GC色谱柱的故障诊断与维护

色谱柱的故障诊断与维护液相色谱柱八方世纪科技有限公司AuthoringDivisionNameFileNameSecurityNotice(ifrequired)HLC与GC色谱柱问题用户调查色谱柱问题百分率BackPressure,PluggedFrits24%PoorReproducibility16SampleRecovery14LossofResolution13Instability11Voids8.1Leaks,Fittings4.8pHRange2.0LowPlateCount2.0ColumnOverload2.0Cost1.7Miscellaneous15介绍提纲I.常见问题，现象及排除方案-基线漂移/噪音-峰型-压力变化-保留漂移II.日常维护/良好的实践-在线装置-样品制备-操作的限制III.再生/维修已损坏的色谱柱-物理方法-化学方法I.常见问题基线噪音可能的原因：流动池脏检测器灯有问题如果是周期性的，则起源于泵的脉冲温度对检测器的影响气泡经过检测器Time(min.)基线漂移梯度洗脱温度不稳定(示差检测器）流动相中有污染物柱中的流动相没有平衡体系中有污染物流出可能的原因：鬼峰鬼峰——即使不样也会出现的峰20%-100%MeOH没有进样601530150371517问题1-流动相脏问题2-样品过量(也可能是回收率太差)峰型双峰柱塌陷正常峰双峰柱中有死体积过滤片部分堵塞只有一个双峰——组分的共洗脱可能原因：样品与溶剂不匹配峰型所有的峰都展宽柱效降低——柱死体积大进样量/质量高捻度流动相部分峰展宽前次进样后流出的组分大分子量样品——蛋白或聚合物峰展宽样品与流动相不匹配峰型拖尾峰对称性1.2NormalTailingNormalTailing原因：部分峰拖尾二次保留效应——残留硅醇基的反应小峰紧跟在大峰的后面流出柱头有污染金属所有峰拖尾额外的柱效应柱损坏不适当的样品量/溶剂峰型NormalFronting前伸峰不对称性0.9可能的原因柱过载在大峰前，有小峰流出样品溶剂不适当柱死体积过滤片部分堵塞峰型负峰正常峰负峰原因样品的吸收比流动相的吸收值低当样品组分通过色谱柱时打破了原来的平衡用示差检测器时是正常的宽峰柱外体积增加*在进样口到柱或柱到检测器之间，使用细的短的连接管*保证所有的管路接头都使用正确*用小体积检测池*减少进样量柱外体积MinimizeLengthandDiameterofTubingDoNotVolumeOverloadInjectionUseAppropriateVolumeFlowCellE.C.V=Vinj.+Vtubing+VcellHPLC使用的接头无死体积接头不适用的接头HPLC中使用的柱接头0.090in.0.130in.0.090in.0.170in.SwagelokWatersParkerRheodyneValcoUptight0.090in.0.080in.TroubleshootingLCFittings,PartII.J.W.DolanandP.Upchurch.LC/GCMagazine6:788(1988)01234567891011柱外体积10µL20µLTime,min.2.1x150mmF=0.2mL/min.柱外体积效应的影响(1ul进样)I.不进样时柱压连续升高-泵密封垫-流动相有颗粒-流动相溶解性-流动相的不稳定性(聚合)-形成柱死体积(与使用条件有关)II.进样时压力升高-样品有颗粒-样品在流动相中不溶-样品组分与固定相不兼容压力I.所有峰都向低保留值方向漂移（酸、碱、中性化合物）-键合相流失-流动相不稳定(可能性较小)-溶剂输送系统(流速变化)II.所有峰都向高保留值方向漂移-在水/有机溶剂的混合体系中，有机溶剂含量减少-柱改变(可能性较小)-溶剂输送系统(流速变化)III.离子型化合物的色谱峰的保留值漂移-流动相中挥发性组分损失(离子强度,pH漂移)-柱改变(键合相或污染)保留值漂移I.与流动相有关的问题-使用新鲜的流动相?pH?电导?色谱性能测试II.与色谱柱有关的问题-测试新柱-用标准的测试混合样测试新柱-“清洗”色谱柱后再测-考虑样品基质与使用条件对柱稳定性的影响保留值漂移良好的柱使用规范使用新鲜的水溶液，并考虑使用生物稳定剂（如叠氮化钠）储存色谱柱时，应冲净缓冲言，并用有机溶剂饱和色谱柱（乙腈）避免外力损伤色谱柱：弯曲、跌落或将接头拧的过紧完全润湿在运输中变干的色谱柱对含有保留性较强的杂质组分的样品要进行预处理定期用强极性的溶剂清洗色谱柱清除柱填料的局限性了解溶剂对样品的溶解性及分离的影响pH温度化学兼容性在使用前过滤溶剂预柱与保护柱从泵来的流动相预柱进样器保护柱分析柱到检测器预柱对流动相而言保护柱对色谱柱而言StrippingorConcentratingColumnAuthoringDivisionNameFileNameSecurityNotice(ifrequired)H带可重复使用接头及完整保护柱的卡套柱无保护柱有保护柱带Techtron保护柱的Zorbax卡套柱带整体过滤片的Techtron保护柱min5101520253035mAU140142.5145147.5150152.5155157.5160min5101520253035mAU140142.5145147.5150152.5155157.5160BDSODSHypersil250-2mm有integratedGuardColumnBDSODSHypersil250-2mm没有GuardColumn2mmID卡套柱有或无保护柱的比较制备样品:流动相过滤样品，以确保其不含有固体微粒用流动相或比流动相极性较弱的溶剂溶解样品进样的样品体积应尽量小样品不溶于流动相样品溶于流动相真正的环境样品样品的溶解性溶剂强度体积效应Contaminant微粒强保留的组分样品制备方法的进步1.固相萃取（SPE）-硅胶基键合相品种全-可多次使用的聚合物（唯一的选择性）-自动化工艺-玻璃、Teflon基体适合高灵敏度的工作-专业化，滥用药物，儿茶酚胺、脱盐、去金属3.带不同功能团的过滤膜4.SPE薄膜2.屏蔽亲水相/内部多孔载体操作条件--流动相对柱寿命的影响*易水解的硅氧键HH普通柱稳定键合柱低pH(1-3)-酸催化水解，键合相流失*H3O+COLUMNVOLUMES1008060402000100020003000400050006000%k'REMAINING操作条件--流动相对色谱柱寿命的影响键合相水解速度随温度的升高而加大StableBondCN(diisopropylpropylCN)ConventionalCN(dimethylpropylCN)LowpHeluentatelevatedtemperature(60C)在安装柱前后测试压力差如果柱压力太高，反装色谱柱，并用10-20倍柱体积的流动相冲洗色谱柱，监测压力变化若出现沉淀(如：蛋白凝聚、细胞物、聚合物)设法用相应的可溶性溶剂，如0.1%TFA/80%乙腈,6M盐酸胍,THF,HFIP若仍无效，应考虑更换过滤片色谱柱的修复与再生--物理性阻塞ColumnInletFritCompressionFerruleColumnBodyFemaleEndFittingMaleEndFitting带手套填料不能变干不要接触色谱柱体加热填料会被挤出不要拧的过紧色谱柱故障诊断--更换进样口过滤片由于键合相的水解或硅胶的溶解而造成的色谱柱填料的变化是不可逆的由于污染而产生的色谱柱变化可以通过适当的清洗使之修复梯度洗脱的方式(水-强有机溶剂)通常最有效低pH流动相,如0.1%TFAor0.01MH3PO4,也是有效的升高温度（60-80℃）色谱柱修复和再生--化学变化-I6M盐酸胍、异硫氰酸胍、尿素等溶液可用于清除蛋白质的沉积XDB,有机聚合物等填料可使用高pH水溶液/有机溶液，如：0.01MNaOH50%异丙醇/水溶液，硅胶基质应尽量减少接触时间(15-30min).色谱柱的修复和再生--化学变化-IIExample:4.6mmIDx15cmZorbax300SB-C18Flowrate:1mL/min;Temp:~80℃A:0.1%TFAinwaterB:0.1%TFAinacetonitrile100%Afor30min.;0-100%Bover30min.;Hold100%Bfor30min.,Returnto100%Ain5min.Repeat3times.总结如果使用时加以注意，大部分的液相色谱柱的问题是可以预防的-流动相必须是互溶的，无颗粒-使用保护柱和在线过滤器，并定期更换-使用恰当的样品制备方法-使用恰当的色谱柱清洗程序-不同类型的色谱柱，请选择不同的操作条件(如：SB:pH1-6,XDB:pH3-11)-保存柱反压及重要的色谱参数的记录(如：R,N,As,k')-色谱柱需保存在有机溶剂中(乙腈)