混合型陽離子交換柱結合了陽離子交換和反相色譜的雙重保留模式,其操作方法需兼顧兩種機制的特性,具體步驟及關鍵要點如下:
一、操作前準備
柱子選擇
根據目標化合物性質(如pKa值、極性)選擇合適的混合型柱子。例如,強酸性磺酸基團柱適用于pKa2-10的堿性化合物(如胺類、磺胺類藥物)。
確認柱子基質(如苯乙烯-二乙烯基苯共聚物)和功能基團(如磺酸基團)的穩定性,確保在pH0-14范圍內和有機溶劑中不分解。
設備檢查
檢查色譜系統(如HPLC)的流速、壓力范圍是否匹配柱子要求(如不銹鋼柱最高壓力4500psi,玻璃柱3000psi)。
安裝保護柱以防止分析柱被污染或堵塞。
試劑準備
配制洗脫液(如酸性甲醇溶液、檸檬酸緩沖液)并脫氣、過濾(0.2-0.5μm濾膜),避免氣泡和顆粒干擾。
準備活化溶劑(如甲醇、水)和淋洗液(如含有機溶劑和緩沖鹽的混合液)。
二、操作步驟
柱子活化
目的:去除雜質,使固定相充分溶脹,確保柱效。
方法:
依次用甲醇(3-5倍柱床體積,流速1-5mL/min)和水(相同體積和流速)活化柱子。
若柱子長期未使用,需先用大量水沖洗,再用甲醇沖洗,最后保存在含50%甲醇的水溶液中。
樣品上樣
目的:使目標物與固定相結合,雜質隨流動相流出。
方法:
將樣品溶液以0.5-2mL/min的流速緩慢通過柱子,確保均勻接觸固定相。
若樣品濃度過高,需稀釋以避免超過柱子承載能力。
淋洗除雜
目的:去除與目標物性質不同但吸附在柱上的雜質。
方法:
選擇含有機溶劑和緩沖鹽的淋洗液(如5%甲醇水溶液),用量為3-5倍柱床體積,流速1-3mL/min。
避免目標物被洗脫下來,需優化淋洗液種類和比例。
目標物洗脫
目的:破壞目標物與固定相的相互作用,收集洗脫液。
方法:
選用高濃度酸/堿與有機溶劑的混合液(如酸性甲醇溶液)作為洗脫液,用量為2-4倍柱床體積,流速1-3mL/min。
收集洗脫液,避免洗脫過度導致目標物損失。
柱子再生與保存
目的:恢復柱子初始狀態,延長使用壽命。
方法:
先用大量水沖洗柱子,再用甲醇沖洗,最后保存在含50%甲醇的水溶液中,密封后置于合適溫度下。
若柱子被污染,可用1MNH?NO?或異丙醇等特殊溶液清洗。
三、關鍵注意事項
流速控制
避免流速過快導致柱效下降或固定相流失,流速過慢則延長分析時間。
調整流速時需逐步變化,防止填充床擾動。
pH與溫度限制
避免使用極端pH(如pH>6.5的堿性溶劑或pH<2.5的酸性溶劑)損壞硅膠基質柱子。
建議柱子在室溫至40℃以下使用,高溫可能降低穩定性。
洗脫液選擇
避免使用含水楊酸等分解產物的緩沖液,以免改變固定相性質。
洗脫液需新鮮配制,避免微生物污染或離子強度變化影響分離效果。
樣品預處理
過濾樣品以去除顆粒雜質,防止堵塞柱子。
若樣品與流動相極性差異大,需進行衍生化或稀釋處理。
四、應用場景示例
食品安全檢測:檢測牛奶中三聚氰胺(堿性化合物)時,使用混合型弱陽離子交換反相柱,通過陽離子交換和反相保留雙重模式實現高效分離。
藥物分析:分析血液中堿性藥物及其代謝物時,利用混合型強陽離子交換反相柱的雙重保留機制,提高分離效率和靈敏度。
環境監測:檢測水體中堿性污染物(如胺類化合物)時,通過優化洗脫條件實現目標物的快速洗脫和定量分析。