了解离子色谱柱的分类与维护方法

离子色谱柱是一款高容量氢氧根体系色谱柱，用于分析疏水性离子（包括多磷酸盐，硫氰酸盐, 硫代硫酸盐, 高氯酸盐） 和多价阴离子（包括多磷酸盐和聚羧酸锌）。

离子色谱柱一般比常规高效液相色谱分析柱价格要贵很多，但如果正常使用，离子色谱柱也可以有很长的使用寿命，因此对离子色谱的维护和清洗十分重要。

一、阴离子交换色谱柱

1.操作压力

离子交换色谱柱的操作压力不能超过，色谱柱说明书中有规定的大压力，否则会造成色谱不可逆损失。

2.色谱柱的启动

采用标准淋洗液（一般指等淋洗条件）使淋洗达到平衡后，进行色谱标准阴离子的测试分离度和重现性。

3.色谱柱的贮放

一般情况下，可以采用标准淋洗液作为贮放液，长期贮放需要将色谱柱两端密封。但对于非抑制型离子色谱柱或早期的抑制型离子色谱柱，由于所用淋洗液比较接近中性，用淋洗液贮放易于长霉，因此需要用高pH的溶液（如0.1 M NaOH）作贮放液，或者的淋洗液中加入防霉剂（如叠代氮）作贮备液。

4.色谱柱的清洗

对于阴离子色谱，通用有三种清洗方式，分别用于清洗酸溶性、碱溶性或有机污染物，在清洗过程中必须要确保严格按照清洗过程进行，否则会引起色谱柱的局部高压而损坏色谱柱。对于有机溶剂清洗色谱柱，需要逐步减少有机溶剂的量以避免由于混和而造成的流动相粘度的变化。

(1)选择合适的清洗溶剂

a.      对低价亲水污染物：用10倍的淋洗液；

b.      对高价亲水污染物：用1到3M的盐酸作淋洗液；

c.      对金属污染物：会引起色谱峰不对称性，如铁离子会引起硫酸根和磷酸根的拖尾，铝会引起磷酸根回收率降低，可采用络合剂酸类，如0.2M 草酸;

d.      有机污染物：有机污染物会引起色谱柱效降低，可以采用兼容的有机溶剂清洗，有时也可以采用高浓度的盐酸与有机溶剂混合清洗则更为有效，如200mM盐酸和80%乙腈，但要注意这种溶液要混合立即使用，长时间混合会造成酸的分解并且损坏色谱柱。要特别注意色谱柱有机兼容性，如果该色谱柱只能对15%的有机溶剂兼容，这时有机溶剂浓度就不能超过15%。

(2)清洗过程

a.      配制500mL合适的清洗溶液；

b.      断开抑制器中，分别清洗保护柱和分离柱，如果分离柱和保护柱串联清洗，则将保护柱接在分离柱之后；

c.      设置流速对2mm色谱柱采用0.5mL/min,而对4mm色谱柱采用1mL/min；

d.      用二次去离子水冲洗色谱柱15分钟；

e.      用清洗液清洗色谱柱60分钟；

f.       用二次去离子水冲洗色谱柱15分钟；

g.       连接抑制器，用淋洗液平衡色谱柱。.

二、阳离子交换色谱柱

阳离子色谱柱的操作压力，启动和贮放基本与阴离子色谱柱相似，一般阳离子色谱贮放液均采用淋洗液，但于羧酸型阳离子色谱柱，为了避免色谱固定相产生酯不能采用醇类作为流动相成分，一般也不用碱作为流动相成分，特别是硅胶型基质的固定相。

1．色谱柱的清洗

对于色谱柱的清洗，主要分两种情况

(1)高价阳离子和酸溶性组分的清洗

a.       配制1M HCl清洗液（注意不能用硝酸代替盐酸，硝酸不能有效去除铁离子，也不以用醇或碱溶液）;

b.       断开抑制器，如果系统含有保护柱和分离柱，将保护柱接在分离柱之后;

c.       设置泵的流速对4mm色谱柱为1.0 mL/min，对2mm色谱柱为0.5mL/min;

d.       用10 mM HCl冲洗色谱柱15分钟;

e.       用清洗液（1 M HCl）通色谱柱60分钟;

f.       用10 mM HCl冲洗色谱柱;

g.       用淋洗液平衡色谱柱30分钟;

h.       重新连接抑制器到色谱柱和保护柱;

(2)亲脂性阳离子和有机污染物

a.       断开抑制器，将色谱柱直接与泵相连;

b.       设置泵的流速对4mm色谱柱为1.0 mL/min，对2mm色谱柱为0.5mL/min;

c.       如果对梯度泵分别设置100 mM HCl和90%乙腈，用梯度清洗色谱柱，如果没有梯度泵则分别用这两种清洗液清洗色谱柱;

d.       重新连接色谱柱，用淋洗液重新平衡色谱柱。

三、离子排斥色谱柱

1.色谱柱保护

色谱柱的操作压力，一般情况下离子排斥色谱柱的操作压力不是很高，因此要注意色谱柱的大压力和大流速，以免造成色谱柱不可逆损失。

色谱柱的启动，对于新的色谱柱或者色谱柱长期不用，用淋洗液冲洗20分钟，清除色谱固定相中的聚合物，以保护抑制器不被损坏。按测试色谱条件测试离子排斥色谱柱的分离度和重现性。

2.色谱柱的贮放

对于长期贮放离子排斥色谱柱，需要用贮备液冲洗色谱柱10分钟，拧紧色谱柱两封口中。

3.色谱柱的清洗

(1)色谱柱的清洗溶液

a.      铁离子污染会降低色谱峰高，可以用2至5 mM的柠檬酸清洗，如果仍有污染，可以用其它络合物酸如草酸来清洗；

b.      有机污染物：可以用5%有机溶剂的清洗，高不超过15%的有机溶剂，同时也可在有机溶剂中加入5至10 mM HCl，通用的清洗溶液为在10%乙腈中含5 mM七氟丁酸。

(2)色谱柱的清洗过程

a.      配制500mL清洗溶液;

b.      将抑制器与分离柱断开;

c.      设置泵的流速为0.5 mL/min;

d.      清洗溶液清洗色谱柱60分钟;

e.      如果进行梯度泵清洗，可以在30分钟后达到高的有机溶剂浓度，清洗30分钟后，逐步减少有机溶剂的浓度;

f.       重新连接抑制器;

g.      用常规淋洗液平衡色谱柱进行正常操作。

四、离子对色谱柱

1.色谱柱的保护

色谱柱操作压力不能超过大压力，需要控制压力和流速。

开始使用前，用淋洗液冲洗平衡色谱柱，用标准溶液检查色谱的分离度和重现性。

2.色谱柱的贮放

对于长期贮放离子排斥色谱柱，需要用贮备液冲洗色谱柱10分钟，拧紧色谱柱两封口中。

3.色谱柱的清洗

(1)色谱柱的清洗溶液

a.      高浓度的氢氧化物溶液如10倍的淋洗液用于去除低价亲水性污染物;

b.      用1至3 M HCl去除高价亲水性离子;

c.      金属污染物会影响色谱峰形/改变被测物的回收率。如铁的污染会导致多聚磷酸盐的峰高减少，然而通过连接注射多聚磷酸样品，可以去除铁离子，也可以用1至3M HCl去除金属污染物，如果用酸处理仍不能除去污染物，可以采用螯合剂如0.2 M 草酸来处理;

d.      有机污染物指非离子化合物或亲脂性化合物，可以采用兼容的有机溶剂去除;

e.      在用有机溶剂清洗的同时，也可以加入高浓度的酸如1至3M盐酸，用酸来抑制电离及污染物与树脂之间的相互作用。通用的清洗溶液为200mM HCl和80%乙腈，溶液配制后立即使用，因为乙腈在酸性长期贮存条件下会分解。

(2)色谱柱的清洗过程

a.      配制500mL适合的清洗溶液；

b.      断开抑制器，将保护柱接在分离柱之后；

c.      设置泵的流速，对2mm色谱柱选用0.5 mL/min的流速，4mm的色谱柱选用1mL/min的流速；

d.      在去离子水和80%乙腈冲洗色谱柱15分钟；

e.      清洗色谱柱60分钟；

f.       再用去离子水和80%乙腈冲洗色谱柱15分钟；

g.      重新连接色谱柱和抑制器，平衡后进行正常操作。