[科普中国]-老化色谱柱

当前气相色谱柱的制备技术己经逐渐发展为商业公司各自专有的工艺，其过程大致相同，对于气-液色谱柱来讲，一般包括合成固定相，配置涂敷溶液，对柱管内壁进行处理，采用静态或者动态方式涂敷，最后进行化学交联和老化。装好的柱子，需要在适宜的老化温度下进行老化，老化的作用是除去残余的溶剂，并且使固定液膜更为均匀。

老化色谱柱色谱柱的研制和开发是很多研究机构和专业公司一直关注的热点，主要有合成新型的固定相，探索新的制备技术，提高色谱柱的各项性能，以及开发色谱柱的应用等等。当前气相毛细管柱的制备技术己经逐渐发展为商业公司各自专有的工艺，其过程大致相同，对于气-液色谱柱来讲，一般包括合成固定相，配置涂敷溶液，对毛细管内壁进行处理，采用静态或者动态方式涂敷，最后进行化学交联和老化1。

填充柱的老化制备一个填充柱色谱柱，需要选择合适的柱管，决定固定相俗称填料的种类，以及用于固定填料的填充物，如玻璃毛、石英棉、或者金属网等。最常用的柱管是不锈钢柱管和玻璃柱管，不锈钢柱管以其耐用，绕制方便成为柱管的首选材料，但是对于极性物质有吸附作用，这需要更惰性的玻璃柱管来替代。现在也可以选择加工更为复杂的内衬玻璃层不锈钢柱管，或者经过各种新的钝化技术处理的不锈钢柱管，据报道有的不锈钢柱管可以达到玻璃或者石英的惰性。另外，对于一些吸附活性极强的样品，尤其是低浓度的分析，经常使用聚四氟材质柱管，如在分析ppm级的H2S气体等。

确定色谱柱柱管之后，需要选择的是固定相的种类，根据分析样品的特点，决定使用吸附剂还是涂敷固定液的担体作为固定相。常用于气-固色谱柱的吸附剂有氧化铝，硅胶，多孔聚合物、分子筛、碳基材料等。可以作为固定液用于气-液分配色谱柱的物质很多，已被采用的有近千种，而且不断有新型的应用出现，如手性固定液，离子液体等。

填充色谱柱时需要注意：填充要求均匀，紧密防止载体破碎填充时要缓慢匀速。在长期的装柱操作中，推荐使用减压法来装填。将真空泵抽气口用胶皮管连接到己经填好堵头的色谱管的尾端，中间最好连接缓冲的安全瓶。柱头连接合适的漏斗，便于装填固定相。打开真空泵，在负压的带动下，一边轻轻敲打柱管，一边不断地从漏斗上添加固定相，直到装柱完毕，用玻璃棉等塞好柱头。装好的柱子，需要在适宜的老化温度下进行老化，老化的作用是除去残余的溶剂，并且使固定液膜更为均匀。为了防止不断挥发的溶剂，老化时最好不要连接检测器。老化时的升温速率应该缓慢，气流需要控制的比正常使用低一些，需要注意的是老化温度不能高于固定液的最高耐温，但是要高于正常分析时的柱温。

毛细管柱的老化王东新、Malik等人的研究工作较为系统和广泛。他们陆续报道了非极性的二甲基硅氧烷，极性的聚乙二醇-丙二醇等多种固定相的溶胶-凝胶法制备方法，并对制备的色谱柱进行了评价和测试。溶胶-凝胶法制备色谱柱的一般过程如下：首先用二氯甲烷等溶剂清洗石英毛细管后通氮气干燥备用。配置合适的溶胶溶液体系，体系中包含醇盐类的反应前驱物如甲基，三甲氧基硅烷或四甲氧基硅烷等，含有端轻基的固定相高分子、三氟乙酸溶液作为催化剂、聚甲基氢基硅氧烷，选择合适的溶剂，混合，离心分离除去可能的沉淀物。然后用氮气将该溶胶体系匀速压入毛细管，充满以后保持一定的时间，再用氮气吹出余液，氮吹30min，最后通氮气程序升温老化固化。其中主要的化学反应过程有，第一步体系中前驱物在催化剂的作用下发生水解反应生成活性分子，活性分子缩聚形成具有偶联作用的低聚物第二步为具有偶联作用的低聚物和含有端轻基等活性基团的目标固定相分子的缩合最后，带有偶联分子的固定相分子被键合到色谱柱的内壁，同时色谱柱内壁富余的表面轻基被去活试剂封端灭活。

赵国宏等在2002年报道了液相沉积法制备Al2O3-PLOT细管柱。目前，己有的制备方法一般使用高黏度溶液，如添加胶粘剂等办法来调节溶液黏度，调配氧化铝微粒的悬浮液并且在涂敷过程中利用胶黏剂的黏结性能将氧化铝微粒黏结在毛细管内壁。这种制备方法成功率低，导致色谱柱的成本偏高而且，在高温老化过程中胶粘剂容易发生分解，因此这种方法制备好的氧化铝柱的缺点是氧化铝颗粒容易脱落，尤其是在较高温度下更为明显，影响色谱分离甚至污染堵塞检测器，为此很多研究者在不断努力改进制备方法2。

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梁志宏 - 副教授 - 中国农业大学