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氨基柱那些事

2019-04-30

整个色谱柱家族中,拥有许许多多的不同特色的柱子。不同性质的色谱柱有着其特有的作用方式。表一列出了日常工作中常规使用的几类色谱柱的作用方式:

表一:不同填料色谱柱的作用方式

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从上表可以看到,我们更常使用的C8/C18仅能用于反相色谱,苯基与氟苯基也基本用于反相色谱;阴/阳离子交换(SCX/SAX)顾名思义则用于离子交换色谱了;而相对更少用的CN(氰基)、NH2(氨基)、硅胶色谱柱则有多种作用方式,或者单独一种方式或者混合模式。

上表中NH2(氨基柱)则比较抢眼,表现的像个全能选手。从反相到正相,包括时下热门的HILIC,甚至于离子交换模式均可以产生。那么,这个全能选手(NH2)是否就可以替代其他色谱柱了呢?答案当然是否定的。不仅仅在于其选择性有很大的差异,更重要的,是氨基的色谱柱寿命普遍不长。


如果说C18是来自长寿村的,那氨基柱一定来自非洲的津巴布韦。寿命的差异不是一星半点。不同品牌的氨基柱,必然也会有寿命上的差异,但是影响更多的,是使用条件。

我们所说的氨基柱,通常是指硅胶基质键合氨丙基,如图一所示:

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我们知道,脂肪链末端的氨基通常碱性较强,以正丙胺为例,可推测氨基柱末端的氨基pKa应该也约为10:

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我们还知道,作为硅胶基质的色谱柱,常规使用pH范围是2~8。过低的pH,键合相会断裂,过高的pH,硅胶将溶解。该柱子固有的自身带进的氨基便是矛盾的存在,必然会影响寿命。此外,越短的键合相,寿命也可能越短。

在用于正相使用过程当中,寿命会相对好上一些。当用于RP/HILIC模式时,特别是添加有缓冲盐的缓冲液时,甚至某些时候测酸性很强的样品时,便会导致填料流失从而大大缩短色谱柱的使用寿命。

末端的氨基极易质子化,成为-NH3+,在分析某些带有电负性较强基团的组分时,容易造成拖尾情况。微环境的离子强度可能也会影响色谱柱的寿命。

氨基柱是非常“复杂”和“脆弱”的色谱柱,这就要求我们必须更加细心的去维护。1、比如每次使用前先接上两通,确保仪器系统中其他项目残留的流动相已被置换完全;2、比如在用于反相模式时,在开始使用前先用含有一定比例水相的不含缓冲盐的流动相过渡,而不要直接上带有盐相,特别是较高盐相的流动相——这是因为一般情况下,色谱柱都保存在纯乙腈/纯正相溶剂(如是正相溶剂,过渡模式需要更换,这个找机会在讲过)中,不过渡的情况下很可能发生盐析而破坏柱子,导致柱子寿命缩短;3、比如使用中确保不要配错流动相,防止溶剂走空等;4、再比如使用后确保清除完全柱子中的缓冲盐,并保存在纯有机相中(ACN)中;5、更后需要提到的一点是,尽管4中要求冲洗完全,但是并不是代表可以一直冲洗一直冲洗,寿命跟流经柱子的流动相体积也在一定情况下成反比,我们必须找到一个经综合考虑后相对较优的中间点,如果无法确认是否冲洗干净,我们一般认为,10~20个柱体积基本上就能保证冲洗干净。柱体积怎么算?小编之前的文章中肯定有提到,对于内径4.6mm的色谱柱,一个柱体积简易的计算方式是0.1*L(柱长cm)。请记住冲洗的时间,定个闹钟,防止冲洗过渡而降低柱子的使用寿命。

该类柱子的使用带来的另外一个问题是,随着使用时间的增加,键合相不可避免的流失,重现性便会有所变化,需要特别关注。

当然,对于该类柱子,硅胶基质有常规的,有杂化的,有封尾的有不封尾的,寿命当然也会表现的不一样。我们关心的选择性和价格,必然也会有一些差异。至于选哪个,小编的回答就是万金油,适合的就是更好的。

关于该类色谱柱更加详细的使用方式,还是请参考每根柱子自带的说明书,严格使用,便能在更大程度内保护好您的柱子。

好啦~今天的话题我们就先讲到这里,我们下期再见啦!

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