了解離子色譜柱的分類與維護方法

離子色譜柱是一款高容量氫氧根體系色譜柱，用于分析疏水性離子（包括多磷酸鹽，硫氰酸鹽, 硫代硫酸鹽, 高氯酸鹽） 和多價陰離子（包括多磷酸鹽和聚羧酸鋅）。

離子色譜柱一般比常規高效液相色譜分析柱價格要貴很多，但如果正常使用，離子色譜柱也可以有很長的使用壽命，因此對離子色譜的維護和清洗十分重要。

一、陰離子交換色譜柱

1.操作壓力

離子交換色譜柱的操作壓力不能超過，色譜柱說明書中有規定的大壓力，否則會造成色譜不可逆損失。

2.色譜柱的啟動

采用標準淋洗液（一般指等淋洗條件）使淋洗達到平衡后，進行色譜標準陰離子的測試分離度和重現性。

3.色譜柱的貯放

一般情況下，可以采用標準淋洗液作為貯放液，長期貯放需要將色譜柱兩端密封。但對于非抑制型離子色譜柱或早期的抑制型離子色譜柱，由于所用淋洗液比較接近中性，用淋洗液貯放易于長霉，因此需要用高pH的溶液（如0.1 M NaOH）作貯放液，或者的淋洗液中加入防霉劑（如疊代氮）作貯備液。

4.色譜柱的清洗

對于陰離子色譜，通用有三種清洗方式，分別用于清洗酸溶性、堿溶性或有機污染物，在清洗過程中必須要確保嚴格按照清洗過程進行，否則會引起色譜柱的局部高壓而損壞色譜柱。對于有機溶劑清洗色譜柱，需要逐步減少有機溶劑的量以避免由于混和而造成的流動相粘度的變化。

(1)選擇合適的清洗溶劑

a.      對低價親水污染物：用10倍的淋洗液；

b.      對高價親水污染物：用1到3M的鹽酸作淋洗液；

c.      對金屬污染物：會引起色譜峰不對稱性，如鐵離子會引起硫酸根和磷酸根的拖尾，鋁會引起磷酸根回收率降低，可采用絡合劑酸類，如0.2M 草酸;

d.      有機污染物：有機污染物會引起色譜柱效降低，可以采用兼容的有機溶劑清洗，有時也可以采用高濃度的鹽酸與有機溶劑混合清洗則更為有效，如200mM鹽酸和80%乙腈，但要注意這種溶液要混合立即使用，長時間混合會造成酸的分解并且損壞色譜柱。要特別注意色譜柱有機兼容性，如果該色譜柱只能對15%的有機溶劑兼容，這時有機溶劑濃度就不能超過15%。

(2)清洗過程

a.      配制500mL合適的清洗溶液；

b.      斷開抑制器中，分別清洗保護柱和分離柱，如果分離柱和保護柱串聯清洗，則將保護柱接在分離柱之后；

c.      設置流速對2mm色譜柱采用0.5mL/min,而對4mm色譜柱采用1mL/min；

d.      用二次去離子水沖洗色譜柱15分鐘；

e.      用清洗液清洗色譜柱60分鐘；

f.       用二次去離子水沖洗色譜柱15分鐘；

g.       連接抑制器，用淋洗液平衡色譜柱。.

二、陽離子交換色譜柱

陽離子色譜柱的操作壓力，啟動和貯放基本與陰離子色譜柱相似，一般陽離子色譜貯放液均采用淋洗液，但于羧酸型陽離子色譜柱，為了避免色譜固定相產生酯不能采用醇類作為流動相成分，一般也不用堿作為流動相成分，特別是硅膠型基質的固定相。

1．色譜柱的清洗

對于色譜柱的清洗，主要分兩種情況

(1)高價陽離子和酸溶性組分的清洗

a.       配制1M HCl清洗液（注意不能用硝酸代替鹽酸，硝酸不能有效去除鐵離子，也不以用醇或堿溶液）;

b.       斷開抑制器，如果系統含有保護柱和分離柱，將保護柱接在分離柱之后;

c.       設置泵的流速對4mm色譜柱為1.0 mL/min，對2mm色譜柱為0.5mL/min;

d.       用10 mM HCl沖洗色譜柱15分鐘;

e.       用清洗液（1 M HCl）通色譜柱60分鐘;

f.       用10 mM HCl沖洗色譜柱;

g.       用淋洗液平衡色譜柱30分鐘;

h.       重新連接抑制器到色譜柱和保護柱;

(2)親脂性陽離子和有機污染物

a.       斷開抑制器，將色譜柱直接與泵相連;

b.       設置泵的流速對4mm色譜柱為1.0 mL/min，對2mm色譜柱為0.5mL/min;

c.       如果對梯度泵分別設置100 mM HCl和90%乙腈，用梯度清洗色譜柱，如果沒有梯度泵則分別用這兩種清洗液清洗色譜柱;

d.       重新連接色譜柱，用淋洗液重新平衡色譜柱。

三、離子排斥色譜柱

1.色譜柱保護

色譜柱的操作壓力，一般情況下離子排斥色譜柱的操作壓力不是很高，因此要注意色譜柱的大壓力和大流速，以免造成色譜柱不可逆損失。

色譜柱的啟動，對于新的色譜柱或者色譜柱長期不用，用淋洗液沖洗20分鐘，清除色譜固定相中的聚合物，以保護抑制器不被損壞。按測試色譜條件測試離子排斥色譜柱的分離度和重現性。

2.色譜柱的貯放

對于長期貯放離子排斥色譜柱，需要用貯備液沖洗色譜柱10分鐘，擰緊色譜柱兩封口中。

3.色譜柱的清洗

(1)色譜柱的清洗溶液

a.      鐵離子污染會降低色譜峰高，可以用2至5 mM的檸檬酸清洗，如果仍有污染，可以用其它絡合物酸如草酸來清洗；

b.      有機污染物：可以用5%有機溶劑的清洗，高不超過15%的有機溶劑，同時也可在有機溶劑中加入5至10 mM HCl，通用的清洗溶液為在10%乙腈中含5 mM七氟丁酸。

(2)色譜柱的清洗過程

a.      配制500mL清洗溶液;

b.      將抑制器與分離柱斷開;

c.      設置泵的流速為0.5 mL/min;

d.      清洗溶液清洗色譜柱60分鐘;

e.      如果進行梯度泵清洗，可以在30分鐘后達到高的有機溶劑濃度，清洗30分鐘后，逐步減少有機溶劑的濃度;

f.       重新連接抑制器;

g.      用常規淋洗液平衡色譜柱進行正常操作。

四、離子對色譜柱

1.色譜柱的保護

色譜柱操作壓力不能超過大壓力，需要控制壓力和流速。

開始使用前，用淋洗液沖洗平衡色譜柱，用標準溶液檢查色譜的分離度和重現性。

2.色譜柱的貯放

對于長期貯放離子排斥色譜柱，需要用貯備液沖洗色譜柱10分鐘，擰緊色譜柱兩封口中。

3.色譜柱的清洗

(1)色譜柱的清洗溶液

a.      高濃度的氫氧化物溶液如10倍的淋洗液用于去除低價親水性污染物;

b.      用1至3 M HCl去除高價親水性離子;

c.      金屬污染物會影響色譜峰形/改變被測物的回收率。如鐵的污染會導致多聚磷酸鹽的峰高減少，然而通過連接注射多聚磷酸樣品，可以去除鐵離子，也可以用1至3M HCl去除金屬污染物，如果用酸處理仍不能除去污染物，可以采用螯合劑如0.2 M 草酸來處理;

d.      有機污染物指非離子化合物或親脂性化合物，可以采用兼容的有機溶劑去除;

e.      在用有機溶劑清洗的同時，也可以加入高濃度的酸如1至3M鹽酸，用酸來抑制電離及污染物與樹脂之間的相互作用。通用的清洗溶液為200mM HCl和80%乙腈，溶液配制后立即使用，因為乙腈在酸性長期貯存條件下會分解。

(2)色譜柱的清洗過程

a.      配制500mL適合的清洗溶液；

b.      斷開抑制器，將保護柱接在分離柱之后；

c.      設置泵的流速，對2mm色譜柱選用0.5 mL/min的流速，4mm的色譜柱選用1mL/min的流速；

d.      在去離子水和80%乙腈沖洗色譜柱15分鐘；

e.      清洗色譜柱60分鐘；

f.       再用去離子水和80%乙腈沖洗色譜柱15分鐘；

g.      重新連接色譜柱和抑制器，平衡后進行正常操作。