高效液相色譜柱柱壓升高的原因與解決方案深度解析!
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在液相色譜分析過(guò)程中，色譜柱柱壓是反映系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)之一。穩(wěn)定的柱壓是保證色譜分離效果和分析結(jié)果準(zhǔn)確性的重要前提。然而，在實(shí)際操作中，色譜柱柱壓升高是一個(gè)常見(jiàn)且令人困擾的問(wèn)題。它不僅會(huì)延長(zhǎng)分析時(shí)間、降低分析效率，還可能導(dǎo)致色譜峰變形、分離度下降，甚至損壞色譜柱和儀器設(shè)備。作為專(zhuān)業(yè)的色譜柱生產(chǎn)廠(chǎng)家，深入探究柱壓升高的原因并提供有效的解決方案，是我們助力用戶(hù)提升分析質(zhì)量和效率的重要責(zé)任。
一、色譜柱柱壓升高的原因分析
(一)系統(tǒng)因素
管路堵塞或彎折
液相色譜系統(tǒng)的管路在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，可能會(huì)因殘留的樣品雜質(zhì)、緩沖鹽結(jié)晶或微生物滋生等原因造成堵塞。此外，管路的過(guò)度彎折、扭曲也會(huì)增加流體的阻力，導(dǎo)致系統(tǒng)壓力升高。例如，在使用含有磷酸鹽緩沖鹽的流動(dòng)相后，如果沒(méi)有及時(shí)沖洗管路，磷酸鹽可能會(huì)在管路中結(jié)晶析出，逐漸堵塞管路，使柱壓不斷上升。注意：”在使用磷酸鹽緩沖液時(shí)，若流動(dòng)相中有機(jī)相比例超過(guò)70%（如乙腈/甲醇），或梯度洗脫切換速率超過(guò)5%/min，鹽類(lèi)易在混合點(diǎn)析出結(jié)晶，建議在方法中設(shè)置過(guò)渡梯度”
進(jìn)樣器故障
進(jìn)樣器中的定量環(huán)、六通閥等部件如果出現(xiàn)堵塞或密封不嚴(yán)的情況，會(huì)影響樣品的正常進(jìn)樣，導(dǎo)致壓力波動(dòng)和升高。比如，定量環(huán)內(nèi)部殘留的高濃度樣品或雜質(zhì)沒(méi)有清洗干凈，會(huì)逐漸堆積，阻礙液體流動(dòng)，進(jìn)而引起柱壓異常。
檢測(cè)器流通池堵塞
檢測(cè)器流通池是樣品經(jīng)過(guò)色譜柱分離后進(jìn)行檢測(cè)的部位，如果流通池內(nèi)有雜質(zhì)殘留或發(fā)生堵塞，會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的壓力。尤其是在檢測(cè)一些含有大分子物質(zhì)或高濃度樣品時(shí)，雜質(zhì)更容易在流通池內(nèi)沉積，造成柱壓升高。（”紫外檢測(cè)器流通池耐壓通常≤5MPa，而ELSD/CAD等霧化型檢測(cè)器流通池耐壓更低（通常≤3MPa），當(dāng)柱壓超過(guò)檢測(cè)器耐壓限值時(shí)可能引發(fā)連鎖性壓力異常”）。
(二)樣品因素
樣品未經(jīng)過(guò)濾或處理不當(dāng)
如果樣品在進(jìn)樣前沒(méi)有經(jīng)過(guò)有效的過(guò)濾、離心等前處理步驟，其中含有的不溶性顆粒、懸浮物或大分子雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入色譜柱，逐漸堵塞填料顆粒之間的空隙，導(dǎo)致柱壓升高。例如，在分析生物樣品(如血漿、細(xì)胞裂解液)時(shí)，未經(jīng)處理的樣品中可能含有大量的蛋白質(zhì)、細(xì)胞碎片等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)進(jìn)入色譜柱后會(huì)嚴(yán)重影響柱效和柱壓，生物樣品推薦使用0.45μm尼龍濾膜預(yù)過(guò)濾（如細(xì)胞培養(yǎng)液），最終進(jìn)樣前采用0.22μm PVDF濾膜；脂溶性樣品建議選用PTFE材質(zhì)濾膜。
樣品濃度過(guò)高
當(dāng)進(jìn)樣的樣品濃度過(guò)高時(shí)，在色譜柱內(nèi)會(huì)形成較大的濃度梯度，導(dǎo)致樣品分子在填料表面過(guò)度吸附和聚集，阻礙流動(dòng)相的正常流動(dòng)，從而使柱壓升高。而且高濃度樣品還可能導(dǎo)致色譜峰展寬、拖尾等問(wèn)題，影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，”當(dāng)樣品濃度＞10mg/mL時(shí)，建議稀釋至≤2mg/mL進(jìn)樣；可通過(guò)柱前在線(xiàn)稀釋或分流進(jìn)樣技術(shù)減少柱載樣量”。
(三)色譜柱因素
固定相流失與填料堵塞
色譜柱在使用過(guò)程中，固定相可能會(huì)發(fā)生一定程度的流失，尤其是在極端的pH條件、高溫或長(zhǎng)時(shí)間使用強(qiáng)洗脫能力的流動(dòng)相時(shí)，固定相的化學(xué)鍵合會(huì)受到破壞，導(dǎo)致固定相從硅膠表面脫落。脫落的固定相顆粒以及樣品中的雜質(zhì)會(huì)逐漸堵塞色譜柱填料的孔隙，使柱壓升高。此外，如果樣品中含有與固定相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，也會(huì)破壞固定相結(jié)構(gòu)，造成柱壓異常。”傳統(tǒng)單層C18柱在pH>8時(shí)硅膠易溶解，而雜化顆粒柱（如CSH系列）可耐受pH 1-12；封端處理可減少酸性條件下（pH<3）的固定相流失”。
柱床塌陷
柱床塌陷后，填料的均勻性被破壞，流體通過(guò)色譜柱的阻力增大，進(jìn)而引起柱壓升高。同時(shí)，柱床塌陷還會(huì)導(dǎo)致色譜峰變形、分離度下降等問(wèn)題。柱床塌陷主要由超過(guò)20MPa的瞬時(shí)壓力沖擊引發(fā)（如泵啟動(dòng)時(shí)未預(yù)加壓），現(xiàn)行HPLC柱普遍采用雙篩板結(jié)構(gòu)，抗震性能已顯著提升”
二、色譜柱柱壓升高的解決方案
(一)針對(duì)系統(tǒng)因素的解決方法
檢查和維護(hù)管路
定期檢查液相色譜系統(tǒng)的管路，確保管路連接緊密，無(wú)彎折、扭曲現(xiàn)象。在每次使用含有緩沖鹽的流動(dòng)相后，必須用高比例水相(如90%水-10%甲醇)沖洗管路至少30分鐘，以防止緩沖鹽結(jié)晶。如果發(fā)現(xiàn)管路堵塞，可以使用專(zhuān)用的管路清洗工具進(jìn)行沖洗，但要注意選擇合適的清洗溶液和濃度，避免對(duì)管路造成腐蝕，”PEEK管路禁用硝酸清洗（易氧化脆化），建議使用5%磷酸超聲清洗；不銹鋼管路可用0.1M NaOH超聲處理，但需在30分鐘內(nèi)完成防腐蝕”。
檢修進(jìn)樣器
定期對(duì)進(jìn)樣器進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，清洗定量環(huán)、六通閥等部件，確保進(jìn)樣系統(tǒng)的暢通。可以使用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑(如甲醇、乙腈)進(jìn)行多次沖洗，清除殘留的樣品和雜質(zhì)。如果進(jìn)樣器部件出現(xiàn)損壞，應(yīng)及時(shí)更換新的配件。
清洗檢測(cè)器流通池
當(dāng)懷疑檢測(cè)器流通池堵塞導(dǎo)致柱壓升高時(shí)，需要對(duì)流通池進(jìn)行清洗。首先關(guān)閉檢測(cè)器的光源，按照儀器說(shuō)明書(shū)的要求拆卸流通池，使用稀硝酸、氫氧化鈉或?qū)Ｓ玫那逑磩┻M(jìn)行浸泡和沖洗，然后用超純水反復(fù)沖洗干凈，最后重新安裝流通池并進(jìn)行調(diào)試。
(二)針對(duì)樣品因素的解決方法
加強(qiáng)樣品前處理
嚴(yán)格按照樣品前處理的操作規(guī)程，對(duì)樣品進(jìn)行充分的過(guò)濾、離心等處理。對(duì)于生物樣品，可以使用0.22μm或0.45μm的濾膜進(jìn)行過(guò)濾，去除不溶性顆粒和大分子雜質(zhì);對(duì)于固體樣品，在溶解后也需要進(jìn)行過(guò)濾處理。此外，還可以根據(jù)樣品的性質(zhì)，采用萃取、固相萃取等方法進(jìn)一步凈化樣品，減少雜質(zhì)對(duì)色譜柱的影響。
稀釋樣品
如果樣品濃度過(guò)高，應(yīng)適當(dāng)稀釋樣品，使其濃度在合適的范圍內(nèi)。在稀釋樣品時(shí)，要選擇與流動(dòng)相兼容的溶劑，并且注意稀釋倍數(shù)的準(zhǔn)確性，以保證分析結(jié)果的可靠性。同時(shí)，在進(jìn)樣前可以進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定最佳的樣品濃度和進(jìn)樣量。
(三)針對(duì)色譜柱因素的解決方法
修復(fù)或更換色譜柱
如果色譜柱柱壓升高是由于固定相流失或填料堵塞引起的，可以嘗試對(duì)色譜柱進(jìn)行再生處理。反沖色譜柱時(shí)有機(jī)相比例需逐步提升：先用50%甲醇沖洗10柱體積，再梯度升至100%異丙醇（比乙腈溶解性強(qiáng)40%）反向沖洗20柱體積，以溶解和去除堵塞在填料孔隙中的雜質(zhì)和殘留的固定相。但如果色譜柱損壞嚴(yán)重，經(jīng)過(guò)再生處理后柱壓仍然無(wú)法恢復(fù)正常，則需要更換新的色譜柱。
（四）其他因素的解決方案
?1. 溫度敏感性?
柱溫每升高1℃，柱壓下降約0.5MPa。若發(fā)現(xiàn)壓力異常波動(dòng)，需核查柱溫箱控溫精度（要求±0.5℃以?xún)?nèi)）。
2. 過(guò)濾頭維護(hù)?
在線(xiàn)過(guò)濾器建議每200次進(jìn)樣更換濾芯，使用316L不銹鋼濾芯（孔徑2μm）壽命延長(zhǎng)2倍” ?。
3. 柱效監(jiān)控?
當(dāng)柱壓升高伴隨柱效（N值）下降＞20%，提示發(fā)生不可逆柱床破壞，需立即停用。
色譜柱柱壓升高是液相色譜分析中常見(jiàn)的問(wèn)題，其原因涉及系統(tǒng)、樣品和色譜柱等多個(gè)方面。恒譜生作為專(zhuān)業(yè)的色譜耗材生產(chǎn)廠(chǎng)家，我們不僅致力于生產(chǎn)高品質(zhì)、高性能的色譜柱產(chǎn)品，更希望通過(guò)深入分析問(wèn)題的原因并提供全面、有效的解決方案，幫助用戶(hù)解決實(shí)際操作中遇到的難題。我們始終關(guān)注色譜技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能和服務(wù)質(zhì)量。如果您在使用色譜柱過(guò)程中遇到任何問(wèn)題，歡迎隨時(shí)與我們聯(lián)系，我們將為您提供專(zhuān)業(yè)的技術(shù)支持和優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)，共同推動(dòng)色譜分析技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。
發(fā)布于: 2025-05-22