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如何清洁和保养色谱仪的色谱柱？

2025-6-11　　阅读(73)

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色谱柱是色谱仪的核心部件，其性能直接影响分析结果的准确性和重复性。以下是针对 液相色谱柱（HPLC） 和 气相色谱柱（GC） 的清洁、保养及维护要点，按场景分步骤说明：

一、液相色谱柱（HPLC）的清洁与保养

1. 日常使用后的冲洗（关键步骤）

  • 目的：清除残留样品、流动相杂质，防止污染物在柱内堆积导致柱效下降或堵塞。

  • 操作步骤：

    • 避免水相和高浓度有机相直接混合（可能析出盐或产生沉淀），需用 中间过渡溶剂（如 50% 甲醇水） 过渡。

    • 冲洗时压力需低于色谱柱最高耐受压力（通常标注于柱标签，如 200 bar），流速不宜过高。

    • 注意：

    • 直接用 流动相相同的纯有机相 冲洗 20-30 分钟，确保无样品残留。

    • 先用 低浓度有机相（如 10% 甲醇 / 乙腈水溶液） 以 0.3-0.5 mL/min 流速冲洗 30 分钟（稀释并带出盐类）。

    • 再用 纯有机相（甲醇 / 乙腈） 冲洗 30 分钟以上（溶解脂溶性杂质，如油脂、聚合物）。

    1. 水相 / 缓冲盐体系流动相：

    2. 纯有机相流动相：

2. 深度清洁（柱效下降或污染时）

  • 判断标准：峰形展宽、拖尾加重、保留时间漂移或柱压升高。
  • 清洁方案（按污染类型选择）：
    污染物类型推荐清洗溶剂及步骤注意事项
    蛋白质 / 生物样品1. 0.1-0.5 mol/L 氢氧化钠溶液（或专用柱清洗剂），0.2-0.3 mL/min 流速冲洗 30-60 分钟。
    2. 纯水冲洗至中性。
    3. 纯有机相封存。    		仅适用于耐碱性色谱柱（如 C18 柱需确认 pH 耐受范围）。
    疏水性杂质（油脂）1. 依次用甲醇→二氯甲烷→甲醇冲洗，每种溶剂 0.3 mL/min 流速冲洗 30 分钟（溶解强疏水物质）。
    2. 最后用初始流动相平衡。    		二氯甲烷需注意兼容性，避免损伤柱固定相。
    盐类结晶1. 纯水或低浓度甲醇水（10%）冲洗至盐溶解。
    2. 纯有机相冲洗封存。    		避免直接用纯有机相冲洗，防止盐析出堵塞管路。
    金属离子污染1. 0.1 mol/L 乙二胺四乙酸（EDTA）溶液冲洗 30 分钟。
    2. 纯水冲洗→纯有机相封存。    		适用于固定相含金属配位基团的色谱柱。
  • 操作技巧：

    • 反向冲洗（仅适用于允许反冲的色谱柱，查看柱标签 “→" 方向）：从检测器端（柱出口）向进样端（柱入口）冲洗，可有效清除柱头堵塞物。

    • 超声辅助：若柱压过高，可将柱前筛板拆下，用乙醇超声清洗 10 分钟（小心操作，避免破坏筛板）。

3. 长期保存方法

  • 短期（1-2 周）：保持柱内充满纯有机相（甲醇 / 乙腈），关闭柱两端阀门，垂直存放于柱盒中。

  • 长期（1 个月以上）：

    1. 冲洗后，用纯甲醇或乙腈封存。

    2. 两端用不锈钢堵头密封，避免柱床干燥（干燥会导致固定相塌陷）。

    3. 存放于阴凉干燥处，避免阳光直射。

二、气相色谱柱（GC）的清洁与保养

1. 日常老化（去除挥发性杂质）

  • 目的：蒸发残留样品和固定相降解产物，恢复柱效。

  • 操作步骤：

    1. 断开检测器连接（避免污染检测器），将柱出口端置于通风处。

    2. 以 高于日常使用温度 20℃ 的条件（不超过柱最高使用温度），通载气（流速 1-2 mL/min）老化 2-4 小时。

    3. 老化结束后，降至室温再连接检测器。

2. 柱头切割（去除污染或损坏部分）

  • 适用场景：进样口隔垫碎屑、样品高沸点组分堆积导致峰形异常。

  • 操作步骤：

    1. 关闭气源，卸下色谱柱，用专用切割工具（如陶瓷切片）在柱入口端切割 10-20 cm（确保切口平整）。

    2. 重新安装色谱柱，老化后测试柱效。

3. 固定相流失处理

  • 判断标准：基线噪声增大、鬼峰增多，可能因固定相高温降解或污染。

  • 处理方法：

    • 轻度流失：通过老化（逐步升温至最高温度并维持）去除表面污染物。

    • 重度流失：需更换色谱柱（固定相）。

4. 长期保存方法

  • 关闭气源，卸下色谱柱，用金属堵头密封两端（防止空气进入氧化固定相）。

  • 存放于干燥、无腐蚀性气体的环境中，避免弯曲或挤压（毛细管柱尤其脆弱）。

三、通用保养原则


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