
在食品、醫(yī)藥、生物工程等領(lǐng)域的糖組分分析中,專用色譜柱(如氨基柱、鈣離子交換柱)是實(shí)現(xiàn)葡萄糖、果糖、蔗糖等糖類物質(zhì)高效分離與精準(zhǔn)定量的核心器件。這類色譜柱因固定相結(jié)構(gòu)特殊(如氨基鍵合硅膠、聚苯乙烯 - 二乙烯苯共聚物),對(duì)使用條件和保存環(huán)境極為敏感,不當(dāng)操作會(huì)導(dǎo)致柱效快速下降、分離度變差,甚至性損壞。尤其在保存環(huán)節(jié),“封閉冷藏" 是維持色譜柱性能穩(wěn)定的關(guān)鍵技術(shù)要求。本文將系統(tǒng)梳理糖檢測(cè)色譜柱的使用規(guī)范、封閉冷藏保存要點(diǎn)及常見(jiàn)問(wèn)題解決方案,為實(shí)驗(yàn)室糖分析工作提供技術(shù)支撐。
柱效驗(yàn)證:新柱或長(zhǎng)期保存后的色譜柱使用前,需用標(biāo)準(zhǔn)糖混合溶液(如葡萄糖、果糖、蔗糖濃度均為 10mg/mL)進(jìn)行柱效驗(yàn)證。通過(guò)高效液相色譜(HPLC)檢測(cè),若相鄰組分分離度(R)≥1.5、理論塔板數(shù)(N)符合出廠指標(biāo)(通常≥5000/m),且保留時(shí)間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)≤1%,方可投入使用;
流動(dòng)相適配:根據(jù)色譜柱類型選擇兼容流動(dòng)相:氨基柱常用乙腈 - 水混合體系(乙腈體積占比 70%-90%),鈣離子交換柱常用超純水或稀硫酸溶液(pH 2.5-5.5)。嚴(yán)禁將酸性過(guò)強(qiáng)(pH<2)或堿性過(guò)強(qiáng)(pH>8)的流動(dòng)相通入氨基柱,避免鍵合相水解;
系統(tǒng)沖洗:連接色譜柱前,需用 0.45μm 濾膜過(guò)濾流動(dòng)相并超聲脫氣(脫氣時(shí)間≥20 分鐘),同時(shí)用流動(dòng)相沖洗輸液管路和進(jìn)樣閥(沖洗體積≥10 倍管路體積),防止管路中殘留的酸、堿或雜質(zhì)污染色譜柱。
樣品前處理:糖類樣品需經(jīng)離心(轉(zhuǎn)速≥8000rpm,時(shí)間 10 分鐘)或 0.22μm 濾膜過(guò)濾,去除蛋白質(zhì)、顆粒物等雜質(zhì),避免堵塞色譜柱孔隙(孔徑通常為 80-120?);若樣品含強(qiáng)極性雜質(zhì)(如有機(jī)酸),需通過(guò)固相萃取(SPE)柱凈化,防止雜質(zhì)與固定相結(jié)合導(dǎo)致柱效下降;
進(jìn)樣量控制:氨基柱單次進(jìn)樣量不宜超過(guò) 20μL(濃度≤20mg/mL),鈣離子交換柱單次進(jìn)樣量不宜超過(guò) 50μL,過(guò)量進(jìn)樣會(huì)導(dǎo)致色譜峰展寬、拖尾,長(zhǎng)期如此會(huì)造成固定相過(guò)載;
流速與溫度設(shè)定:常規(guī)使用流速控制在 0.8-1.2mL/min,避免流速過(guò)高(>1.5mL/min)產(chǎn)生過(guò)大柱壓(氨基柱柱壓需<20MPa,鈣離子交換柱需<15MPa);柱溫根據(jù)糖類類型調(diào)整,如分析單糖時(shí)柱溫設(shè)為 30-40℃,分析多糖時(shí)設(shè)為 40-50℃,溫度波動(dòng)需控制在 ±1℃以內(nèi),防止保留時(shí)間漂移。
常規(guī)沖洗:每日分析結(jié)束后,需用流動(dòng)相對(duì)色譜柱進(jìn)行沖洗:氨基柱先用 50% 乙腈水溶液沖洗 10-15 柱體積(CV),去除殘留糖組分,再用純乙腈沖洗 15-20CV,確保柱內(nèi)無(wú)水分殘留;鈣離子交換柱用超純水沖洗 20-30CV,去除柱內(nèi)鹽分;
特殊污染處理:若樣品中含油脂、色素等強(qiáng)吸附性物質(zhì),氨基柱可先用乙腈 - 四氫呋喃(9:1)混合液沖洗 5-8CV,再按常規(guī)流程沖洗;鈣離子交換柱可先用 0.1mol/L 硝酸溶液沖洗 5CV,再用超純水沖洗至中性(pH 6-7);
柱壓監(jiān)測(cè):沖洗過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)柱壓,若柱壓較初始值升高 30% 以上,需暫停使用,排查是否存在管路堵塞或柱內(nèi)污染,嚴(yán)禁強(qiáng)行高壓沖洗。
沖洗:長(zhǎng)期保存(超過(guò) 1 周不使用)前,需進(jìn)行深度沖洗:氨基柱需用純乙腈沖洗 25-30CV,確保柱內(nèi)水分含量低于 0.1%,防止硅膠基質(zhì)水解;鈣離子交換柱需用含 0.01mol/L 的超純水沖洗 15-20CV,可抑制微生物生長(zhǎng),避免柱內(nèi)出現(xiàn)菌團(tuán)堵塞孔隙;
柱端處理:沖洗完成后,斷開(kāi)色譜柱與管路的連接,立即用專用柱帽(含聚四氟乙烯墊片)密封柱兩端,確保密封緊密,防止空氣進(jìn)入柱內(nèi)形成氣泡,或保存液揮發(fā)導(dǎo)致固定相干裂;
標(biāo)簽標(biāo)注:在色譜柱標(biāo)簽上注明保存日期、保存液類型(如 “2024-XX-XX,純乙腈保存")及上次使用時(shí)的柱效數(shù)據(jù),便于后續(xù)使用前快速確認(rèn)狀態(tài)。
溫度控制:冷藏溫度需穩(wěn)定在 2-8℃,可儲(chǔ)存于實(shí)驗(yàn)室專用冷藏柜(波動(dòng)范圍 ±1℃),嚴(yán)禁冷凍(<0℃),因水或有機(jī)相結(jié)冰會(huì)導(dǎo)致固定相顆粒破裂,破壞填充床結(jié)構(gòu);氨基柱若在室溫下長(zhǎng)期保存(>25℃),會(huì)加速氨基鍵合相的氧化降解,柱效每月下降 10%-15%;
環(huán)境濕度:冷藏柜內(nèi)相對(duì)濕度需控制在 40%-60%,避免濕度過(guò)高導(dǎo)致柱帽生銹或水分滲入柱內(nèi),濕度過(guò)低則可能導(dǎo)致保存液少量揮發(fā),可在冷藏柜內(nèi)放置硅膠干燥劑(每周更換一次);
儲(chǔ)存位置:色譜柱需垂直放置于冷藏柜內(nèi),避免水平或傾斜放置,防止固定相因重力作用發(fā)生沉降,導(dǎo)致柱內(nèi)出現(xiàn)空隙,影響分離均勻性;同時(shí)遠(yuǎn)離冷藏柜出風(fēng)口,避免溫度波動(dòng)過(guò)大。
氨基柱:因硅膠基質(zhì)易水解,保存液必須為無(wú)水有機(jī)溶劑(如純乙腈、異丙醇),且需每 3 個(gè)月更換一次保存液,防止保存液吸潮;若發(fā)現(xiàn)保存液出現(xiàn)渾濁或柱端有白色沉淀,需立即用純乙腈沖洗后重新密封;
鈣離子交換柱:保存液需含微量防腐劑,但需注意具有毒性,操作時(shí)需佩戴手套和護(hù)目鏡;若長(zhǎng)期不使用(超過(guò) 3 個(gè)月),建議每月取出色譜柱,用保存液沖洗 5-10CV 后重新密封冷藏;
聚合物基質(zhì)色譜柱(如聚苯乙烯 - 二乙烯苯柱):雖耐酸堿性能較好,但仍需用 50% 甲醇水溶液封閉冷藏保存,避免固定相因干燥收縮變形,保存溫度可放寬至 0-10℃。
峰拖尾(拖尾因子 T>1.5):若為氨基柱,多因流動(dòng)相含水量過(guò)高或柱內(nèi)殘留酸性物質(zhì),需減少流動(dòng)相含水量(如乙腈占比從 80% 提升至 85%),并用含 0.1% 三乙胺的乙腈 - 水(9:1)溶液沖洗 5-8CV;若為鈣離子交換柱,多因柱內(nèi)有金屬離子污染,需用 0.05mol/L EDTA 溶液沖洗 10CV,再用超純水沖洗至中性;
分離度下降:若相鄰糖峰重疊,需降低流速(如從 1.0mL/min 降至 0.8mL/min)或調(diào)整柱溫(如升高 5-10℃);若柱效持續(xù)下降,需檢查是否存在固定相流失,可通過(guò)紫外檢測(cè)器在 254nm 處監(jiān)測(cè)流動(dòng)相,若出現(xiàn)吸收峰(吸光度>0.01AU),表明固定相流失,需更換色譜柱;
柱壓驟升:先斷開(kāi)色譜柱,檢測(cè)管路柱壓,若管路柱壓正常,說(shuō)明色譜柱堵塞,可嘗試用低流速(0.2-0.3mL/min)的兼容溶劑反向沖洗(氨基柱用純乙腈,鈣離子交換柱用超純水),沖洗時(shí)間≥2 小時(shí),若柱壓仍無(wú)下降,需報(bào)廢色譜柱。
保存后柱效大幅下降:若氨基柱保存后柱效下降,多因保存液吸潮導(dǎo)致硅膠水解,需用純乙腈沖洗 20-30CV,再重新驗(yàn)證柱效;若鈣離子交換柱柱效下降,可能是微生物滋生,需用含 0.05% 次氯酸鈉的超純水沖洗 10CV,再用保存液沖洗后重新冷藏;
柱端出現(xiàn)氣泡:因密封不嚴(yán)導(dǎo)致空氣進(jìn)入柱內(nèi),需將色譜柱連接系統(tǒng),用低流速(0.2mL/min)的流動(dòng)相正向沖洗,同時(shí)輕輕拍打柱體,排出氣泡,沖洗至柱壓穩(wěn)定后再正常使用;
保存液泄漏:多因柱帽密封墊片老化,需更換新的聚四氟乙烯墊片,重新密封時(shí)注意力度適中(扭矩約 0.5-0.8N?m),避免過(guò)度擰緊導(dǎo)致柱端破裂。
專用系統(tǒng)使用:糖檢測(cè)色譜柱應(yīng)單獨(dú)用于糖類分析,避免與蛋白質(zhì)、強(qiáng)極性有機(jī)物等樣品共用,防止交叉污染;
定期維護(hù):每月對(duì)未使用的色譜柱進(jìn)行一次 “喚醒" 維護(hù),取出后用保存液沖洗 5-10CV,重新密封冷藏,防止保存液變質(zhì);
記錄管理:建立色譜柱使用臺(tái)賬,記錄每次使用的樣品類型、流動(dòng)相組成、柱效數(shù)據(jù)及保存情況,便于追溯問(wèn)題原因;
應(yīng)急處理:若發(fā)生流動(dòng)相誤選(如將酸性流動(dòng)相通入氨基柱),需立即停止進(jìn)樣,用大量兼容溶劑(如純乙腈)沖洗,沖洗體積≥50CV,再檢測(cè)柱效,若柱效無(wú)法恢復(fù),需及時(shí)更換。
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