液相色譜柱是液相色譜系統(tǒng)的核心部件,通過固定相與流動(dòng)相的相互作用差異,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜混合物中各組分的高效分離,廣泛應(yīng)用于制藥、食品、環(huán)境監(jiān)測(cè)、化工及生命科學(xué)等領(lǐng)域。其核心原理基于物質(zhì)分子與固定相間的作用力差異,如疏水作用、離子交換、分子篩分等,導(dǎo)致不同組分在柱中停留時(shí)間不同,從而實(shí)現(xiàn)分離。
其通常由柱管、填料、接頭、密封圈和濾片構(gòu)成。柱管多采用316#不銹鋼材質(zhì),耐溶劑腐蝕,但需避免含氯化物溶劑長(zhǎng)期殘留。填料是分離的核心,常見類型包括硅膠基質(zhì)鍵合相(如C18、C8)、聚合物基質(zhì)(如聚苯乙烯-二乙烯基苯)及特殊功能化填料(如手性固定相)。濾片位于柱兩端,用于封堵填料防止流失,同時(shí)降低柱外死體積。
以下是
液相色譜柱的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
1、柱管
材質(zhì):通常為不銹鋼(耐高壓、耐腐蝕),也有使用PEEK(聚醚醚酮)等聚合物材料的,適用于對(duì)金屬敏感的樣品。
尺寸:
內(nèi)徑(ID)常見有:2.1 mm、3.0 mm、4.6 mm等;
長(zhǎng)度常見有:50 mm、100 mm、150 mm、250 mm等;
UHPLC柱通常更短、內(nèi)徑更小,以提高分離效率和降低溶劑消耗。
2、固定相
填料顆粒:
材質(zhì)多為硅膠基質(zhì)或聚合物基質(zhì);
粒徑常見為:1.7–5μm(UHPLC常用1.7–2.5μm,HPLC常用3–5μm);
表面經(jīng)過化學(xué)修飾(如C18、C8、苯基、氰基、氨基等),以實(shí)現(xiàn)不同極性/選擇性的分離。
孔徑與比表面積:
孔徑通常為60–300Å,影響大分子(如蛋白質(zhì))的保留行為;
比表面積越大,保留能力越強(qiáng)。
3、柱端篩板
位置:位于柱子兩端;
作用:防止填料顆粒流出,同時(shí)允許流動(dòng)相通過;
孔徑:通常為0.2–2μm,需與填料粒徑匹配(一般為填料粒徑的1/3–1/5);
材質(zhì):不銹鋼或鈦合金,也有PEEK材質(zhì)用于生物兼容性要求高的場(chǎng)合。
4、柱連接接口
標(biāo)準(zhǔn)接口:通常為1/16英寸外徑的不銹鋼接頭,采用零死體積(zero-dead-volume)設(shè)計(jì),減少峰展寬;
耐壓能力:現(xiàn)代HPLC柱可承受高達(dá)400 bar壓力,UHPLC柱可達(dá)1000–1500 bar。
5、柱床均勻性
填料在柱內(nèi)必須高度均勻、緊密填充,避免溝流(channeling)或空隙,否則會(huì)導(dǎo)致峰拖尾、分離效率下降;
高質(zhì)量色譜柱采用高壓勻漿填充技術(shù)保證柱床一致性。
6、保護(hù)柱
雖非主柱結(jié)構(gòu),但常與分析柱配套使用;
含有與分析柱相同或相似的填料,用于捕獲樣品中的雜質(zhì),延長(zhǎng)主柱壽命。
