液相色譜聚合色譜柱再生方法及操作規(guī)范

瀏覽次數(shù)：129　發(fā)布日期：2025-12-2　來源：隱智科儀

聚合色譜柱因具有耐酸堿范圍寬、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高及適用基質(zhì)復(fù)雜等優(yōu)勢(shì)，在食品分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物研發(fā)等液相色譜（HPLC）應(yīng)用領(lǐng)域中占據(jù)重要地位。然而，隨著使用次數(shù)增加，樣品中的污染物（如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、強(qiáng)保留有機(jī)物等）會(huì)逐漸吸附于色譜柱填料表面或堵塞孔徑，導(dǎo)致柱效下降、分離度降低、保留時(shí)間漂移等問題。相較于直接更換新色譜柱，科學(xué)的再生處理可有效恢復(fù)柱性能、延長(zhǎng)使用壽命并降低分析成本。本文系統(tǒng)梳理聚合色譜柱的污染類型，詳細(xì)闡述針對(duì)性再生方法及操作要點(diǎn)，為實(shí)驗(yàn)室規(guī)范化操作提供技術(shù)指導(dǎo)。

一、聚合色譜柱再生的核心原則與前期準(zhǔn)備

再生處理的核心是在不破壞聚合填料結(jié)構(gòu)（如避免交聯(lián)鍵斷裂、孔徑變形）的前提下，通過選擇合適的溶劑體系洗脫污染物，同時(shí)保護(hù)柱床完整性。開展再生前需完成三項(xiàng)關(guān)鍵準(zhǔn)備工作：一是明確污染類型，結(jié)合樣品基質(zhì)推測(cè)污染物性質(zhì)，例如生物樣品常含蛋白質(zhì)類污染物，環(huán)境樣品可能殘留強(qiáng)極性有機(jī)物；二是收集色譜柱基礎(chǔ)信息，查閱說明書確認(rèn)填料材質(zhì)（如聚苯乙烯-二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸酯等）、耐溶劑范圍及最高耐受壓力（通常聚合柱耐受壓力低于硅膠柱，一般不超過20MPa）；三是進(jìn)行柱性能基線測(cè)試，通過測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品（如苯系物混合標(biāo)樣）的理論塔板數(shù)、分離度及對(duì)稱因子，建立再生前后的性能對(duì)比基準(zhǔn)。

二、基于污染類型的針對(duì)性再生方法

聚合色譜柱的污染可分為可逆吸附污染與不可逆沉積污染，需根據(jù)污染物與填料的相互作用機(jī)制選擇洗脫策略，常用再生方法包括梯度洗脫法、特異性溶劑洗脫法及復(fù)合再生法。

（一）常規(guī)可逆吸附污染的梯度洗脫再生

對(duì)于樣品中弱至中等保留強(qiáng)度的污染物（如多數(shù)小分子有機(jī)物、部分極性雜質(zhì)），可采用梯度洗脫方式逐步增強(qiáng)溶劑洗脫強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)污染物脫附。該方法適用于日常輕度污染的常規(guī)維護(hù)，具體操作步驟如下：首先用初始流動(dòng)相（如甲醇-水體系）以0.5mL/min的低流速?zèng)_洗色譜柱10個(gè)柱體積（CV），去除柱內(nèi)殘留樣品；隨后按比例梯度提升強(qiáng)洗脫溶劑比例，例如從甲醇-水（50:50，v/v）逐步過渡至純甲醇（100%），保持流速0.8mL/min沖洗15-20CV；若使用反相色譜模式且污染物含極性成分，可進(jìn)一步用甲醇-乙腈（50:50，v/v）沖洗10CV，增強(qiáng)對(duì)非極性污染物的洗脫效果；最后用初始流動(dòng)相平衡10-15CV，直至基線穩(wěn)定。該方法對(duì)聚合填料損傷小，再生后柱效恢復(fù)率通常可達(dá)85%以上。

（二）強(qiáng)保留有機(jī)物污染的特異性溶劑再生

當(dāng)樣品中含多環(huán)芳烴、長(zhǎng)鏈脂肪酸等強(qiáng)保留有機(jī)物時(shí)，常規(guī)梯度洗脫難以徹底去除，需采用特異性溶劑體系破壞污染物與填料間的疏水相互作用。對(duì)于聚苯乙烯-二乙烯基苯（PS-DVB）類聚合柱，推薦采用“甲醇-四氫呋喃-甲醇”三步洗脫法：先用純甲醇沖洗10CV去除表面殘留，再以四氫呋喃（THF）為強(qiáng)洗脫劑，以0.3mL/min低速?zèng)_洗20-30CV，利用THF的強(qiáng)溶解能力剝離疏水吸附的污染物；由于THF對(duì)聚合填料有輕微溶脹作用，需隨后用純甲醇反向沖洗15CV，逐步收縮填料孔徑并洗脫殘留THF；最后用初始流動(dòng)相平衡。若污染物為強(qiáng)極性物質(zhì)（如氨基化合物），可在洗脫體系中加入0.1%三氟乙酸（TFA），通過調(diào)節(jié)pH值減弱極性相互作用，但需注意TFA濃度不宜超過0.5%，且再生后需用含0.05%氨水的甲醇溶液中和沖洗5CV，避免酸性殘留腐蝕柱床。

（三）生物大分子污染的酶解-溶劑復(fù)合再生

生物樣品（如血清、尿液、植物提取液）分析后，蛋白質(zhì)、核酸、多糖等生物大分子易通過疏水作用或氫鍵牢固吸附于聚合填料表面，甚至形成凝膠狀沉積堵塞孔徑，單純?nèi)軇┫疵撔Ч邢蕖４藭r(shí)需采用“酶解預(yù)處理+溶劑洗脫”的復(fù)合再生策略：首先配制含蛋白酶（如胰蛋白酶，濃度0.1mg/mL）的緩沖溶液（pH7.0磷酸鹽緩沖液），以0.2mL/min流速?zèng)_洗色譜柱30CV，在37℃恒溫條件下靜置2小時(shí)，使酶充分降解蛋白質(zhì)類污染物；隨后用5%甲醇水溶液沖洗10CV去除殘留酶液，再按“水-甲醇-乙腈-甲醇”的順序梯度洗脫，每個(gè)溶劑階段沖洗15CV，流速控制在0.5mL/min；最后用含0.01%疊氮鈉的甲醇溶液沖洗5CV（抑制微生物滋生），并以純甲醇封存。該方法對(duì)生物污染柱的再生效果顯著，可使理論塔板數(shù)恢復(fù)至新柱的80%以上。

（四）鹽類與顆粒物污染的沖洗再生

當(dāng)流動(dòng)相含緩沖鹽（如磷酸鹽、乙酸銨）或樣品含懸浮顆粒物時(shí)，易在柱入口形成鹽析結(jié)晶或顆粒物沉積，導(dǎo)致柱壓異常升高。此類污染的再生重點(diǎn)是“低強(qiáng)度溶解+物理沖洗”：首先將色譜柱反向連接（避免污染物推向柱床深處），用超純水以0.3mL/min低速?zèng)_洗20CV，溶解鹽類結(jié)晶；若柱壓仍偏高，可改用5%甲醇水溶液沖洗15CV，利用甲醇的弱洗脫能力輔助去除顆粒物；對(duì)于頑固顆粒物，可采用“水-甲醇-水”交替沖洗3個(gè)循環(huán)，通過溶劑粘度變化產(chǎn)生的剪切力剝離沉積物。需注意，沖洗過程中壓力不得超過色譜柱最大耐受壓力的80%，且再生后需正向連接，用初始流動(dòng)相平衡至基線穩(wěn)定。

三、再生操作的關(guān)鍵注意事項(xiàng)與效果評(píng)估

再生過程中的操作規(guī)范性直接影響柱性能恢復(fù)效果與使用壽命，需嚴(yán)格遵循四項(xiàng)原則：一是控制流速與壓力，全程采用低流速（0.3-0.8mL/min）啟動(dòng)，避免突然升壓導(dǎo)致柱床塌陷，壓力峰值不超過說明書規(guī)定的上限；二是避免溶劑突變，不同溶劑切換時(shí)需采用梯度過渡（如甲醇向THF切換時(shí)，按10%梯度逐步調(diào)整比例），防止溶劑極性突變引起填料溶脹不均；三是禁用禁忌溶劑，例如聚甲基丙烯酸酯類聚合柱忌用氯仿、二氯甲烷等鹵代烴溶劑，PS-DVB柱避免長(zhǎng)期接觸強(qiáng)堿性溶劑（pH>12）；四是再生后封存保護(hù)，短期不用時(shí)用純甲醇或乙腈封存，長(zhǎng)期儲(chǔ)存需定期更換封存溶劑（每3個(gè)月一次）。

再生效果評(píng)估需通過三項(xiàng)核心指標(biāo)驗(yàn)證：理論塔板數(shù)（較再生前提升50%以上為有效）、分離度（相鄰峰分離度恢復(fù)至1.5以上）及保留時(shí)間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD<2%）。若經(jīng)多次再生后，標(biāo)準(zhǔn)樣品的分離度仍低于1.0或柱壓持續(xù)升高超過新柱的50%，則表明色譜柱已無法有效再生，需更換新柱。

四、結(jié)語

聚合色譜柱的再生效果取決于污染類型判斷的準(zhǔn)確性與再生方法的適配性。日常使用中，應(yīng)建立“預(yù)防優(yōu)先、分級(jí)再生”的管理模式：通過樣品預(yù)處理（如過濾、萃取）減少污染物帶入，定期進(jìn)行輕度梯度洗脫維護(hù)；針對(duì)不同污染類型精準(zhǔn)選擇酶解、特異性溶劑等再生策略，并嚴(yán)格控制操作參數(shù)�？茖W(xué)的再生處理不僅可顯著降低實(shí)驗(yàn)室耗材成本，更能通過維持柱性能穩(wěn)定性保障分析數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性，為液相色譜分析工作的高效開展提供有力支撐。

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