经过抛光。
常用色谱柱简介(严选内容)
常用色谱柱简介气相色谱毛细柱（键合，聚二甲基硅氧烷）HP-1，DB-1，P-1，CP-SIL5CB，Ultra-1,007-1,RTx-1,AT-1类似固定相：SE-30，SP-2100，OV-1，OV-101,使用温度：-60℃-320℃应用范围：烷烃，芳烃，多环芳烃，醇，酚，酮，酯，醛，胺，卤代烃，吡啶，糖衍生物，氨基酸衍生物，维生素衍生物，镇痛药，农药，溶剂，胆固SPB-50型中等极性柱醇，香料，咖啡，食品添加剂等。
(键合, 50%二苯基,50%二甲基聚硅氧烷)对照品牌：HP-50，HP-17，DB-17，RTx-50，AT-50 SPB-5型弱极性柱类似固定相：OV-17, SP-2250,使用温度：30℃-310℃（键合，5%苯基，95%甲基聚硅氧烷）应用范围：烷烃，低沸点芳烃，多环芳烃，醇，甘对照品牌：HP-5，DB-5，BP-5，CP-SIL 8CB，油三酸酯，喹啉，卤素化合物，香料，农药，酯，Ultra-2, ,RTx-5,AT-5镇痛药，除草剂等。
类似固定相：SE-54，SE-52，OV-73 使用温度：-60℃-320℃PTE-5，PTE-5QTM型弱极性柱应用范围：烷基苯，多环芳烃，醇，酚，酮，脂肪(MS专用柱,键合,5%苯基,95%甲基聚硅氧烷)酸酯，苯二甲酸酯，硝基芳烃，芳胺，烷基胺，联对照品牌：HP-5 MS，DB-5 MS, DB-5.625，XTI-5，苯胺，卤代烃，多氯联苯，，糖类衍生物，维生素衍BPX625，半挥发污染物分析柱（US EPA方法525，生物，有机酸，镇痛药，农药，抗组胺药，溶剂，625.5，625）生物碱，防腐剂，香料等。
类似固定相：SE-54,SE-52 使用温度：-60℃-320℃应用范围：多氯联苯，胺，有机磷，有机氯农药，SUPELCOWAX 10型极性柱含氯除草剂，酚，苯胺，香料等。
(键合,聚乙二醇二万)对照品牌：HP-Wax，DB-Wax，BP-20，CP-Wax 52CB，SPB-1701型中等极性柱HP-INNO Wax,AT-Wax(键合, 14%氰丙基,86%二甲基聚硅氧烷)类似固定相：PEG-20M, CARBOWAX-20M,使用温对照品牌：HP-1701，DB-1701，RTx-1701，AT-1701，度：35℃-280℃BP-10，CPSil19CB应用范围：低沸点芳烃，醇，酮，酸，酯，醛，醚，类似固定相：OV-1701,SP-2250 使用温度：室温-280乙二醇，丙二醇，甘油，吡啶，胺，亚硝胺，卤代℃烃，胆汁酸衍生物，冰片，薄荷，精油，香料，酒，应用范围：醇，卤素化合物，有机氯农药，酸性药苯乙烯，茶，溶剂等。
Ultimate液相色谱柱技术培训资料
• 90年代早期，粒径为 5 µm 的高纯硅胶，即所谓的 B 型硅胶被发展，并成为这个
行业填料的标准，这种 B 型硅胶含有微量的金属。
• 90年代后期，为了满足快速分离的需求，发展了 3 µm 或 3.5 µm 的球形硅胶，其
作用和性能逐渐的获得了人们的认同和接受。
• 21世纪早期，为适应超快速的分离要求，粒径小于 2 µm 的填料被开发出来，发展
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与其它品牌色谱柱 硅胶基质中金属含量的比较
mAU 80 60 40 20 0 0 mAU 80 60 40 20 0 0 mAU 60 40 20 0 0 mAU 60 40 20 0 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 min 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 min 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 min 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 min
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HPLC 色谱柱结构
类 型 内径D (cm) 0.3 –0.46 0.1, 0.21 0.8 –1.0 2.0 –5.0 柱长(cm) 3 - 25 15, 25 10 - 25 10 - 25 粒径 (µ m) 3 - 10 3-8 5 - 20 5 - 20
15
分析柱 微孔柱 半制备柱 制备柱
Pore Volume (cm
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用螯合剂对色谱柱中痕量金属的测定
mAU 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 mAU 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 12 14 min 2 4 6 8
1
N
N
色谱柱: UltimateTM XB-C18,
色谱柱培训学习
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• 实心微球型特点：实心核、起作用的是表面很薄的外壳、微粒的大小通常为1.5~2.5um，快速传质的动
力学，对大分子有突出的分离效能；表面积较小，样品容量有限，仅适用于分析型HPLC；峰型尖锐，要求 HPLC仪器的柱外峰展因素极小，避免峰展宽
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• 接头：柱两端连接流动相与柱管的中空环套，由不锈钢制成。用于柱管路联通与柱端高压固定。 • 封头：柱两端的密封螺丝，用于保存色谱柱时封头。 • 柱填料
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固定相
• 键合硅胶：在硅胶担体表面上共价键有机硅烷或沉积聚合物有机涂层 • 使用最广泛的有机硅烷键填料的表面反应式见下图：
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硅胶填充微粒
• 物理特性：机械强度很高，可保证填充柱长时间在很高的操作压力下工作，柱效稳定；使柱的反压较低， 寿命较长。
• 制作工艺：良好的控制制作工艺，能够得到平均孔径变化范围宽（如8、30、100um）、孔径分布范围较 窄和粒度选择较大（如10、5、3um）的填料。能满足大、小分子的分析和制备
• 尽管大多数分离在低pH条件下进行最好（pH≤3），但有些分离须在高pH条件下进行 • 原因： • 有关化合物在低pH条件下不稳定 • 在低pH条件下，达不到所需选择性 • 质子化的（亲水的）碱性化合物子低pH条件下保留太小
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• 柱填料封尾可以减少硅胶基质色谱柱在在中等与高pH条件下，硅胶担体溶解 • 实例 • 色谱条件：
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• 硅胶担体的表面性质极为理想，其表面可以通过化学改性引入种类繁多、具有不同官能团的键合相 • 硅胶基质填料与水及所有有机溶剂兼容，更换溶剂时，填料大小不会变化（例如溶胀）。这种特性使填充
色谱柱的分类及特点
3-1 柱的结构1、堵棒（或导管）2、接头3、接头4、密封圈5、螺帽6、柱密封圈7、柱管8、柱填料9 10、过滤片3-2 柱的分类：根据所有的担体材料分为三种：a.硅胶型：机械强度高，易制成小颗粒，理论塔板数高。
b.聚全物型：在广泛的PH值范围内稳定c.羟基磷灰石型：对蛋白质等生物高分子样品有特殊的选择性。
根据分离方式分类：a.硅胶型1）正相：SIL－－磷脂、NH －－糖、维生素E，CN－－甾类激素。
2）反相：ODS（C18）、（C8 CN TMS Pheny1）低分子量化全物。
3）离子交换：WAX（弱碱阴离子交换）－－核苷酸、蛋白质WCX（弱酸阳离子交换）－－蛋白质SAX（强碱阴离子交换）－－核苷酸SCX（强酸阳离子交换）－－儿茶酚胶4）凝胶过滤：Diol－－蛋白质GF－－蛋白质b.聚合物型：1）反相：ODP－－50－－肽，蛋白质，低分化合物。
2）离子交换：ISC－－氨基酸，胍类化合物，ISA－－糖，IC－－无机离子，PA－－蛋白质，ES－－蛋白质。
3）配位交换：SCR（磺化聚苯乙烯）－－糖。
4）离子排阻：SCR-101H 102H －－有机酸5）凝胶过滤：ION－－多糖GS－－水溶性分子6）凝胶渗透色谱（GPC）：GPD－－合成分子、橡胶。
7）羟基磷灰石型：HPC－－蛋白质、核苷酸按尺寸分类：1.制备：30mm 50mm 内径，半制备：20mm内径。
2.分析：标准型柱：4_8mm内径。
快速色谱柱：3mm内径、5cm长、4.6mm内径。
小孔径柱：2.5mm内径，微孔径柱1mm内径。
3-3柱的技术指标*耐压：不小于40Mpa。
*渗透性：反相－－流动相甲醇1ml/min，压力3Mpa。
正相－－正乙烷1ml/min,压力3Mpa.*柱效：理论塔板极数>3x103。
*对称柱：葸峰不对称因子AS在0.8~2.0范围内。
*外观：光洁、标牌、尺寸、填充剂、流动相方向、日期等。
ODS柱ODS（C18）色谱柱是将十八烷基键合在担体的表面，然后填充的柱，在HPLC中应用广。
气相色谱色谱柱的选择及分类修订稿
气相色谱色谱柱的选择及分类公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]气相色谱色谱柱的选择及分类固定相的选择当面对一个未知物时，先试用现有GC柱，如果该柱分离不理想，根据你对样品的了解，基本原则是分析物与固定相有相似化学性质时才会相互作用。
这说明对样品越了解，越容易找到合适的固定相。
非极性分子——通常仅由C和H组成并且无偶极矩，直联（正烷）是常见的非极性化合物的例子。
极性分子——主要由C和H组成同时也有其他原子，如：N、O、P、S或卤素。
样品包括有醇类、胺类、硫醇类、酮类、有机卤化物等。
可极化物质——主要由C和H组成同时包含不饱和键。
通常有：炔和芳香族化合物。
如果你的样品是具有相似的化学性质的非极性组分的混合物，比如大多数石油馏分中的烃，你可以试用OV-1毛细管色谱柱，它按沸点顺序分离。
如果你怀疑有芳族化合物，试着用有苯基的SE-52或SE-54柱。
极性或可极化组分样品能够在中极性和/或可极化固定相色谱柱上进行分析，如有苯基或类似基团固定相，比如OV-17或OV-225柱。
如果需要更高极性，可以选用聚乙二醇（PEG）固定相，即通常所说的WAX固定相。
膜厚选择薄膜比厚膜洗脱组分快、峰分离好、温度低。
一般而言，色谱柱的膜厚为到μm。
对于流出达300℃的大多数样品（包括蜡、甘油三脂、甾族化合物等）能够很好的分析。
对于更高的洗脱温度，可以用μm的液膜。
而厚液膜对于低沸点化合物有利，对于流出温度在100℃～200℃之间的物质，用1～μm的液膜效果较好。
超厚膜（3～5μm）用于分析气体、溶剂和可吹扫出来的物质，以增加样品组分与固定相的相互作用。
另一个选择厚膜的原因是当用大口径柱时保持分离度和保留时间。
由于这个原因，大口径柱都只有厚膜。
厚膜的流失较大，温度极限必须随膜厚度增加而下降。
长度选择一般情况，15m柱用于快速筛选简单混合物或分子量极高的化合物。
30m柱是最普遍的柱长。
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25 Minutes
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如何解决碱性化合物和螯合物的峰形问题?
• 从修饰流动相着手改善峰形(例如使用竞争性 碱TEA或离子对色谱) – 1970-1980年代策略 • 从改善反相填料着手降低硅醇基活性 – 自1990年代起至今
现代色谱柱三大技术平台
纯硅胶柱
ECOSIL ODS-SH Purospher STAR RP18e
7.00
8.00
硅胶晶格中杂质铝对硅醇基酸度的影响
质子酸
O O Si HO O Si
O Si Si O OH O Si O
+ _ HO
Al
金属嵌入硅胶晶格中，使硅醇基的酸性大大增强
硅胶中金属杂质含量对螯合性化合物Hinokitiol 峰形的影响
流动相:20 mM Phosphate Buffer pH 3.6 （含 0.05% EDTA): Acetonitrile (50:50)
极性封尾，增加极性保留
由于空间位阻的存在，键合反应最多 只能覆盖50%的硅羟基，超过一半硅 羟基是活性硅羟基，与碱性基团会发 生离子交换作用，增加了保留，导致 峰形拖尾，用短链氯硅烷（如三甲基 氯硅烷）键合活性的硅羟基，可以减 小这种影响，这种操作被称为封尾， 封端，封口。
Hypersil ODS即没有封尾 Hypersil ODS-2有封尾
常见品牌C18柱在pH3下的性能比较
Toluamide k' 1.4 1.4 Chlorph/Toluam Chlorpheniramine 拖尾因子(美国药典法) a 3.4 1.2 0.71 1.4
柱品牌
ECOSIL C18SH Purospher RP18
Kromasil C18
Alltima C18 Inertsil ODS-2 Zorbax Rx C18 Puresil C18 Nova-Pak C18
亲水AQ柱
ECOSIL ODS-AQ Atlantis Dc18, T3
宽pH色谱柱
ECOSIL ODS-Extend Xbridge/Xterra C18/C8
Symmetry C18
Synergi Hydro-RP
Gemini C18
Zorbax ODS-Extend
极性嵌入柱
ECOSIL ODS-EPS
— stationary phase: base-deactivated octadecylsilyl silica gel for chromatography R (3 μm). — stationary phase: octylsilyl base-deactivated silica gel for chromatography R (4 μm) with a pore size of 6 nm,
1.8
2.4 1.7 1.4 1.6 1.3
3.6
3.2 2.9 3.3 3.6 3.9
1.5
1.8 1.9 2.0 2.9 2.6
Nucleosil C18
Zorbax ODS Hypersil ODS
1.8
1.7 1.5
4.2
4.9 11
3.9
4.6 11
常见品牌柱在pH3和 pH7下的峰形优劣排序
低金属杂质
O O Si O M n+ O
Si
高金属杂质含量
2 4 Minutes 6 8
金属杂质的存在可使得硅醇基过度活化，以至 某些碱性化合物在酸性条件下仍呈现拖尾峰
分析物: Chlorpheniramine 流动相 : 乙腈/KH2PO4 pH 3.0 (20:80)
4
拖 尾 因 子
3
“高纯硅胶 ” 区
1906 年俄国植物学家Tsweet 发现 色谱分离现象
一、色谱起源
石油醚
色谱
组分
色素
碳酸钙颗粒
高效液相色谱仪的分析原理
高效液相色谱仪的结构 色谱柱在高效液相色谱仪中的作用和峰形产生原理 色谱柱 高压泵 检测器 色谱工作站
进样器
2
1 Basic principle of chromatographic separation
当流动相pH值小 于3时, 硅醇基呈 中性(未解离)
+ HN (CH 3 )
2
电性(大部解离)
Base Base 对碱性化合 物的保留及 严重拖尾
两实验使用相同的传统C8硅胶柱
既然pH< 3时硅醇基离解受抑制，为何不在所有 情况下采用酸性条件进行分离?
低pH可导致分离选择性的完全丧失!
0.04
AU
对碱性化合物的峰对称性
pH 7 Ecosil ODS-SH Symmetry Inertsil LiChrospher RP select B YMCbasic Puresil Purospher Zorbax Rx Nova -Pak kromasil Alltima Nucleosil Hypersil Zorbax pH 3 Ecosil ODS-SH Symmetry Purospher Alltima Inertsil kromasil YMCbasic Zorbax Rx LiChrospher RP select B Puresil Nova -Pak Nucleosil Zorbax Hypersil
碱性分析物在硅胶柱上的拖尾机理
与键合相的疏水性作用
O- Si O- Si OH O- Si O- Si OH O- Si OH O- Si O- Si O- Si OH O- Si O- Si 2). 与残余硅醇基间的离子交换作用
O- Si O- Si 离子交换作用 OO- Si O- Si + O - (CH ) HN 32 O- Si OO- Si O- Si O- Si O当流动相为 pH6O-- Si 8时, 硅醇基带负 O- Si
Zorbax-Bonus RP18 Symmetryshield RP18
HILIC柱
Zic-HILIC Hypersil GOLD HILIC Atlantis HILIC 柱
目的：改善峰形
目的：提高极性化合物 保留
目的：提高色谱柱pH使 用范围
B类超纯硅胶柱基体颗粒的化学合成过程
无金属杂质的超纯起始原料
C18键合并端基封尾后 还能看见什么？硅羟基!—即使进行高密度 键合，硅胶表面仍将残留约50%硅羟基 (SiOH)!
填料的端基封尾 –封口残余硅羟基 –减少不可逆吸附或拖尾 –增加碳含量（0.1% -1%）
单、双、三官能团键合
三官能团键合
二官能团键合
单官能团键合
• 键合
• 封尾
常用封尾end-capped ：三 甲基硅氧烷
1.1 色谱分离基本原理
Partition coefficient K分配系数
硅胶颗粒基质合成步骤： • 1.合成硅胶基质 • 2.键合配体(键合相) • 3.端基封尾 end-capped
90年代以后方式：organosilica polymer 有机 单晶硅聚合的硅胶，即B类硅胶
以传统方式制造硅胶色谱填料的过程: 起始原料为矿物硅酸盐（如泡花碱），即A类硅胶
0.02 0.00 0.00
pH 2.0
2.00 4.00 6.00 Minutes 8.00 10.00
0.04 0.03
nortriptyline
AU
0.02 0.01 0.00 0.00 1.00 2.00 3.00
pH 7.0
amitriptyline
4.00 Minutes
5.00
6.00
•
— stationary phase: end-capped polar-embedded octadecylsilyl amorphous organosilica polymer R (5 μm); Mobile phaseMix 35 volumes of acetonitrile R and 65 volumes of a 5.23 g/l solution of dipotassium hydrogen phosphate R previously adjusted to pH 7.0 with phosphoric acid R.
2
1
0
100 200 杂质铝含量, ppm
300
400
传统型C18硅胶柱上金属杂质对碱性 化合物峰形的影响
Propranolol and Butylparaben
流动相 pH 7
Naphthalene
铝杂质含量 ~375 ppm Acenaphthene
Tf USP = 6.5
Amitriptyline
以传统方式制造硅胶（A类硅胶）色谱填料的过程: 起始原料为矿物硅酸盐（如泡花碱）
Na2SiO3 (矿物) + 2H+
Si(OH)4 (silicic acid)+ 2Na+
硅胶颗粒 (含金属杂质!) C18/C8 bonding + endcapping C18/C8 Reversed Phases (最终仍带金属杂质!)
Polyethoxysilane (PEOS)
Tetraethoxysilane (TEOS)
常见品牌C18柱在pH7下的性能比较
Acenaph 品牌 Ecosil C18-SH Inertsil ODS-2 Puresil C18 Zorbax Rx C18 Purospher RP-18 Kromasil C18 Alltima C18 Nova-Pak C18 Nucleosil C18 Hypersil ODS Zorbax ODS k' 16 16 14 16 16 19 23 16 15 11 21 Amitrip/Acenap a 1.3 1.4 1.5 1.8 4.8 1.5 3.5 2.3 4.3 2.8 无法测得结果! Amitriptyline 拖尾因子(美国药典法) 1.4 2.5 3.3 6.0 6.0 9.4 13 5.5 10 10