今天，就給大家嘮嘮色譜柱為何“暴斃”，為什么它會(huì)“想不開”。
液相色譜柱
首先我們知道，每一根色譜柱都有一個(gè)大致的進(jìn)樣針數(shù)壽命，理論上可以有一個(gè)規(guī)定，達(dá)到進(jìn)樣多少針，就強(qiáng)制報(bào)廢。但事實(shí)上好像又并沒(méi)有這樣的規(guī)定，那么我們也可以作為一個(gè)參考，當(dāng)色譜柱的柱性能參數(shù)（就是常說(shuō)的理論塔板數(shù)、分離度、拖尾因子等等）不達(dá)標(biāo)時(shí)，參照進(jìn)樣針數(shù)判斷是柱子壽命到了，屬于不可逆因素，只能換柱子。
而其它原因，如流動(dòng)相配制錯(cuò)誤，或者流動(dòng)相變質(zhì)了，也可能稀釋液強(qiáng)度太大，也可能是方法就是錯(cuò)的，也可能是樣品本身問(wèn)題。
不過(guò)色譜柱的累積性損壞自然不是一朝一夕的事，柱性能是緩慢下降的，但是沒(méi)有一個(gè)特定的標(biāo)準(zhǔn)，要看具體的分析方法，而且跟柱型號(hào)也有關(guān)系。
常規(guī)的分析方法下C18柱壽命是很長(zhǎng)的，因?yàn)镃18柱是目前技術(shù)最先進(jìn)，質(zhì)量最可靠，使用最廣泛的色譜柱，在常規(guī)分析方法下，基本上不會(huì)損壞。但是如果流動(dòng)相比較特殊，如高鹽、高pH>8、低pH<1、高柱溫、高比例水相、高比例有機(jī)相等等，色譜柱的損壞就會(huì)相應(yīng)地加劇。
這些可以算作是化學(xué)損傷，如果是操作不當(dāng)，例如，流動(dòng)相和樣品溶液沒(méi)有過(guò)濾，或者撞擊色譜柱等，也會(huì)造成物理?yè)p傷，也會(huì)嚴(yán)重影響色譜柱壽命，甚至是遺言都沒(méi)來(lái)得及留下，“一招斃命”。
前面提到了柱型號(hào)，不同型號(hào)的色譜柱壽命當(dāng)然也不一樣，跟前面說(shuō)到的C18類似的，CN柱、苯基柱等鍵合硅膠柱都具有較長(zhǎng)的使用壽命。不過(guò)所有基于硅膠基質(zhì)的色譜柱都有一個(gè)天生的弱點(diǎn)，就是硅膠是能被水溶解的，雖然溶解度很小，但是長(zhǎng)年累月使用，尤其在反相色譜系統(tǒng)中，累加了高鹽、高pH、高柱溫、高比例水相等方法參數(shù)后，硅膠的流失尤為明顯。
曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)項(xiàng)目，流動(dòng)相含鹽，柱溫高達(dá)50度，基本上一根色譜柱半年就報(bào)廢了。不過(guò)，是有一種方法可以解決這個(gè)問(wèn)題的，就是在色譜柱前加一個(gè)柱芯與色譜柱類型相同的預(yù)柱，也叫保護(hù)柱，當(dāng)流動(dòng)相里溶解預(yù)柱里的硅膠飽和以后，就不再侵蝕色譜柱的硅膠，從而大大延長(zhǎng)色譜柱壽命。
不過(guò)不到萬(wàn)不得已還是不要使用特別苛刻的流動(dòng)相，要知道預(yù)柱的柱芯也是很貴的，那就是一根較短的色譜柱啊，就算保住了色譜柱，經(jīng)常換柱芯也是吃不消的。
但是，有一些類型的色譜柱，天生就是短命鬼，例如NH2柱，有時(shí)候好不容易平衡好系統(tǒng)，進(jìn)個(gè)幾十針樣就OVER了，像是一次性的。就像焰火，它華麗的現(xiàn)身，轉(zhuǎn)瞬就湮滅了。這些就留待色譜柱專家們?nèi)ラ_發(fā)更加穩(wěn)定可靠的新填料了。
還有一類柱子，手性分離柱，這在醫(yī)藥行業(yè)是很大的一個(gè)應(yīng)用。通常手性色譜柱是正相柱，這就要求我們?cè)谑褂檬中灾耙劝严到y(tǒng)置換干凈，再接上柱子用流動(dòng)相沖洗平衡進(jìn)樣。
通常是甲醇、異丙醇、正已烷+異丙醇、流動(dòng)相這樣的順序，如果忘記這個(gè)過(guò)程，會(huì)造成很大的麻煩。而且有一些手性柱是涂敷柱，例如淀粉、纖維素等大分子涂敷柱非常怕水，如果系統(tǒng)中原來(lái)的反相流動(dòng)相沒(méi)有置換干凈，就會(huì)對(duì)色譜柱造成不可逆損傷，甚至報(bào)廢。
近年來(lái)，科學(xué)家也開發(fā)出了鍵合的手性柱，相比較要穩(wěn)定的多，甚至也可以應(yīng)用反相色譜系統(tǒng)。
使用后對(duì)色譜柱的沖洗保存也比較重要，使用了緩沖系統(tǒng)的尤其要注意。這里推薦一個(gè)反相色譜系統(tǒng)的通用沖洗流程：將所有通道置換成含有較低有機(jī)相比例的水相中，比如10-30%乙腈或甲醇，然后沖洗1個(gè)小時(shí)，然后再梯度增加有機(jī)相比例，各沖洗一定時(shí)間，最終保留在高有機(jī)相比例的沖洗液里。
低有機(jī)相比例的沖洗液是為了盡可能地沖洗緩沖鹽。
通常低壓梯度洗脫的液相色譜儀采用的是四元泵，就是單泵四通道，比例閥混合。這種混合方式有個(gè)弊端，就是混合效果差，因?yàn)楦魍ǖ啦煌壤峭ㄟ^(guò)開關(guān)各通道閥的時(shí)間來(lái)控制的。
打比方乙腈：緩沖鹽=50：50，如果流速是1.0mL/min，并不是說(shuō)乙腈和緩沖鹽以各0.5mL/min的流速來(lái)混合；而是流速一直是1.0mL/min，但是在往復(fù)泵一個(gè)來(lái)回的時(shí)間內(nèi)，兩個(gè)通道分別打開一半的時(shí)間，也就是說(shuō)系統(tǒng)管道里是一段乙腈、一段緩沖鹽。這樣就會(huì)造成鹽的析出。
所以，往往是兩通道混合，就算沒(méi)有用緩沖鹽，還是建議先按比例混合好了，然后走單通道，否則的話一樣會(huì)造成鹽析出，或者基線波動(dòng)。走梯度洗脫的話，往往會(huì)把有機(jī)相通道（B）中加入一定比例的水，或者把水相通道（A）配成梯度洗脫的初始比例，把有機(jī)相通道（B）配成梯度洗脫最終的比例。
有兩點(diǎn)需要說(shuō)明：
（1）一般認(rèn)為，色譜系統(tǒng)包括色譜柱的沖洗甚至保存，都可以使用流動(dòng)相，只是不加緩沖鹽、酸堿等。例如上面提到的乙腈：緩沖鹽=50：50，做完樣品以后，就可以用50%乙腈/水來(lái)沖洗保存。有一些品牌色譜柱，例如資生堂，建議如果不是含鹽或者強(qiáng)酸強(qiáng)堿，一般不建議沖洗。不過(guò)這只適合短期保存，也就是沒(méi)隔多久又要再次使用。長(zhǎng)期不用的色譜系統(tǒng)包括色譜柱還是應(yīng)該沖洗后保存在高比例低極性溶劑體系中。一般建議正相系統(tǒng)保存在正已烷：異丙醇=90：10，反相系統(tǒng)保存在乙腈：水=90：10或者100%乙腈中。
（2）隨著快速分離色譜柱的發(fā)展，很多的低粒徑色譜柱得到應(yīng)用，而且往往柱溫也較高，通常達(dá)到50度或以上，這種色譜系統(tǒng)通常柱壓也較高，貿(mào)然用高比例水相沖洗可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)超壓?？梢韵扔昧鲃?dòng)相沖洗，或者斷開色譜柱，用高比例水相沖洗系統(tǒng)，再接上柱子逐步提高有機(jī)相比例沖洗，也可以先調(diào)低流速?zèng)_洗。而且，最好待沖洗快要結(jié)束時(shí)再降低柱溫。
氣相色譜柱
下面說(shuō)說(shuō)歷史悠久的氣相色譜柱，現(xiàn)如今填充柱幾乎退出了歷史，人們說(shuō)起氣相色譜柱自然就是石英毛細(xì)管柱。
相比較液相色譜柱，感覺(jué)氣相柱要簡(jiǎn)單的多，而且，往往氣相柱各型號(hào)之間的專屬也不那么強(qiáng)，往往一個(gè)樣品用多種色譜柱分析，通過(guò)調(diào)整溫度程序，也可以得到相類似的分析結(jié)果。
常規(guī)的氣相色譜柱通常是石英管表面涂敷的液體填料，所以一般情況下，氣相色譜的分離其實(shí)是氣化后的樣品在液體填料里的溶解再揮發(fā)的性質(zhì)不同來(lái)實(shí)現(xiàn)的。那么既然填料是液體，自然就會(huì)揮發(fā)了，氣相色譜柱的壽命蕞大的影響因素就在這里。
氣相色譜柱都會(huì)有一個(gè)極限溫度，一般使用溫度會(huì)在這個(gè)極限溫度下的20度左右。通常氣相分析方法是程序升溫的，高溫的溫度和保留時(shí)間決定了每一次進(jìn)樣對(duì)色譜柱的影響。不過(guò)不同類型的色譜柱因?yàn)槠涮盍系男再|(zhì)不同，其極限溫度也不同，自然最高使用溫度就不同。反過(guò)來(lái)說(shuō)，在相同使用溫度下，其壽命也不相同。
不管什么分析方法都要盡可能的真實(shí)反應(yīng)樣品里的溶劑及所有物質(zhì)的含量， 氣相色譜分析樣品的首要條件是，樣品要能被氣化，就是進(jìn)樣口溫度及程序終溫要大于樣品的沸點(diǎn)（這也不是絕對(duì)的），當(dāng)樣品中有高沸點(diǎn)的物質(zhì)，甚至是無(wú)機(jī)鹽、機(jī)械雜質(zhì)，不能被氣化留在了襯管里，甚至留在了色譜柱中，就會(huì)對(duì)色譜柱有損傷。
這種情況蕞好是要處理一下樣品，萃取、蒸餾、過(guò)濾都是常用的方法。如果實(shí)在無(wú)法避免，就要經(jīng)常更換隔墊、襯管玻璃毛等，過(guò)一定時(shí)間還要把色譜柱前段割一段下來(lái)，通常是1米左右。除了這些，還應(yīng)注意對(duì)樣品性質(zhì)的了解，如果樣品的熱穩(wěn)定性差，進(jìn)樣分析過(guò)程中發(fā)生了分解或者聚合，產(chǎn)生高沸物就會(huì)對(duì)色譜柱產(chǎn)生很大影響，如果這些物質(zhì)不能被溶劑沖洗的話，這種損傷就是不可逆的，而且分析結(jié)果也不準(zhǔn)確。
這種情況下就要適當(dāng)?shù)慕档蜏囟?，直到不發(fā)生這種反應(yīng)?；蛘邠Q其它的分析方法。
通常我們使用的載氣是高純氮?dú)?，原因就兩個(gè)字——便宜！
但是，排除經(jīng)濟(jì)因素，這并不是一個(gè)最佳的選擇。因?yàn)榈獨(dú)獾纳a(chǎn)就是液態(tài)空氣蒸發(fā)來(lái)的，但是因?yàn)榈獨(dú)夂脱鯕庑再|(zhì)接近，一般很難杜絕高純氮?dú)饫锖猩倭康难鯕?。氧氣在高溫柱?duì)整個(gè)氣相色譜系統(tǒng)包括色譜柱都會(huì)產(chǎn)生不良影響。
所以一般儀器廠家還是建議使用高純氦，尤其在進(jìn)行計(jì)量、驗(yàn)證等高標(biāo)準(zhǔn)分析時(shí)，不過(guò)一瓶高純氦可以換5瓶高純氮，一般用戶還是選擇使用高純氮?dú)?。其?shí)從儀器性能來(lái)講，也可以使用高純氫氣作為載氣，低含氧量、低背景、低廉的價(jià)格都是不錯(cuò)的選擇，當(dāng)然一般考慮到氫氣的泄漏以及儲(chǔ)運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)，往往被用戶所排除。不過(guò)，帶TCD檢測(cè)器的氣相色譜往往還是使用高純氫氣作為載氣。