色譜又稱色層法或?qū)游龇?，是一種物理化學(xué)分析方法，它利用不同溶質(zhì)(樣品)與固定相和流動相之間的作用力(分配、吸附、離子交換等)的差別，當(dāng)兩相做相對移動時，各溶質(zhì)在兩相間進(jìn)行多次平衡，使各溶質(zhì)達(dá)到相互分離。

01柱色譜

為向玻璃管中填入固定相，以流動相溶劑浸潤后在上方倒入待分離的溶液，再滴加流動相，因?yàn)榇蛛x物質(zhì)對固定相的吸附力不同，吸附力大的固著不動或移動緩慢，吸附力小的被流動相溶劑洗下來隨流動相向下流動，從而實(shí)現(xiàn)分離。

02紙色譜

以濾紙條為固定相，在紙條上點(diǎn)上待分離的混合溶液的樣點(diǎn)，將紙條下端浸入流動相溶劑中懸掛，溶劑因?yàn)槊?xì)作用沿濾紙條上升，樣點(diǎn)中的溶質(zhì)從而被分離。

03薄層色譜
 

是在玻璃板上涂以固定相涂層，然后點(diǎn)樣，下端浸入溶劑，同樣自下而上分離。常用于探索柱色譜實(shí)驗(yàn)條件，溶劑和固定相的選擇等。

常用固定相有石膏、氧化鋁、蔗糖、淀粉等，常用流動相為水、苯等各種有機(jī)溶劑。

影響色譜柱使用壽命的主要因素
　　

流動相因素

1.流動相pH
 

不同基質(zhì)的填料具有不同的pH適用范圍。常溫下無定形硅膠在純水中的溶解度約為100mg·L-1，且在pH1～9的范圍內(nèi)溶解的硅膠量幾乎是常量，考慮到溶解速度的影響,對于硅膠基質(zhì)的填料,其所能承受的流動相pH范圍約為1～8。

鍵合相硅膠填料則由于鍵合層的屏蔽作用,使填料對流動相的適應(yīng)范圍大大增加，如現(xiàn)在廣泛使用的反相色譜填料C18(十八烷基硅烷鍵合硅膠)，其pH適用范圍可達(dá)2～10。當(dāng)流動相pH值超出酸性范圍時，鍵合相易發(fā)生水解而流失；當(dāng)流動相pH超出堿性范圍時，會加速硅膠的溶解而釋放出絮狀物堵塞柱子，這兩種反應(yīng)均是不可逆反應(yīng)，特別是在溫度較高（>40℃）的環(huán)境下，會使柱效迅速降低而報(bào)廢。

2.流動相變質(zhì)

當(dāng)前使用的是硅基鍵合相填料，當(dāng)以水溶液作為流動相或流動相中含有一定濃度的磷酸鹽緩沖液時，水溶液中或緩沖鹽溶液中會滋生出一些細(xì)菌或霉菌，從而堵塞固定相顆粒間的空隙。特別是對于多元自動比例混合的液相色譜儀來說,水相或緩沖鹽相獨(dú)立存貯，因存放時間較長而容易發(fā)生此類問題。

3.流動相純度

目前，廣泛使用的填料顆粒粒徑范圍在3～10μm,孔徑在6～10nm,色譜柱在使用中會有大量的流動相通過,如流動相含有微量不溶性雜質(zhì)顆粒,則很容易在柱頭部位被截留,久而久之,造成色譜柱機(jī)械性堵塞,引起柱壓升高而無法正常使用。

4.其它因素

如，流動相的極性對柱子也有一定影響，甲醇、水、冰醋酸等極性較大的物質(zhì)會破壞硅膠填料柱，正丁醇、二氯甲烷等極性小的物質(zhì)會破壞化學(xué)鍵合硅膠柱，堿性溶液會破壞陽離子交換樹脂色譜柱,酸性溶液容易損壞陰離子交換樹脂柱。

樣品因素

1.樣品的溶解性

樣品試樣在配制中，如有少量微粒未能*溶解，則會隨試樣一起進(jìn)入色譜柱，同樣，會沉積在柱頭處，造成色譜柱的堵塞。

2.樣品的純度
 

樣品中可能含有待分析組分以外的各種組分或雜質(zhì)，這些組分或雜質(zhì)可能會在柱內(nèi)產(chǎn)生不可逆吸附，從而，使固定相的活性點(diǎn)被覆蓋，保留特性發(fā)生變化。

3.樣品的化學(xué)性質(zhì)

待測試樣中的各種組分與填料之間應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性，比較典型的是在使用氨基鍵合柱時，應(yīng)避免使用含羰基的化合物和流動相，如，丙酮、乙酸乙酯等，以免固定相中的NH2和酐、酮發(fā)發(fā)希夫(Schiff)縮合而使固定相破壞。

其它因素

影響色譜柱壽命的因素很多，除流動相和樣品因素外，還有其它一些外在因素，如，柱壓的影響，溫度的影響，色譜柱的正確沖洗，色譜柱的正確安裝等。

色譜柱出現(xiàn)問題的解決辦法

色譜柱在使用中zui常見的問題就是柱壓升高，如果柱壓是在長時間使用過程中緩慢增加，屬于正?，F(xiàn)象。但柱壓在使用過程中突然升高（系統(tǒng)管路堵塞及壓力傳感器故障除外），以下列舉了部分常見原因及解決辦法：

1.色譜柱頭的過濾篩板堵塞或污染。

解決方法：如確定是色譜柱頭的過濾篩板被污染，可以將色譜柱反方向用甲醇沖洗至正常壓力，或者卸下色譜柱頭，將其放在10％的稀硝酸內(nèi)超聲清洗10分鐘，后再用純水超聲10分鐘，重新裝入色譜柱。

2.色譜柱頭的填料被樣品污染。

解決方法：如確定色譜柱頭的填料被污染，將柱頭螺絲卸下，挖出柱內(nèi)前段被污染的填料，用相同的柱填料重新填入，仔細(xì)修復(fù)后，重新安裝上柱頭螺絲。

3.色譜柱內(nèi)緩沖液中的鹽遇到高濃度的甲醇或其他有機(jī)溶劑，形成結(jié)晶析出。

解決方法：如確定定是鹽結(jié)晶，用10%的甲醇/水沖洗色譜柱使柱內(nèi)鹽全部溶解，再換高濃度甲醇。

4.流動相PH值過大或過小使固定相結(jié)構(gòu)破壞或溶解。

解決方法：如果因pH值使用不當(dāng)，很難恢復(fù)。

色譜柱的八大注意事項(xiàng)

1.避免壓力和溫度的急劇變化及任何機(jī)械震動。溫度的突然變化或者使色譜柱從高處掉下都會影響柱內(nèi)的填充狀況；柱壓的突然升高或降低也會沖動柱內(nèi)填料，因此，在調(diào)節(jié)流速時應(yīng)該緩慢進(jìn)行，在閥進(jìn)樣時閥的轉(zhuǎn)動不能過緩。

2.應(yīng)逐漸改變?nèi)軇┑慕M成，特別是反相色譜中，不應(yīng)直接從有機(jī)溶劑改變?yōu)槿渴撬?，反之亦然?br />
3.一般說來色譜柱不能反沖，只有生產(chǎn)者指明該柱可以反沖時，才可以反沖除去留在柱頭的雜質(zhì)。否則反沖會迅速降低柱效。

4.選擇使用適宜的流動相(尤其是pH)，以避免固定相被破壞。有時可以在進(jìn)樣器前面連接一預(yù)柱，分析柱是鍵合硅膠時，預(yù)柱為硅膠，可使流動相在進(jìn)入分析柱之前預(yù)先被硅膠“飽和”，避免分析柱中的硅膠基質(zhì)被溶解。

5.經(jīng)常用強(qiáng)溶劑沖洗色譜柱，清除保留在柱內(nèi)的雜質(zhì)。在進(jìn)行清洗時，對流路系統(tǒng)中流動相的置換應(yīng)以相混溶的溶劑逐漸過渡，每種流動相的體積應(yīng)是柱體積的20倍左右。

6.保存色譜柱時應(yīng)將柱內(nèi)充滿乙腈或甲醇，柱接頭要擰緊，防止溶劑揮發(fā)干燥。禁止將緩沖溶液留在柱內(nèi)靜置過夜或更長時間。

7.色譜柱使用過程中，如果壓力升高，一種可能是燒結(jié)濾片被堵塞，這時應(yīng)更換濾片或?qū)⑵淙〕鲞M(jìn)行清洗；另一種可能是大分子進(jìn)入柱內(nèi)，使柱頭被污染；如果柱效降低或色譜峰變形，則可能柱頭出現(xiàn)塌陷，死體積增大。在后兩種情況發(fā)生時，小心擰開柱接頭，用潔凈小鋼將柱頭填料取出1～2mm高度(注意把被污染填料取凈)再把柱內(nèi)填料整平。然后用適當(dāng)溶劑濕潤的固定相(與柱內(nèi)相同)填滿色譜柱，壓平，再擰緊柱接頭。這樣處理后柱效能得到改善，但是很難恢復(fù)到新柱的水平。

柱子失效通常是柱端部分，在分析柱前裝一根與分析柱相同固定相的短柱(5～30mm)，可以起到保護(hù)、延長柱壽命的作用。采用保護(hù)柱會損失一定的柱效，這是值得的。通常色譜柱壽命在正確使用時可達(dá)2年以上。以硅膠為基質(zhì)的填料，只能在pH=2～9范圍內(nèi)使用。柱子使用一段時間后，可能有一些吸附作用強(qiáng)的物質(zhì)保留于柱頂，特別是一些有色物質(zhì)更易看清被吸著在柱頂?shù)奶盍仙稀?br />
8.新的色譜柱在使用一段時間后柱頂填料可能塌陷，使柱效下降，這時也可補(bǔ)加填料使柱效恢復(fù)。每次工作完后，用洗脫能力強(qiáng)的洗脫液沖洗，例如，ODS柱宜用甲醇沖洗至基線平衡。當(dāng)采用鹽緩沖溶液作流動相時，使用完后應(yīng)用無鹽流動相沖洗。含鹵族元素(氟、氯、溴)的化合物可能會腐蝕不銹鋼管道，不宜長期與之接觸。裝在HPLC儀上柱子如不經(jīng)常使用，應(yīng)每隔4～5天開機(jī)沖洗15分鐘。

色譜柱不使用時應(yīng)該怎樣保存？

如果色譜柱不使用，又該如何進(jìn)行保存呢？下列方法可供參考：

在柱二端包起來，放到盒子里室溫避光保存。毛細(xì)管柱可以用廢舊的隔墊裁成二塊，分別插在毛細(xì)管二段。填充柱用小塑料袋套住，再用細(xì)金屬絲扎起來。因?yàn)榉治鍪矣性S多化學(xué)試劑，特別在櫥內(nèi)會有些氣味，這樣能較好保管色譜柱。放置時也要有序放置，毛細(xì)管柱還是用盒子裝好以免壓壞，在放置時在柱上和記錄本上都做好記錄。

拆下后，兩頭用橡膠墊密封，橡膠墊原本色譜盒子就帶有，如果沒有，用進(jìn)樣墊制作一下就可以了，然后裝在原來的色譜盒子里面，備注上相應(yīng)的信息。通常要求放在干燥的地方，下次使用時，切記進(jìn)樣端和出口端不能裝反。

液相色譜柱的正確使用

1.加裝保護(hù)柱

保護(hù)柱的作用是過濾掉來自流動相和樣品的化學(xué)“拉圾”同時也可以有效除去流動相和樣品中的不溶物。盡管現(xiàn)在的色譜儀在流動相吸入口、進(jìn)樣閥后部以及在色譜柱的兩端都裝有1、2μm等不同孔徑的濾器,但濾器只能除去不溶性顆粒而不能除去化學(xué)污然,因此,加裝保護(hù)柱是必要的,特別是在分析中藥、中成藥等復(fù)雜混合物和生物樣品時更是保護(hù)分析柱*的措施。

保護(hù)柱填料應(yīng)與分析柱一致,粒徑可較分析柱大。保護(hù)柱屬消耗品,經(jīng)過一定次數(shù)的樣品分析(50～100次)后,出現(xiàn)柱壓顯著升高或峰形變壞或基線漂移時,應(yīng)考慮更換保護(hù)柱。

2.過濾流動相和樣品

流動相通常由水或緩沖溶液與有機(jī)溶劑混合而成,原則上,所有經(jīng)過色譜柱的流動相均應(yīng)過濾,但在實(shí)際操作上應(yīng)視具體情況而有所區(qū)別:當(dāng)有機(jī)溶劑用色譜純級,水用石英亞沸水或其它超純水時,在能確保水和有機(jī)溶劑的質(zhì)量且沒有受到污染時,過濾并無更多實(shí)際意義。

當(dāng)流動相中含有緩沖鹽時,則過濾是必要的,如前所述,當(dāng)緩沖溶液放置一段時間(視環(huán)境溫度不同而異,夏季一般不超過48h,冬季一般不超過一周)后,在使用前還應(yīng)重新過濾。

所配制的樣品試液在注入流路系統(tǒng)前均要經(jīng)0.45μm（0.22μm則更好)孔徑濾膜過濾。要注意區(qū)分水系和油系,二者不可混用,以防止濾膜溶解而造成污染。裝流動相的容器和色譜系統(tǒng)中的在線濾器要定期清洗和更換,以避免濾器因過載而起不到過濾作用。

3.凈化樣品

當(dāng)樣品中含有對色譜柱有損害的化學(xué)成分,如產(chǎn)生yongjiu性吸附的蛋白質(zhì)、糖等有機(jī)分子和強(qiáng)吸附性物質(zhì),以及可能對柱填料產(chǎn)生破壞作用的基團(tuán)離子。在進(jìn)樣前應(yīng)盡可能對樣品進(jìn)行分離提純以除去多余雜質(zhì)組分。

4.避免過高的柱壓

雖然液相色譜柱能耐受的壓力可達(dá)6000psi(磅/平方英寸),但過高及過大的壓力變化均會縮短色譜柱的壽命,避免的方法是：

(1)柱壓過高時,盡可能采用較小的流速,以不超過柱zui大允許壓力的一半為宜。

(2)當(dāng)流速較大時,應(yīng)采取流速梯度的辦法使流速分步到位。

(3)使用手動進(jìn)樣閥時,進(jìn)樣閥的切換要盡可能的快。否則超過20%的壓力沖擊會很快使柱報(bào)廢。當(dāng)使用多柱聯(lián)用時,柱切換要避免在高壓下進(jìn)行。

5.注意溫度和酸堿度

一般以硅膠為基質(zhì)的色譜柱zui高使用溫度不超過60℃，以低于40℃為宜，特別是在流動相pH接近使用限度時，更應(yīng)降低使用溫度。溫度過高會加快鍵合相的水解和硅膠的溶解，從而，使填料性質(zhì)改變，柱床塌陷，降低柱效，改變峰形。目前的鍵合硅膠色譜柱標(biāo)示的pH適用范圍可達(dá)2～10,但在實(shí)際使用時應(yīng)避免的pH條件,特別是在偏堿性的條件(pH≥8)下使用,如必須要在的pH條件下使用時,可通過以下方法避免柱損害：

（1）在泵和進(jìn)樣閥之間加裝預(yù)柱(飽和柱)來飽和流動相；

（2）降低使用溫度；

（3）檢驗(yàn)完畢后立即用與所使用的流動相互相混溶的“溫和溶劑”*清洗；

6.正確及時的沖洗

開始試驗(yàn)前,應(yīng)了解柱中當(dāng)前是何種溶劑。對于新色譜柱,如無特殊說明均為評價報(bào)告中所用流動相。柱中當(dāng)前溶劑一定要與分析樣品所用流動相互溶,如不能混溶,要用與二者均能相互混溶的第三種溶劑過渡。異丙醇是能與各種溶劑混溶的試劑,可作為中介流動相使用。

反相鍵合硅膠柱適宜的保存環(huán)境是純甲醇,如分析用流動相為緩沖液有機(jī)溶劑,可先用較低甲醇含量(<20%)的甲醇置換掉原來的純甲醇,再進(jìn)分析用流動相，以防止在柱內(nèi)發(fā)生鹽的沉淀；試驗(yàn)結(jié)束后,要及時用適當(dāng)?shù)娜軇_洗系統(tǒng)并zui終過渡到純甲醇沖洗,對于含有緩沖鹽的流動相，的辦法是先用與分析用流動相組成*相同但不含緩沖鹽的溶液進(jìn)行沖洗，再逐步過渡到純甲醇沖洗。

多數(shù)沖洗液體積大約為柱容積的15～20倍,但zui終要以基線是否平直、壓力是否穩(wěn)定決定。有些廠家的色譜柱標(biāo)明了流動相中有機(jī)相的zui低使用濃度為≥5%,使用時應(yīng)給予注意。