尺寸排阻色譜柱(Size Exclusion Chromatography Column,簡(jiǎn)稱SEC柱),又稱凝膠過(guò)濾色譜柱(GFC)或凝膠滲透色譜柱(GPC),是一種基于分子大小差異實(shí)現(xiàn)分離的液相色譜技術(shù)核心組件,廣泛應(yīng)用于生物大分子(如蛋白質(zhì)、多肽、核酸)、合成高分子(如聚合物、PEG)及納米顆粒的純化、分子量分布測(cè)定與結(jié)構(gòu)分析。
其分離原理不依賴于化學(xué)吸附或分配作用,而是利用多孔填料(固定相)的篩分效應(yīng):當(dāng)樣品隨流動(dòng)相流經(jīng)色譜柱時(shí),較小分子可進(jìn)入填料微孔內(nèi)部,路徑長(zhǎng)、保留時(shí)間久;而大分子因體積過(guò)大被排阻在孔外,直接隨流動(dòng)相快速流出。因此,分子按從大到小的順序依次洗脫,實(shí)現(xiàn)按流體力學(xué)體積(或斯托克斯半徑)的分離。
以下是尺寸排阻色譜柱具體問(wèn)題及解決方法:
1、柱效下降
現(xiàn)象:峰形變寬、分岔、分離度下降。
原因:
樣品與流動(dòng)相未過(guò)濾,雜質(zhì)堵塞柱子。
進(jìn)樣量超過(guò)柱體積的5%,或樣品濃度過(guò)高、粘度大,產(chǎn)生“指形效應(yīng)”。
流動(dòng)相含有有機(jī)溶劑,導(dǎo)致柱效下降。
解決方法:
使用合適的溶劑沖洗柱子,如參考說(shuō)明書(shū)或操作手冊(cè)進(jìn)行沖洗操作。
控制進(jìn)樣量和樣品濃度,保證樣品粘度與流動(dòng)相一致。
確保流動(dòng)相充分混合均勻后再進(jìn)行分析。
2、柱壓升高
現(xiàn)象:柱壓超過(guò)正常范圍,可能伴隨流速下降。
原因:
柱頭篩板堵塞,可能是由于流動(dòng)相未過(guò)濾或?yàn)V膜孔徑過(guò)大導(dǎo)致固體雜質(zhì)滯留。
填料被污染,可能是由于樣品中的非特異性吸附組分累積。
鹽晶體析出,使用高濃度緩沖液后沖洗不徹d。
解決方法:
對(duì)于柱頭篩板堵塞,可以采用反沖的方法去除堵塞物,或?qū)⒘鞒鲆后w直接排至廢液桶防止二次污染。
對(duì)于填料被污染,可以卸下柱頭螺絲,挖出柱內(nèi)前段被污染的填料,用相同的柱填料重新填入,仔細(xì)修復(fù)后重新安裝上柱頭螺絲。
對(duì)于鹽晶體析出,用10%的甲醇/水沖洗色譜柱使柱內(nèi)鹽全部溶解,再換高濃度甲醇。
3、保留時(shí)間漂移
現(xiàn)象:保留時(shí)間不重現(xiàn),可能影響峰面積的重現(xiàn)性。
原因:
流動(dòng)相未完q混勻,導(dǎo)致洗脫強(qiáng)度變化。
流速或壓力不穩(wěn)定,可能是儀器泵液系統(tǒng)產(chǎn)生漏液或故障。
色譜柱使用條件超出范圍,如pH值、溫度、壓力等。
解決方法:
確認(rèn)流動(dòng)相是新鮮配制的,比例沒(méi)有錯(cuò)誤。
確認(rèn)色譜條件在色譜柱使用范圍之內(nèi)。
觀察色譜峰形、柱效變化情況,確認(rèn)色譜柱是否被污染,如果確定色譜柱污染,可嘗試使用適當(dāng)溶劑沖洗。
如果使用梯度洗脫方法,請(qǐng)確認(rèn)平衡時(shí)間足夠長(zhǎng)。
4、峰形異常
現(xiàn)象:出現(xiàn)鬼峰、毛刺峰等。
原因:
鬼峰:可能是溶劑與流動(dòng)相差異導(dǎo)致的基線波動(dòng),或系統(tǒng)中有雜質(zhì)。
毛刺峰:柱身中進(jìn)了空氣。
解決方法:
對(duì)于鬼峰,通過(guò)排除法(如進(jìn)空白溶劑、換柱子等)找到雜峰、鬼峰的來(lái)源并解決。
對(duì)于毛刺峰,通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間低流速的流動(dòng)相沖洗去除氣泡。
5、污染與壽命縮短
現(xiàn)象:色譜柱性能下降,壽命縮短。
原因:
樣品和流動(dòng)相中的雜質(zhì)堵塞柱子。
在不適當(dāng)?shù)膒H值、緩沖液種類或鹽濃度下操作。
在極d溫度或壓力條件下使用。
解決方法:
樣品與流動(dòng)相進(jìn)樣前必須過(guò)濾,流動(dòng)相建議現(xiàn)配現(xiàn)用。
嚴(yán)格按照操作規(guī)程使用和維護(hù)色譜柱,避免在不適當(dāng)?shù)臈l件下操作。
定期用強(qiáng)溶劑沖洗色譜柱,清除保留在柱內(nèi)的雜質(zhì)。