苯基疏水色谱柱是一种基于苯基基团修饰的填料实现样品分离的色谱柱,广泛应用于生物大分子(如蛋白质、多肽)及芳香族化合物的分离分析。其核心原理在于苯基基团通过化学键合固定在硅胶或其他基质上,形成稳定的疏水层,利用疏水作用及π-π电子相互作用实现分离。
其分离效果依赖于盐浓度调控。高盐环境下,样品疏水区域暴露,与填料结合紧密;盐浓度降低时,疏水作用减弱,样品逐渐洗脱。此外,苯环与芳香族化合物之间可形成π-π相互作用,为含芳香环的化合物提供独t的选择性,尤其适用于分析带有吸电子基团的芳香化合物。
苯基疏水色谱柱的操作需结合其固定相特性(苯基基团的疏水作用与π-π相互作用)和反相色谱的通用规则,以避免柱效下降、保留行为异常或损坏色谱柱。以下是关键操作事项:
一、柱前准备与安装
色谱柱检查
确认柱子型号与规格:核对柱长、内径、粒径(如4.6×250mm,5μm)及耐受条件(pH范围通常为2-8,部分宽pH柱可达1-10),避免超出范围使用导致固定相水解或硅胶基质溶解。
新柱活化:s次使用前,用纯甲醇或乙腈低流速(0.2-0.5mL/min)冲洗30-60分钟,去除柱内保存液(通常为甲醇或乙腈-水混合液),平衡固定相。
系统兼容性检查
确保仪器管路、进样阀、检测器流通池无残留污染物(如盐、强极性物质),避免污染色谱柱。若之前使用过离子对试剂或缓冲盐,需用纯水彻d冲洗系统后再连接苯基柱。
连接方向:按柱上箭头指示(从进样端到检测端)安装,避免反接导致固定相流失或柱效下降(部分品牌柱子可反冲,需参考说明书)。
二、流动相配制与使用
流动相选择原则
溶剂兼容性:常用流动相为水-甲醇、水-乙腈混合液,避免使用与固定相反应的溶剂(如四氢呋喃需谨慎,高比例可能破坏苯基键合)。
避免强极性离子对试剂:如十二烷基硫酸钠(SDS),其疏水链易与苯基强结合,难以冲洗,导致柱效不可逆下降。若需使用,事后需用纯有机溶剂长时间冲洗。
缓冲盐使用:若样品需调节pH,选用挥发性缓冲盐(如磷酸二氢钾、甲酸铵),浓度不超过50mmol/L,避免盐析出(需用0.22μm滤膜过滤并超声脱气)。
流动相切换注意事项
梯度洗脱时,有机相比例变化需缓慢(如每分钟变化不超过10%),避免因溶剂极性突变导致固定相膨胀/收缩,产生气泡或柱压波动。
从高水相切换到高有机相时,需先过渡(如50%甲醇),防止盐在低水相中析出堵塞色谱柱。
三、样品处理与进样
样品预处理
去除颗粒物:样品需经0.22μm滤膜过滤(水性样品用水系滤膜,有机样品用有机系滤膜),避免堵塞色谱柱入口。
基质匹配:样品溶剂极性应与流动相初始比例接近,若样品含高比例有机溶剂(如纯甲醇),进样前需稀释,否则可能导致峰展宽或保留时间漂移。
避免强保留物质:若样品含大量芳香族杂质(如多环芳烃),需预处理去除(如固相萃取),防止其吸附在苯基固定相上难以洗脱,污染柱子。
进样操作
进样体积:根据柱内径选择合适体积(4.6mm内径柱通常≤20μL),过大可能导致柱超载,峰形拖尾。
进样前排气泡:确保进样针和定量环内无气泡,避免气泡进入柱子造成柱效下降。
四、色谱条件设置
流速与柱压
流速:根据柱内径设定(4.6mm内径柱常用1.0mL/min),避免超过仪器或柱子的最大耐受压力(通常≤40MPa),高压可能导致固定相颗粒破碎。
柱压异常:若柱压突然升高,可能是柱子堵塞,需立即停泵,用低流速纯水或5%甲醇冲洗,不可强行高压冲洗。
柱温
控制柱温(常用30-40℃),温度波动会影响保留时间稳定性(尤其对芳香族化合物的π-π作用影响显著)。
避免骤冷骤热:柱温箱升温/降温速率不宜过快(≤5℃/min),防止柱子因热胀冷缩受损。
五、洗脱与柱后维护
洗脱操作
目标物洗脱:对于强保留的芳香族化合物,可提高有机相比例(如乙腈比例至80%-100%),或适当延长洗脱时间,确保完q洗脱,避免残留污染。
避免过度洗脱:纯有机溶剂(如100%乙腈)长时间冲洗可能导致苯基固定相流失,建议洗脱后用50%有机相过渡。
日常维护
实验结束后冲洗:先用10%-20%甲醇/乙腈水溶液冲洗30分钟(去除残留盐和极性物质),再用纯甲醇或乙腈冲洗30分钟(保护固定相,防止微生物滋生)。
长期存放:柱子需充满纯甲醇或乙腈(密封两端),置于室温干燥处,避免阳光直射(防止硅胶基质老化)。
污染处理
轻度污染:用50%甲醇-水冲洗1-2小时,或用含5%-10%异丙醇的甲醇溶液冲洗(异丙醇可增强对疏水污染物的洗脱)。
严重污染:若上述方法无效,可尝试反冲(需确认柱子支持反冲),低流速(0.3mL/min)用纯乙腈冲洗,但可能导致柱效不可逆损失,需谨慎。