談談使用前準備
1、使用前認真閱讀色譜柱的說明書,了解色譜柱的種類,選用合適的色譜柱。 
在選用色譜柱時,應充分考慮所分析樣品的極性大小、化合物的種類數量、結構特征。根據化合物的性質,選擇合適的色譜柱和分析條件。
不同類型的色譜柱使用的流動相不同,使用錯誤的流動相會降低柱效,損傷柱子。如分析極性較大的多糖類成分,應當采用親水性的反相填料。對于首次使用的色譜柱,還應按照廠家的出廠說明對色譜柱進行低流速的沖洗活化,活化后的色譜填料共價鍵鍵合力增強,柱效提高,壽命延長。
2、樣品的準備與預處理
我們的經驗是樣品純化得越干凈,色譜柱的使用壽命越長。許多樣品,尤其是生物樣品,組份非常復雜,對色譜柱的損傷性較大,不經預處理的樣品直接分析,會嚴重縮短色譜柱的使用壽命。因此,在樣品的準備時需對樣品進行預處理,包括準備溶劑的選擇、樣品過濾等。 
(1)制樣溶劑的選擇
制樣溶劑通常需要考慮樣品的溶解性、與流動相的相溶性、色譜填料的適用性等方面。這類溶劑需對樣品有較大的溶解性,而且與流動相溶,洗脫強度最好低于流動相或梯度洗脫中的起始流動相,以免影響樣品分離。
目前許多手性色譜柱都禁止使用DMSO、四氫呋喃、氯仿等溶解樣品,這些溶劑會破壞固定相的結構,從而縮短色譜柱的使用壽命。此外,制樣溶劑還應與色譜系統其他部件如高壓泵、進樣器等相適用。
(2)制樣溶劑過濾
在進樣前需過濾樣品溶液,如采用0.22μm的微孔濾膜除去不溶性微粒,以免堵塞柱頭濾片及柱內填充床。在條件允許的情況下,最好采用與色譜柱同種填料的固相萃取柱過濾進樣溶液,可以減少在色譜柱上死吸附的物質或易堵塞的大分子樣品。
如生物樣品中的小極性的油脂類易于沉淀死吸附在C18反相色譜柱中,導致柱效降低、柱壓升高。采用SPE柱過濾后,可以有效減少在色譜柱中附著沉積的死吸附成分,保護色譜柱不被污染,保證其使用壽命。
(3)其他,如溶液濃度、進樣量等
分析物的某些性質同樣能影響色譜柱的使用壽命。強酸、強堿性物質和蛋白質類生物大分子,它們能與固定相填料作用,或生成不可逆吸附層,改變填料表面特征,使色譜柱性能發生變化,最終導致分離失效。此外樣品的進樣量過大、超載都會影響色譜柱的分離性能和使用壽命。
使用過程中的維護
1、流動相的使用和分析方法的選擇
流動相的純度、溶劑的選擇、適當分析方法的使用與色譜柱的性能和壽命密切相關。
(1)流動相的選擇
所選用的流動相應與色譜柱、待分析樣品相兼容,即樣品、樣品溶液和流動相是互溶的。流動相能夠溶解樣品,避免樣品沉淀析出;同時還要求流動相與樣品不發生化學反應,并且要求與色譜柱不能發生溶解或化學反應。
色譜分析應選擇色譜級的流動相。通常分析純的溶劑含有微量雜質,如有機溶劑中的聚乙二醇、無機鐵離子(Fe+)等,作為流動相大量使用后會引起色譜柱性能變化。最好是使用色譜純級或者更高純度的試劑,盡量降低溶劑中雜質帶來的損傷。
(2)流動相過濾 
使用色譜純試劑配制流動相,使用前需經0.45μm或者更小孔徑的濾膜過濾和超聲脫氣處理,減少灰塵、微生物等雜質堵塞色譜柱,尤其是水溶性流動相易引起微生物生長而造成色譜柱阻塞。流動相最好是現配現用,放置時間最好不要超過2天。
 (3)流動相的pH和緩沖鹽的選擇 
極端pH的流動相會破壞填料內的共價鍵,“溶解”硅膠,使固定相流失,從而降低柱效,縮短使用壽命。以硅膠作基質的固定相一般要求pH在2.5~7范圍內使用。
長期在pH>7或pH<2使用環境中,硅膠會逐漸溶解或者表面鍵合的官能團會逐漸流失。如果一定要用高或低pH的流動相,最好是選用相適應的色譜填料。
 (4)流速的控制 
目前粒徑為1.8μm的UPLC的流速常設為0.3~0.5mL/min,粒徑為5μm的HPLC分析流速不大于1.5mL/min,粒徑為10μm半制備柱流速控制在3mL/min。流速過大,壓力升高,會引起色譜填料沖垮、塌陷。
2、色譜儀器的操作
每次開機使用分析儀器時,泵啟動太快,流速和柱壓的瞬間升高,柱床受到沖擊,引起紊亂,產生空隙,影響色譜柱的使用壽命。因此,在操作實驗開始時,應當將流速和柱壓逐漸增加。
3、保護柱的使用
“保護柱”是與所使用液相色譜柱相同填料的短型色譜柱,可以有效地阻攔容易損壞色譜柱的大分子和不溶性顆粒,過濾易沉著色譜柱上產生死吸附的物質,從而延長色譜柱使用壽命。
4、柱溫的控制
不同類型的色譜柱耐受的溫度各有差別。通常色譜柱溫維持在10~40℃之間,能夠充分、最優的發揮色譜柱的性能。超出色譜柱溫度范圍,尤其高于柱溫范圍,會增加對流動相中化學物質的吸附,引起色譜柱固定相結構的改變;此外,還可能引起柱床塌陷,改變峰形,降低柱效,產生不可逆性的損傷。 
使用后的清洗與保存 
柱子使用一段時間后,總會有一些雜質累積在柱內,保留值較弱的物質,一般能快速從色譜柱沖洗出來,不產生干擾;中等保留強度的雜質能被緩慢沖洗出來,但對分析產生一定的干擾;強保留雜質通常聚集在柱頭或色譜柱中,難以被洗脫,甚至可能與填料發生相互作用,形成新的偽固定相,改變色譜柱的分離性能。通常表現為柱壓升高、基線不平、色譜雙峰、分離性能降低等。
這些被污染的色譜柱經清洗后,可恢復部分甚至大部分離能力。因此使用后認真、定期清洗,不僅能延長色譜柱的使用壽命,節省資源,還能大大降低分析的成本。以我們常用的硅膠基質色譜柱為例,簡要闡述常用色譜柱的清洗與再生。
1、色譜柱的清洗與再生
色譜柱的使用前后都需經較強的流動相沖洗。通常情況下,在使用硅膠、氧化鋁、極性鍵合相色譜柱時,每次用完后可先用二氯甲烷或正己烷等溶劑低流速長時間的沖洗;鍵合反相硅膠色譜柱、離子交換色譜柱和凝膠色譜柱可先用高比例的水(甲醇水混合溶劑)沖洗,再用100%甲醇沖洗。
此外,色譜柱低流速的反相沖洗能夠有效除去堵塞在柱頭或篩板上的雜質,以及清洗聚集在柱頭部位的較強吸附物質。有些色譜柱在許多方法處理污染失效后,反過來使用,不僅柱壓降變小,柱效也可恢復如,延長了色譜柱的使用時間。
若上述常規清洗法無法清除污染物,則有必要采用更強的洗脫劑清洗,如反相材料的沖洗順序為:100%甲醇→100%乙腈→乙腈∶異丙醇(75∶25,V/V)→100%異丙醇?;蛘呖梢圆捎幂^低濃度的稀酸或稀堿可將有機溶劑不能洗脫的污染物除去。
例如采用0.05mol/L的硫酸和流動相溶液沖洗色譜柱,可取得良好效果;或者采用1%氫氧化銨或50%二甲基甲酰胺水溶液,對聚集在柱頭的污染物具有良好的清洗效果。
如果分析時流動相中含有緩沖液(通常為鹽溶液),沖洗時宜用水取代緩沖液與有機相混合沖洗色譜柱(20倍柱體積);再用100%有機溶劑沖洗。若直接用100%有機溶劑沖洗,可造成緩沖液沉積析出,從而損壞柱子品質。
同樣的,若流動相中加入酸、堿溶液時,也應當按照上述方法,先采用高比例的水(水:甲醇10:90)沖洗20倍柱體積,防止強酸強堿溶液導致硅膠基質填料的溶解。
蛋白質對反相色譜柱的污染已成為常見問題,尤其在分離未經處理的動物組織等生物樣品。一般情況下,純有機溶劑如乙腈或甲醇不能很有效地清洗色譜柱,因而需要一些特殊的清洗方法。
首先嘗試用高比例強極性溶劑的流動相進行沖洗,如乙腈∶異丙醇(1:2,V/V);或使用0.1%的三氟乙酸水溶液或者0.1%乙酸水溶液清洗。此外,還可以采用1%十二烷基硫酸鈉 (SDS),然后用5%~95%乙腈/水(含0.1%TFA)梯度沖洗,去除蛋白污染物效果也較好。
若采用上述的條件清洗后色譜柱仍不能達到理想的效果,有必要將固定相從色譜柱內取出,進行清洗再生后重新裝填。
具體操作是:將色譜固定相從色譜柱內打出后,用甲醇浮選,去除其中細小的破碎顆粒;然后用二甲基甲酰胺、丙酮、甲醇超聲清洗;最后干燥固定相,重新裝填色譜柱。經該方法處理的色譜柱,性能可得到顯著提高。
2、色譜柱的保存
色譜柱的保存應按照使用說明書中所指明的溶劑進行填充,盡可能的貯存于100%有機溶劑。色譜柱不能貯存在水或含水量高的溶劑中,會引起微生物的滋生,影響色譜柱壽命。如反相色譜柱長期不用,蕞好采用90%~95%的有機溶劑混合水溶液保存,防止色譜柱因密封不嚴造成色譜柱兩頭干涸、斷層引起的壽命縮短。
此外,色譜柱還應當輕拿輕放,避免劇烈碰撞引起的色譜柱填料產生塌陷、斷層,縮短使用壽命。