液相色譜柱是液相色譜系統(tǒng)的核心部件,通過固定相與流動相的相互作用差異,實現復雜混合物中各組分的高效分離,廣泛應用于制藥、食品、環(huán)境監(jiān)測、化工及生命科學等領域。其核心原理基于物質分子與固定相間的作用力差異,如疏水作用、離子交換、分子篩分等,導致不同組分在柱中停留時間不同,從而實現分離。
其通常由柱管、填料、接頭、密封圈和濾片構成。柱管多采用316#不銹鋼材質,耐溶劑腐蝕,但需避免含氯化物溶劑長期殘留。填料是分離的核心,常見類型包括硅膠基質鍵合相(如C18、C8)、聚合物基質(如聚苯乙烯-二乙烯基苯)及特殊功能化填料(如手性固定相)。濾片位于柱兩端,用于封堵填料防止流失,同時降低柱外死體積。
1、柱管
材質:通常為不銹鋼(耐高壓、耐腐蝕),也有使用PEEK(聚醚醚酮)等聚合物材料的,適用于對金屬敏感的樣品。
尺寸:
內徑(ID)常見有:2.1 mm、3.0 mm、4.6 mm等;
長度常見有:50 mm、100 mm、150 mm、250 mm等;
UHPLC柱通常更短、內徑更小,以提高分離效率和降低溶劑消耗。
2、固定相
填料顆粒:
材質多為硅膠基質或聚合物基質;
粒徑常見為:1.7–5μm(UHPLC常用1.7–2.5μm,HPLC常用3–5μm);
表面經過化學修飾(如C18、C8、苯基、氰基、氨基等),以實現不同極性/選擇性的分離。
孔徑與比表面積:
孔徑通常為60–300Å,影響大分子(如蛋白質)的保留行為;
比表面積越大,保留能力越強。
3、柱端篩板
位置:位于柱子兩端;
作用:防止填料顆粒流出,同時允許流動相通過;
孔徑:通常為0.2–2μm,需與填料粒徑匹配(一般為填料粒徑的1/3–1/5);
材質:不銹鋼或鈦合金,也有PEEK材質用于生物兼容性要求高的場合。
4、柱連接接口
標準接口:通常為1/16英寸外徑的不銹鋼接頭,采用零死體積(zero-dead-volume)設計,減少峰展寬;
耐壓能力:現代HPLC柱可承受高達400 bar壓力,UHPLC柱可達1000–1500 bar。
5、柱床均勻性
填料在柱內必須高度均勻、緊密填充,避免溝流(channeling)或空隙,否則會導致峰拖尾、分離效率下降;
高質量色譜柱采用高壓勻漿填充技術保證柱床一致性。
6、保護柱
雖非主柱結構,但常與分析柱配套使用;
含有與分析柱相同或相似的填料,用于捕獲樣品中的雜質,延長主柱壽命。
