Колонна хроматографии является основным компонентом системы хроматографического анализа, способ заполнения которой напрямую влияет на эффективность разделения, пиковую симметрию и срок службы колонны. Разумный процесс наполнения должен учитывать характеристики наполнителя, однородность наполнения, стабильность цилиндрического слоя и последующие потребности в использовании. Ниже подробно описывается процесс заполнения хроматографической колонны и технические моменты из трех аспектов: обработка перед заполнением, метод наполнения и обработка после заполнения.

I. Обработка перед наполнителем

1. Выбор и обработка наполнителей

- Размер и распределение гранул: в соответствии с хроматографическим режимом (например, HPLC, GC) выберите наполнитель подходящего диаметра частиц (обычно 3 - 50 мкм), узкое распределение диаметра частиц (например, PDI < 1.2) повышает однородность наполнения.

- Обработка поверхностей: наполнители на основе силикона должны регулировать pH, чтобы избежать электростатической адсорбции; Гидрофобные наполнители C18 должны быть предварительно пропитаны метанолом или ацетонитрилом, чтобы уменьшить воссоединение.

- удаление пузырьков и дисперсия: суспензия наполнителя требует ультразвуковой дегазации, чтобы избежать образования дырок во время наполнения; Высокая вязкость равномерного раствора может добавлять соответствующее количество поверхностно - активных веществ (таких как изопропиловый спирт) для улучшения дисперсии.

2. Предварительная обработка хроматографических колонн

- Очистка и сушка: цилиндрические трубы должны быть очищены растворителями, такими как метанол и толуол, для удаления металлических стружек или масла, после чего азот дует или высыхает в вакууме.

- Торцевая обработка: шероховатость входов и выходов колонн должна быть ниже 0,1 мкм, чтобы предотвратить утечку наполнителя; Для повышения герметичности можно наносить инертные покрытия, такие как полиамид.

II. Способ наполнения

Влажное наполнение (Slurry Packing)

- Приготовление однородным раствором: наполнитель смешивается с растворителем (например, метанолом / водой, ацетонитрилом / водой), образуется суспензия с твердым содержанием 5 - 30%, ультразвуковые колебания 10 - 30 минут обеспечивают равномерное рассеивание.

- Заполнение насосом постоянного тока: равномерный раствор вводится в цилиндрическую трубу через насос постоянного тока высокого давления, скорость потока обычно составляет 5 - 20 мл / мин, а давление столба контролируется на уровне 60 - 120 бар. Во время наполнения необходимо непрерывно стучать по стенке колонны, выпускать пузырьки и способствовать плотному накоплению наполнителя.

- Градиентная разгрузка давления: медленное снижение скорости потока до 0,1 мл / мин после завершения наполнения, поддержание в течение 10 - 15 минут для стабилизации конструкции столбчатого слоя.

Slurry - Effluent Packing (Равномерная загрузка)

- Динамическое равновесное наполнение: насос в колонну синхронно с суспензией наполнителя и замещающей жидкостью (например, чистым растворителем) с использованием разности плотности для достижения стратифицированного осаждения. Например, наполнители C18 могут быть заменены метанолом, а силиконовые наполнители должны соответствовать полярности растворителя.

- Контроль температуры: нагрев до 40 - 60°С снижает вязкость растворителя и ускоряет осаждение наполнителя; После охлаждения до комнатной температуры затвердевает столбовой слой, чтобы избежать теплового расширения, ведущего к растрескиванию.

Сухое наполнение (Dry Packing)

- Применимый сценарий: в основном используется для крупнозернистых наполнителей (например, 50 - 200 мкм) или специальных морфологических наполнителей (например, цельных колонн).

- Гравитационное осаждение: наполнитель медленно заливается в трубу колонны, стучит по стенке колонны и дополняется вибрационным столом, так что наполнитель естественным образом плотно накапливается; Сверху помещается пористое сито, которое затем отжимается до 5 - 10 бар.

III. ПОСЛЕ ЗАПОЛНЕНИЯ

1. Обнаружение и коррекция колонок

- Оптический контроль: равномерность слоя колонны с помощью линзы или сканирующего зеркала, при наличии трещин или каналов, требует переделки и перезагрузки.

- испытание на скорость потока: промывание колонны чистым растворителем, регистрация противодавления; Идеальное давление колонны должно быть близко к теоретическому значению (например, теоретическое значение падения давления колонны HPLC на уровне 10%), а аномальное повышение указывает на дефект наполнения.

2. Оценка эффективности столба

- Стандартная проверка продукции: инъекция мелких молекулярных веществ, таких как нафталин, бензол и т.д., расчет числа тарелок башни (N > 10000 / м) и коэффициента асимметрии (As < 1.5) для обеспечения того, чтобы слой колонны не имел канав или мертвых зон.

- Долгосрочное испытание на устойчивость: 100 - 200 последовательных проб, мониторинг изменения времени удержания и пиковой площади, оценка плотности замка наполнителя и стойкости к загрязнению.

3. Хранение и сохранение

- Блокирование на обоих концах: герметизация цилиндрических труб специальными заглушками для предотвращения попадания загрязняющих веществ; Долгосрочное хранение должно храниться в растворителе, содержащем консерванты (например, 0,05% азида натрия).

- Экологический контроль: светозащита сохраняется при постоянной температуре (15 - 25°C) окружающей среды, силиконовые колонны должны быть строго влагонепроницаемыми, а антифазные колонны избегают замораживания, приводящего к разрушению конструкции наполнителя.

IV. Элементы заполнения специальных наполнителей

1. Ручные хроматографические колонны: ручные наполнители с покрытием должны заполняться в инертной атмосфере, чтобы избежать окисления инактивации; Связанные наполнители должны контролировать загрузку pH, чтобы предотвратить выпадение состава.

2. Капиллярная электрохроматографическая колонка: наполнение с использованием полимеризации на месте или электрофореза, требует точного контроля интенсивности электрического поля (например, 50 - 200 В / см) и состава буфера.

3. Колонна хроматографии сверхвысокого давления (UHPLC): При использовании суб2 - мкм наполнителя должна быть оборудована колонной с напряжением 1200 бар или более, а при наполнении используется сверхкритическая жидкость (например, CO2b) для вспомогательного уплотнения.