GPC色譜柱由柱管、壓帽、卡套(密封環(huán))、篩板(濾片)、接頭、螺絲等組成。
色譜柱可分為填充柱和開管柱兩大類。多為金屬或玻璃制作。有直管形、盤管形、U形管等形狀。色譜通常均采用填充柱。
GPC色譜柱的分離效果取決于所選擇的固定相,以及色譜柱的制備和操作條件。
色譜是一種分離分析手段,分離是核心,因此擔(dān)負(fù)分離作用的色譜柱是色譜系統(tǒng)的心臟。對(duì)色譜柱的要求是柱效高、選擇性好,分析速度快等。市售的用于HPLC的各種微粒填料如多孔硅膠以及以硅膠為基質(zhì)的鍵合相、氧化鋁、有機(jī)聚合物微球(包括離子交換樹脂)、多孔碳等,其粒度一般為3,5,7,10μm等,柱效理論值可達(dá)5~16萬(wàn)/米。對(duì)于一般的分析只需5000塔板數(shù)的柱效;對(duì)于同系物分析,只要500即可;對(duì)于較難分離物質(zhì)對(duì)則可采用高達(dá)2萬(wàn)的柱子,因此一般10~30cm左右的柱長(zhǎng)就能滿足復(fù)雜混合物分析的需要。
柱子長(zhǎng)了,相應(yīng)的塔板數(shù)就高。柱子粗了,上樣后樣品的原點(diǎn)就小(反映在柱子上就是樣品層比較薄),這樣相對(duì)的減小了分離的難度。試想如果柱子十厘米,而樣品就有二厘米,那么分離的難度可想而知,恐怕要用很低極性的溶劑慢慢沖了。而如果樣品層只有 0.5 厘米,那么各組分就比較容易得到分離了。當(dāng)然采用大的柱子要犧牲比較多的硅膠和溶劑了,不過這些成本相對(duì)于產(chǎn)品來(lái)說也許就不算什么了(有些不環(huán)保的說,不過溶劑回收重蒸后也就減小了部分浪費(fèi))。
現(xiàn)在見到的柱子徑高比一般在 1:5~10,書中寫硅膠量是樣品量的 30~40倍,具體的選擇要具體分析。如果所需組分和雜質(zhì)分的比較開(是指在所需組分 rf 在0.2~0.4,雜質(zhì)相差0.1 以上),就可以少用硅膠,用小柱子(例如,200 毫克的樣品,用50px×500px的柱子);如果,相差不到 0.1,就要加大柱子,我覺得可以增加柱子的直徑,比如,用 75px 的,也可以減小淋洗劑的極性等等關(guān)于無(wú)水無(wú)氧柱,適用于對(duì)氧,水敏感,易分解的產(chǎn)品。
可以濕柱,也可以干柱。不過在樣品之前至少要用溶劑把柱子飽和一次,因?yàn)?,溶劑和硅膠飽和時(shí)放出的熱量有可能是產(chǎn)品分解,畢竟要分離的是敏感的東東,小心不為過。也是因?yàn)榉蛛x的東西比較敏感,所以接收瓶一定要用可密封的,遵循 schlenk 操作。
柱效受柱內(nèi)外因素影響,為使色譜柱達(dá)到效率,除柱外死體積要小外,還要有合理的柱結(jié)構(gòu)(盡可能減少填充床以外的死體積)及裝填技術(shù)。GPC色譜柱即使好的裝填技術(shù),在柱中心部位和沿管壁部位的填充情況總是不一樣的,靠近管壁的部位比較疏松,易產(chǎn)生溝流,流速較快,影響沖洗劑的流形,使譜帶加寬,這就是管壁效應(yīng)。這種管壁區(qū)大約是從管壁向內(nèi)算起30倍粒徑的厚度。在一般的色譜系統(tǒng)中,柱外效應(yīng)對(duì)柱效的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管壁效應(yīng)。