色谱柱选择与保养课件.ppt
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- 色谱 选择 保养 课件
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1、Agilent Technologies 1页页HPLC色谱柱选择与维护保养色谱柱选择与维护保养Sa安捷伦科技安捷伦科技H P L C 色谱柱选择与维护保养S a Agilent Technologies 2页页安捷伦安捷伦HPLC色谱柱选择色谱柱选择安捷伦H P L C 色谱柱选择Agilent Technologies 3页页样品样品溶于有机溶剂溶于有机溶剂溶于水溶于水溶于四氢呋喃溶于四氢呋喃非离子化非离子化离子化离子化溶于有机溶剂溶于有机溶剂溶于水溶于水溶于正己烷溶于正己烷溶于甲醇或甲醇溶于甲醇或甲醇/水水或乙腈或乙腈或乙腈或乙腈/水水用硅胶的正相模式用硅胶的正相模式用键合相的正相模式用
2、键合相的正相模式用键合相的反相模式用键合相的反相模式用键合相的反相模式用键合相的反相模式低分子凝胶渗透色谱低分子凝胶渗透色谱用键合相的反相模式用键合相的反相模式抑制电离反相键合相色谱抑制电离反相键合相色谱离子对键合相的反相模式离子对键合相的反相模式用硅胶的正相模式用硅胶的正相模式离子交换模式离子交换模式凝胶渗透色谱凝胶渗透色谱凝胶过滤色谱凝胶过滤色谱大孔填料的离子交换模式大孔填料的离子交换模式用大孔填料的反相模式用大孔填料的反相模式分子量分子量2,000分子量分子量2,000分离模式的选择样品溶于有机溶剂溶于水溶于四氢呋喃非离子化离子Agilent Technologies 4页页 反相分配色
3、谱反相分配色谱 极性极性:固定相固定相 流动相流动相固定相固定相-极性极性流动相流动相(己烷己烷,庚烷庚烷)-非极性非极性极性极性物质后出峰物质后出峰正相色谱正相色谱 20%反相色谱反相色谱80%反相分配色谱 正相吸附色谱 正相色谱 2 0Agilent Technologies 5页页 硅胶基质硅胶基质-pH 38 Al2O3.nH2O-pH114 聚合物基质聚合物基质-pH114高或低高或低pH下下,硅胶会溶解硅胶会溶解化学修饰困难化学修饰困难孔结构复杂孔结构复杂,孔径不均匀导致柱效不够高孔径不均匀导致柱效不够高,有有机溶剂可能导致聚合物基质溶涨而受损机溶剂可能导致聚合物基质溶涨而受损 硅
4、胶基质-p H 3 8 高或低p H 下,硅胶会溶解化学修饰Agilent Technologies 6页页C-18柱柱-性能影响因素性能影响因素键合类型键合类型碳覆盖率碳覆盖率封端封端 化学性质化学性质物理性质物理性质硅胶纯度硅胶纯度色谱柱尺寸色谱柱尺寸颗粒形状颗粒形状粒径粒径表面积表面积孔径孔径C-1 8 柱-性能影响因素化学性质物理性质硅胶纯度Agilent Technologies 7页页硅胶纯度硅胶纯度 填料硅胶的纯度与残留金属离子浓度填料硅胶的纯度与残留金属离子浓度色谱柱尺寸色谱柱尺寸 填料床的长度和内径填料床的长度和内径颗粒形状颗粒形状 球型或不规则型球型或不规则型粒径粒径 平均
5、颗粒直径平均颗粒直径,通常通常3-10m表面积表面积 颗粒外表面和内部孔表面的总和颗粒外表面和内部孔表面的总和,以以m2/gram表示表示孔径孔径 颗粒的孔或腔的平均尺寸颗粒的孔或腔的平均尺寸,范围范围80-300 色谱柱物理性质色谱柱物理性质C-18柱柱-性能影响因素性能影响因素硅胶纯度色谱柱物理性质C-1 8 柱-性能影响因素Agilent Technologies 8页页键合类型键合类型 单体键合单体键合-键合相分子与基体单点相连键合相分子与基体单点相连 聚合体键合聚合体键合-键合相分子与基体多点相连键合相分子与基体多点相连碳覆盖率碳覆盖率 与基体物质相连的键合相的量与基体物质相连的键合
6、相的量封端封端 键合步骤之后键合步骤之后,用短链将裸露的硅羟基键合后封闭起用短链将裸露的硅羟基键合后封闭起来来色谱柱化学性质色谱柱化学性质C-18柱柱-性能影响因素性能影响因素键合类型色谱柱化学性质C-1 8 柱-性能影响因素Agilent Technologies 9页页二氧化硅二氧化硅NaNaK KM gM gAlAlCaCaTiTiFeFeZrZrCuCuCrCrZnZnZorbax Rx-SI LZorbax Rx-SI L1010 3 34 41.51.52 2ndnd3 3ndndndndndnd1 1Zorbax SI LZorbax SI L1717ndndndnd57579
7、9323221218888 1 1ndnd8888Nucl eosi lNucl eosi l5656N/AN/A N/AN/Andnd13013057577676ndndN/AN/A N/AN/AndndHypersi lHypersi l29002900 N/AN/A404030030038386565230230 N/AN/A N/AN/A N/AN/A N/AN/And=nd=未检出未检出金属浓度(金属浓度(ppm)ppm)A类硅胶类硅胶Original ZORBAX SIL(1970s)由于带负电荷的残留硅羟基和酸性表由于带负电荷的残留硅羟基和酸性表面上金属含量高面上金属含量高(硅羟
8、基的硅羟基的pKa低低),导致碱性化合物发生拖尾导致碱性化合物发生拖尾B类硅胶类硅胶(高纯高纯)ZORBAX Rx-Sil(1987)由于金属含量低由于金属含量低,硅羟基硅羟基pKa高高,碱性化合物不发生拖尾碱性化合物不发生拖尾Zorbax Rx-SIL:11种金属种金属 35 ppm(未检出其他杂质未检出其他杂质,4,000,选择选择 300 的孔径的孔径表面积 -对色谱分离的影响 C-1 8 柱-性能影Agilent Technologies 14页页大孔径填料适用于大分子分析大孔径填料适用于大分子分析色谱柱填料孔径必须适合色谱柱填料孔径必须适合待测物分子自由进出填料待测物分子自由进出填料
9、孔孔,与孔内表面的键合与孔内表面的键合相进行分离分配相进行分离分配大孔径填料适用于大分子分析大孔径3 0 0 全多孔色谱柱色谱柱Agilent Technologies 15页页300 孔径可改善蛋白质和多肽峰形孔径可改善蛋白质和多肽峰形0.2000.020.040.060.080.100.120.140.160.18300SB-C18(300)SB-C18(80)PW 1/2Leu EnkephalinM.W.=556Angiotensin II(血管紧张素血管紧张素 II)M.W.=1046Insulin BM.W.=3,496Cyt CM.W.=12,327Rnase(核糖核酸酶核糖核酸
10、酶)M.W.=13,684Lysozyme(溶菌酶溶菌酶)M.W.=13,900孔径孔径,分子量对峰宽的影响分子量对峰宽的影响(梯度分离梯度分离)选择合适的选择合适的填料孔径分析填料孔径分析大分子可获得大分子可获得最佳峰形最佳峰形3 0 0 孔径可改善蛋白质和多肽峰形0.2 0 0 0.0 2 0.0Agilent Technologies 16页页300 孔径可改善大分子的峰形孔径可改善大分子的峰形 色谱柱色谱柱:4.6 x 150 mm,5 mm 流动相流动相:60%MeOH:40%0.1%三氟乙酸三氟乙酸 流速流速:0.75 mL/min 温度温度:RT 检测器检测器:UV 282 nm
11、 溶液中的分子尺寸决定适宜的色谱柱孔径溶液中的分子尺寸决定适宜的色谱柱孔径 窄的峰宽表明待测分子进入填料孔没有受到阻碍窄的峰宽表明待测分子进入填料孔没有受到阻碍SB-C3 (80)300SB-C3 (300)Pw 1/2=0.442Pw 1/2=0.125 OONHOHOCHOHOO HO HOOOOOOOCH3CH3OCH3OCH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH3H3CH3CH3C0 5 10Time(min)0 5 10Time(min)Tylosin(泰乐菌素泰乐菌素)MW.926分子量虽小但分子量虽小但 hydrodynamic volume(水动力学体积水动力学体积)较大的
12、分子较大的分子3 0 0 孔径可改善大分子的峰形 色谱柱:4.6 x 1 5Agilent Technologies 17页页键合类型键合类型 -对色谱分离的影对色谱分离的影响响单齿键合:单齿键合:提高传质速率提高传质速率,加快色谱柱平衡加快色谱柱平衡双齿键合:双齿键合:增加色谱柱稳定性增加色谱柱稳定性,增加色谱柱的载样增加色谱柱的载样量量C-18柱柱-性能影响因素性能影响因素CHCHCHCHCHCHOSiOOOOSiSiSiCHCHCHCHCHCHSi333333333333SiSiOOSiSiOO键合类型 -对色谱分离的影响 C-1 8 柱-性能Agilent Technologies 1
13、8页页碳覆盖率碳覆盖率-对色谱分离的影响对色谱分离的影响高碳覆盖率:提高分辨率高碳覆盖率:提高分辨率,分析时间长分析时间长低碳覆盖率:缩短运行时间低碳覆盖率:缩短运行时间封端封端 -对色谱分离的影响对色谱分离的影响封端:减轻待测组份与硅胶表面残留的酸封端:减轻待测组份与硅胶表面残留的酸性硅羟基反应而引起的色谱峰拖尾现象性硅羟基反应而引起的色谱峰拖尾现象对于极性样品对于极性样品,未封端与经过封端处理未封端与经过封端处理的色谱柱在选择性上有明显差异的色谱柱在选择性上有明显差异C-18柱柱-性能影响因素性能影响因素碳覆盖率-对色谱分离的影响 封端 -对色Agilent Technologies 19
14、页页 固定相键合固定相键合二甲基硅烷二甲基硅烷 封端封端四甲基硅烷四甲基硅烷SiOOHOOCH3SiRCH3CH3SiCH3CH3SiRCH3R=C8,C18,etc.OOHOHOCH3SiRCH3CH3SiRCH3+ClCH3SiCH3CH3OHOHOHOHCH3ClRCH3(TMS)传统键合及封端技术传统键合及封端技术 固定相键合封端S i O O H O O C H 3 S i R C H 3 C H 3 S i CAgilent Technologies 20页页取代基:五个取代基:五个 旁侧基团旁侧基团:异丙基异丙基Zorbax StableBond 空间位阻保护空间位阻保护-抗水解
15、能力抗水解能力键合相键合相流失流失,保留减弱保留减弱另一个裸露的硅羟基另一个裸露的硅羟基,潜在的拖尾因素潜在的拖尾因素普通硅胶柱低普通硅胶柱低 pH 2不稳定不稳定,发生水解发生水解安捷伦专利的空间位阻保护安捷伦专利的空间位阻保护 取代基:五个 Z o r b a x S t a b l e B o n d 键合相另一Agilent Technologies 21页页液相柱液相柱-保留值与保留值与pH的关系的关系 pH变化值变化值0.1RS变化值变化值1.6色谱柱:色谱柱:Zorbax StableBond C18 4.6 X 250mm,5um部件号:部件号:880975-906流动相:流动
16、相:27%甲醇:甲醇:73%磷酸磷酸pH 2.5&2.6温度:温度:500C流速:流速:1.0mL/min.液相柱-保留值与p H 的关系 p H 变化值R S 变化值1.6 色Agilent Technologies 22页页12346750123456Time(min)01234561234675Time(min)pH 7.00pH 7.25色谱柱色谱柱:ZORBAX Eclipse XDB-C8 4.6 x 75 mm,3.5 m流动相流动相:44%25 mM磷酸磷酸,pH 7.00:56%甲醇甲醇流速流速:1.0 mL/min 温度温度:25C 检测检测:UV 250 nm 可电离的组
17、份的分离可能会随可电离的组份的分离可能会随pH变化发生显著变化变化发生显著变化 甚至很小的甚至很小的 0.050.25 个个pH变化单位变化单位.样品样品:1.ketoprofen 2.ethyl paraben 3.Hydrocortisone 4.fenoprofen 5.propyl paraben 6.Propranolol 7.ibuprofen液相柱液相柱-保留值与保留值与pH的关系的关系0.25 个个pH1 2 3 4 6 7 5 0 1 2 3 4 5 6 T i me (mi n)0 1 2 3 4 5Agilent Technologies 23页页液相柱液相柱-保留值与保
18、留值与pH的关系的关系pH变化:变化:0.2个个pH(7.07.2)保留时间改变:保留时间改变:1.2分钟分钟(13.614.8分钟分钟)保留时间随保留时间随pH改变不明显改变不明显保留时间随保留时间随pH改变改变不明显不明显(酸性环境中酸性环境中)液相柱-保留值与p H 的关系p H 变化:保留时间随p H 保留时Agilent Technologies 24页页保留时间保留时间酸性组份酸性组份中性组份中性组份碱性组份碱性组份 方法稳定区方法稳定区 方法波动区方法波动区(pKa+1.5)方法稳定区方法稳定区液相柱液相柱-保留值与保留值与pH的关系的关系保留时间酸性组份中性组份碱性组份 方法稳
19、定区 Agilent Technologies 25页页液相柱液相柱-保留值与保留值与pH的关系的关系StableBond C18 pH 18 Bonus-RP pH 29 Extend C18 pH 211.5 Eclipse XDB C18 pH 29 液相柱-保留值与p H 的关系S t a b l e B o n d C 1 8 Agilent Technologies 26页页复杂组分的流动相复杂组分的流动相pH选择技巧选择技巧色谱柱色谱柱:ZORBAX Extend-C184.6 x 150 mm,5 mm 流动相流动相:30%缓冲液缓冲液:70%MeOH pH 7 缓冲液缓冲液2
20、0 mM Na2HPO4 pH 11缓冲液缓冲液 20 mM TEA 流速流速:1.0 mL/min 温度温度:RT 检测器检测器:UV 254 nm0 512,345Time(min)76Extend-C18pH 71.Maleate 马来酸盐马来酸盐 2.Scopolamine 东莨菪碱东莨菪碱 pKa 7.6 3.PseudoEphedrine 假麻黄碱假麻黄碱 pKa 9.8 4.Doxylamine 抗敏安抗敏安(多西拉敏多西拉敏)pKa 9.2 5.Chlorpheniramine 氯苯吡胺氯苯吡胺pKa 9.1 6.Triprol内径内径ine 苯丙烯啶苯丙烯啶pKa 6.5 7
21、.Diphenhydramine 苯海拉明苯海拉明 pKa 9.0Extend-C18pH 110 5 101234Time(min)657 高高pH下下,碱性成分的保留增加碱性成分的保留增加待测物待测物pKa+1.5以外以外的流动相的流动相pH可保证方法的稳定性可保证方法的稳定性复杂组分的流动相p H 选择技巧色谱柱:Z O R B A X E x tAgilent Technologies 27页页Zorbax 色谱柱发展史色谱柱发展史市市)Z o r b a x 色谱柱发展史1 9 7 3 Z O R B A X S I LAgilent Technologies 28页页键合相键合相-
22、适用适用pH范围范围StableBond,pH 1-81.使用空间位阻大的硅烷使用空间位阻大的硅烷2.未未-封端封端Eclipse XDB,pH 2-91.致密键合的二甲基烷基硅烷致密键合的二甲基烷基硅烷2.专利技术双专利技术双-封端封端Bonus-RP,pH 2-91.极性烷基固定相极性烷基固定相2.使用空间位阻大的硅烷使用空间位阻大的硅烷3.三封端三封端Extend-C18,pH 2-11.51.独特的双齿键合结构独特的双齿键合结构 2.双封端双封端SiOSiOSilica SupportC18C18SiONHOSilica-based色谱柱PackingwithAlkyl/am内径eSt
23、ationaryPhaseORRSiOHSiOSiRRROOHRCHCHCHCHCHCHOSiOOOOSiSiSiCHCHCHCHCHCHSi333333333333ORSiSiOSiORR1CH3CH3CH3CH3RR1CH3R1R1R1CH3R11 1SiSiPGPGPGR 1R 1极性官能团极性官能团低低pH下下,分析酸分析酸性性,碱性和中性组碱性和中性组分分,峰形优异峰形优异,柱寿命长柱寿命长中等中等pH下下,分析酸性分析酸性,碱性和中性组分碱性和中性组分,尤其碱性组分峰形优异尤其碱性组分峰形优异,柱寿命长柱寿命长中等中等pH下下,分析酸性分析酸性,碱性和中性组分碱性和中性组分,可用可
24、用于于100%全水相全水相,尤其尤其极性组分峰形优异极性组分峰形优异,柱柱寿命长寿命长中中高高pH下下,分析酸性分析酸性,碱性和中性组分碱性和中性组分,尤其碱性组分峰形优异尤其碱性组分峰形优异,柱寿命长柱寿命长键合相-适用p H 范围S t a b l e B o n d,p H 1Agilent Technologies 29页页SB-C1880 A&300 ApH:18SB-C880 A&300 ApH:18SB-苯基苯基80 ApH:18反相色谱柱反相色谱柱Bonus-RP空间位阻保护空间位阻保护+三封端三封端80 ApH:29Extend-C1880 A&300 ApH:211.5Ec
25、lipse XDB双封端双封端Eclipse XDB-C1880 ApH:29Eclipse XDB-C880 ApH:29Eclipse XDB-苯基苯基80 ApH:29StableBond空间位阻保护空间位阻保护Poroshell 300SB-C18实心核多孔壳实心核多孔壳pH:18SB-CN80 A&300 ApH:18SB-C380 A&300 ApH:18Zorbax 产品系列产品系列SB-AQ空间位阻保护空间位阻保护80 ApH:18可使用可使用100%水相水相Extend双齿键合双齿键合+双封端双封端低低pH中中pH高高pHS B-C 1 8 S B-C 8 S B-苯基反相色
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