在高效液相色譜(HPLC)分析中,色譜柱的選擇直接影響分離效果、分析時間和方法可靠性。以下是選擇
HPLC色譜柱時需考慮的關鍵因素及其具體影響:
1.固定相化學性質
-鍵合相類型:
-C18(十八烷基硅烷):常用的反相色譜柱,適用于中等極性到非極性化合物(如藥物、多環芳烴)。
-C8(辛基硅烷):比C18極性稍強,保留時間更短,適合分離極性稍大的化合物。
-苯基柱:具有π-π相互作用,適用于芳香族化合物或含共軛結構的分子。
-氰基柱(CN):極性介于C18和C8之間,可用于極性化合物或梯度洗脫。
-氨基柱(NH2):正相或HILIC模式,用于糖類、氨基酸等極性化合物。
-離子交換柱:用于帶電物質(如蛋白質、核酸)的分離。
-極性選擇:根據樣品極性選擇固定相,反相色譜(C18/C8)適用于大多數有機化合物,而正相或HILIC模式適用于極性物質。
2.柱長與內徑
-柱長(L):
-短柱(50-100 mm):分析速度快,適合快速篩查或梯度洗脫。
-長柱(150-250 mm):分離度更高,但分析時間較長,適合復雜樣品或高分辨率需求。
-內徑(ID):
-標準內徑(4.6 mm):通用性強,適用于常規分析。
-窄內徑(2.1-3.0 mm):靈敏度更高,適合微量樣品或與質譜聯用。
-寬內徑(>4.6 mm):載樣量更大,適合制備色譜。
3.粒徑與柱效
-粒徑(dp):
-小粒徑(3-5μm):柱效高,分離度好,但背壓較高,需高性能HPLC系統。
-大粒徑(10-13μm):柱效較低,但背壓低,適合常規分析或老舊儀器。
-亞2μm顆粒:超高效液相色譜(UHPLC)用柱,分析速度極快,但需專用UHPLC系統。
-柱效(N):理論塔板數越高,分離能力越強,但需權衡分析時間與柱效。

4.樣品特性
-分子大小:大分子(如蛋白質)需選擇大孔徑色譜柱(如300Å),小分子(如藥物)可用常規孔徑(100Å)。
-極性:根據樣品極性選擇固定相類型(反相、正相或HILIC)。
-pKa值:酸性或堿性化合物需考慮pH對保留的影響,選擇耐pH范圍廣的色譜柱。
-濃度:高濃度樣品需選擇高載樣量色譜柱(如寬內徑或大粒徑)。
5.流動相條件
-pH范圍:HPLC色譜柱需耐受流動相的pH(如硅膠基質柱通常pH 2-8,聚合物基質柱pH 1-14)。
-有機溶劑比例:反相色譜中,甲醇、乙腈等有機溶劑的兼容性需與固定相匹配。
-緩沖鹽濃度:高鹽濃度可能加速色譜柱老化,需選擇耐鹽色譜柱。
6.分析目標
-分離度要求:復雜樣品需高分離度色譜柱(如長柱、小粒徑)。
-分析速度:快速篩查可選短柱或UHPLC柱。
-靈敏度需求:窄內徑或小粒徑色譜柱可提高靈敏度。
-方法耐用性:實驗室常規分析需選擇穩定性好、壽命長的色譜柱。
7.其他因素
-色譜柱品牌與質量:品牌(如Waters、Agilent、Thermo Fisher)的色譜柱批次間重現性更好。
-成本:制備色譜柱或特殊固定相成本較高,需根據預算選擇。
-法規要求:藥品分析需符合USP、EP等藥典規定的色譜柱類型。
實際應用示例
-藥物分析:C18柱(4.6×150 mm,5μm),pH 2-8,適合大多數小分子藥物。
-蛋白質分離:寬孔徑(300Å)色譜柱,耐pH 1-14,適合大分子。
-極性化合物:HILIC模式氨基柱,適用于糖類、氨基酸。
選擇HPLC色譜柱需綜合考量固定相化學性質、柱幾何參數、樣品特性、流動相條件及分析目標。通過優化這些因素,可實現高效、可靠的分離分析。建議根據具體需求進行方法開發,并通過實驗驗證色譜柱性能。