要制备一根分离效能较高的色谱柱,必须在载体上涂上一层薄而均匀的液膜,再把涂好的固定相均匀而紧密地装填到色谱柱管内。因此,固定液的涂渍和色谱柱的装填使色谱分析重要操作技术之一。这里主要介绍填充柱。

1、 色谱柱管的试漏和清洗

由于存放、运输等过程可能将色谱柱管沾污或损坏,使用前应将色谱柱进行试漏与清洗。

试漏的操作方法很简单,只要将柱管全部浸入水中,将其出口填死,入口通入氮气,在高于使用的操作压力下,以壁管没有气泡冒出为合格。

清洗的方法,因柱管的材料不同而异。

(1)
玻璃柱管可注入清洗液浸泡两次(必要时使用温热的清洗液,效果更好),然后用子来水冲至中性,再用蒸馏水清洗。清洁的玻璃管内壁不应挂有水珠,否则还要用温热的清洗液洗涤,洗后用自来水冲至中性,再用蒸馏水清洗,烘干后备用。

(2)
对于不锈钢柱管,可用5——10%的热碱(NaOH或KOH)水溶液抽洗4——5次,以除去壁内的油污,然后用自来水冲洗至中性,再用蒸馏水清洗,烘干后备用。

(3)
对于铜柱管,可采用10%的盐酸浸泡,并用水泵抽洗,直至抽洗液中无金属铜锈或其他悬浮杂质为止,然后用自来水冲至中性,再用蒸馏水清洗,烘干后备用。

(4)
对于已经用过的色谱柱,需要重换其固定相时,柱管也应当用相应的溶剂(如乙醚、乙醇、热碱液)依次洗涤,自来水冲至中性,然后用蒸馏水清洗,以除去柱管中的载体粉末及粘附在管壁上的固定液膜,烘干后备用。

2、 固定液的涂渍要求

为在载体上涂渍一层薄而均匀的液膜,首先要选好能溶解固定液的溶剂,确保固定液完全溶解,不能有悬浮物,溶剂的本身不应造成检测器的污染;其次,由于载体强度不高,需避免在涂渍中因搅拌或过筛损坏液膜;第三,如要载体表面或其孔中存有空气,影响固定液渗入时,可以采用减压方法,使固定液均匀涂敷在载体表面上。

下面介绍几种常用的涂渍方法:

(1)「常规」涂渍法。对配比大于5%以上(所谓配比,即固定液与载体的重量比)的固定液,可用「常规」涂渍。其方法是:将一定量的固定液放置在一蒸发皿中,加入适量的溶剂,待固定液溶解后,再加入定量的载体。在一般实验室的条件下,固定液可借助溶剂作用涂敷在载体表面上。例如:10%鲨鱼烷固定相的制备即可采用「常规」涂渍法。在粗天平上称取3g的鲨鱼烷放在蒸发皿中,在通风柜中加入能保证完全浸没载体的乙醚溶剂,使3g鲨鱼烷完全溶解后,再徐徐加入30g60——80目的6210载体,固定液在溶剂的作用下涂敷在载体表面上。最后把涂渍上固定液的载体在红外灯下轻轻搅拌,烘干并赶走溶剂。一般要求,烘干后的固定相基本不应有溶剂气味,这样才可装入色谱柱老化后使用。

对于配比高的固定液,「常规」法完全可以满足其涂渍要求,因为在高温老化时,固定液还有重新均匀分布的机会。但对于配比小于3%的固定液,由于固定液含量少,刚刚铺盖其载体表面时,如果涂渍不均匀,老化也不能完全解决问题,只能采用下述两种方法涂渍。

(2)抽空盘涂法。在一个蒸发皿或一个盘中,称取一定量固定液,加入适量的溶剂(合适的量可以按下表大致求出),待其完全溶解后,再加入一定量的载体,将器皿置于真空干燥器中,接水泵抽空5min,脱气,然后取出放在通风柜中,让溶剂自然蒸发或红外灯下烘干,不要搅拌也不要过筛。

各种载体与所需溶剂量

载体 每克载体所需溶剂量

红色载体 红色载体

1.5ml 2.0ml

例如,配制20g红色载体的固定相,需要溶剂的量为20?1.5=30ml。

(3)抽空蒸发法。将一定量的固定液置于圆底烧瓶中,加入适量溶剂,待完全溶解后加入一定量的载体。烧瓶接水泵,并放在水浴上或红外灯下,一边抽一边加热,可以定时摇动烧瓶使溶剂蒸发至干,然后装柱使用。

3、 色谱柱的填充

固定相填充的好坏,将直接影响柱能效。通常采用泵抽填充法,即把色谱柱的尾端(注意,即接检测器的那一端塞上脱脂棉,再接真空泵,色谱柱的前端(即接汽化室的那一端))再接上一个漏斗。在真空的抽提下,不间断地从漏斗中倒入要装的固定相,并不断轻轻敲打色谱柱管,直至固定相不再进入主管为止。装好的色谱柱两头均应按要求堵塞石英棉或硅烷化的玻璃棉,在不影响样品分析的条件下也可用清洁的钢网填塞。

4、 色谱柱的老化

装填好的色谱柱还需要进行老化处理后,才能接至检测器使用。老化的目的有两个:(1)为了彻底除去固定相中残余溶剂和某些挥发性杂质,确保检测器不收污染,使之有较低的本底电流;(2)进一步促使固定液均匀地、牢固地分布在载体表面上,可以提高柱效能。老化的方法是:把色谱柱接入载气气路系统(为安全起见,一般采用氮气作载气),色谱柱的一端接在汽化室上,另一端放空(不要接在检测器上,防止沾污),用10——20ml/分的载气流速,略高于操作温度10°C—20°C(但要低于固定液的最高使用温度极限)的条件下,通气4—8h甚至24h。基本老化好后,再接上检测器检查。当记录仪基线平直以后,老化过程才算结束。千万注意,上述老化色谱柱的接法,不适用于以氢气作载气老化,否则氢气放空在色谱炉中易发生爆炸事故。


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