微徑填充柱是一種結合填充柱與毛細管柱優勢的氣相色譜(GC)分析工具,其核心在于采用小內徑柱管(通常小于1mm,如0.25mm、0.53mm、0.75mm等)并填充微小顆粒填料(粒徑50-120µm),兼具高效分離與高樣品容量特性。
微徑填充柱的柱管多由不銹鋼或熔融石英制成,內壁經惰性處理(如Siltek®涂層或SilcoSmooth®技術),可減少活性位點,避免樣品吸附或分解,確保分析重現性。其填料粒徑遠小于傳統填充柱(60-80目,約250-300µm),更小的顆粒有助于提升柱效,同時柱管內徑大于毛細管柱(通常≤0.32mm),平衡了分離效率與樣品容量。
微徑填充柱的維護保養方法:
一、使用前準備與規范操作
樣品預處理
過濾樣品:使用0.22-0.45μm濾膜去除顆粒雜質,避免填料堵塞或柱頭污染。
調整溶劑:確保樣品溶劑與流動相兼容,避免因溶劑強度差異導致填料塌陷或峰形畸變。
控制進樣量:微徑柱樣品容量低,需根據柱效和填料類型嚴格限制進樣量(如碳分子篩填料建議單次進樣<1μL)。
安裝與連接
避免機械損傷:安裝時輕拿輕放,防止柱體彎曲或碰撞;使用專用柱切割器確保切口平整,減少死體積。
正確插入深度:根據儀器型號調整柱在進樣口中的插入深度(通常針尖與柱入口相距1-2cm),避免過度插入導致柱頭磨損。
擰緊力度控制:用手擰緊柱螺母至無法繼續轉動后,再用扳手輕擰1/4圈,防止石墨墊圈斷裂或漏氣。
二、使用中維護
流速與壓力管理
緩慢調節流速:避免柱壓驟變(如從0直接升至工作流速),防止填料被沖散或柱床塌陷。
監控壓力變化:若壓力持續升高,可能因填料污染或柱頭堵塞,需及時清洗或更換保護柱。
溫度控制
避免超溫使用:根據填料類型設定最高使用溫度(如碳分子篩填料上限為330℃),超溫會導致填料分解或柱效下降。
程序升溫速率:升溫速率控制在2-4℃/min,防止填料因熱應力不均而破裂。
流動相管理
逐步改變溶劑組成:反相色譜中,避免直接從有機溶劑切換至純水(或反之),需通過梯度洗脫逐步過渡。
過濾流動相:使用0.22μm濾膜過濾,去除顆粒雜質;含緩沖鹽的流動相需現用現配,避免鹽析出堵塞柱體。
三、使用后清洗與保存
清洗流程
反相柱:用含10-30%有機相(如甲醇或乙腈)的水溶液沖洗1小時,再梯度增加有機相比例至100%,最終保留在高有機相中。
正相柱:依次用正己烷(或庚烷)、二氯甲烷、甲醇沖洗,再以相反順序沖洗,所有溶劑需嚴格脫水。
特殊填料柱:如氨基鍵合柱需避免含羰基化合物(如丙酮、乙酸乙酯),防止希夫縮合反應破壞固定相。
保存條件
填充溶劑:反相柱保存于乙腈或甲醇中,正相柱保存于正己烷:異丙醇(90:10)混合液中。
密封防揮發:擰緊柱接頭,防止溶劑揮發導致填料干燥開裂;避免將緩沖溶液留在柱內過夜。
短期保存:若頻繁使用,可短期保存于流動相中(不加緩沖鹽或酸堿),但需定期沖洗防止微生物滋生。
四、定期維護與故障處理
柱效監測
定期運行空白試驗:通過程序升溫(如10℃/min從50℃升至最高使用溫度)檢測柱流失,觀察基線穩定性。
對比色譜圖:若出現色譜峰拖尾、分裂或保留時間漂移,可能因填料污染或柱頭塌陷,需及時處理。
柱頭修復
填料塌陷處理:擰開柱接頭,取出1-2mm污染填料,用同規格新填料修補并壓平,再更換新篩板。
燒結濾片清洗:若壓力升高因濾片堵塞,可取出濾片用超聲清洗或更換新濾片。
保護柱更換
保護柱作用:過濾流動相和樣品中的顆粒雜質,延長分析柱壽命。
更換時機:當保護柱壓力顯著升高(如超過初始壓力的20%)或峰形變壞時,需及時更換(通常可分析50-100次樣品)。