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液相色譜,你問我答(十五)

2022-06-23

反相填料的水解穩(wěn)定性

有的廠家說他們的柱子的使用pH可以到9或10,而另外的則建議不要大于8。我更近有根反相柱要用到pH9,因為只有這個條件下我的樣品才能完全分離。這超出廠家所說的適用范圍,但是柱子的壽命還可以接受?,F(xiàn)在我想知道我們應(yīng)該怎樣看待廠家所推薦的pH適用范圍。

實驗已經(jīng)做出了更好的回答:

如果柱子壽命可以接受那么就可以在推薦的pH范圍之外使用。但是我想知道用不同品牌的柱子做的結(jié)果是否一樣。如果確實一樣的話,那么這樣用就沒什么問題了。

填料的pH穩(wěn)定性是一個比較復(fù)雜的問題,很難用一個簡單的規(guī)則來說明。為了更好的理解我從一些細(xì)節(jié)上來解釋一下。

堿性pH中,OH-會攻擊并分解硅膠。分解的速度與流動相中的OH-濃度,OH-到填料表面的通道及分解后的硅膠在流動相中的溶解性有關(guān)。如你所見,流動相中的pH濃度只是其中一個因素。另外上面所有的過程都與溫度有關(guān)。在室溫下可能工作良好,但是到60℃柱子壽命可能就會明顯降低。

OH-到填料的通道在填料的穩(wěn)定性中扮演著重要的角色,填料表面覆蓋了致密的C18或C8可以很好的改善穩(wěn)定性。另外末端封尾也是很重要的。填料表面覆蓋的疏水基團(tuán)可以保護(hù)填料免受OH-攻擊,其密度是衡量保護(hù)能力的尺標(biāo)。所以我們可以說表面覆蓋率高的填料比表面覆蓋率低的填料穩(wěn)定,另外末端封尾的質(zhì)量也非常重要。

在酸性pH中,硅膠自己會分解。因此,鍵合物的特性只起次要的作用。在相同的鍵合水平下,單功能結(jié)合的硅烷與三功能鍵合的硅烷其穩(wěn)定性是沒有差別的。但是OH-到填料的通道是更重要的,因此單功能鍵合的大的異丙基側(cè)鏈其穩(wěn)定性是弱于標(biāo)準(zhǔn)鍵合相的,因為其更大覆蓋率低。

如果柱子一直是使用同一種流動相而沒有用有機(jī)溶劑沖洗,那么鍵合相的去吸附和分解是非常緩慢的,因此保留時間也沒什么改變。但是硅膠在慢慢的分解。導(dǎo)致的結(jié)果就是,柱子可能會毫無征兆的突然坍塌。

當(dāng)然,這種情況下填料密度也是很重要的。孔隙體積大的硅膠沒有孔隙體積小的硅膠穩(wěn)定,因為它的骨架更脆弱。硅膠的孔隙一般在40%-70%,但是它的強(qiáng)度是呈10倍變化的。所以可以根據(jù)填料密度來推測鍵合相的差別。另外,隨著填料孔徑變大,表面積會減少。所以其他條件一致的話,孔徑大的填料要比孔徑小的穩(wěn)定。

流動相組分的特性對填料的穩(wěn)定性也是很重要的。pH相同時,有機(jī)緩沖液如氨丁三醇緩沖液【Tris:(HOCH2)3CNH2】,檸檬酸緩沖液和羥乙基呱嗪乙硫磺酸(HEPES)緩沖液的攻擊性比通常用的磷酸緩沖液要弱。另外硼酸和甘氨酸即使在pH10也是很溫和的。

要指出的是在已知的關(guān)于填料穩(wěn)定性的理論研究中都是在等度條件下進(jìn)行的。當(dāng)你換到有機(jī)溶劑去清洗柱子的污染物的時候,那些吸附在填料上沒有鍵合的基團(tuán)也可能被洗脫掉。所以,清洗過程也會對柱子的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響

上面的都是針對C18和C8柱的研究。很多極性柱如CN基柱即使在正常的操作過程中其穩(wěn)定性都要小很多。在pH7時,CN基填料的水解速度是C18和C8填料的1000倍。

這樣,只要合理操作,即使超過推薦的pH范圍,柱子的壽命也還是可以的。更穩(wěn)定的柱子是使用高密度硅膠的基質(zhì),鍵合了高密度的C18或C8,加末端封尾。流動相組分的性質(zhì)對柱子的壽命影響很大,要小心選擇。但是,如果分析需要,然后柱子壽命也可以接受,那么大膽的挑戰(zhàn)柱子的極限吧!

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