主题：【分享】高效液相色谱基础篇|关于手性色谱柱使用的小知识

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发表于：2024/10/14 10:49:45 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

今天我们聊一款分离不同对映体的特殊色谱柱-手性色谱柱，如果大家在实际使用过程中有遇到，可以参考。虽然我本人不怎么用，但也许有人会用到。

01.手性色谱柱的组成
1）色谱柱管：色谱柱管通常是由不锈钢制成管状结构，用于容纳填料。
2）填料：手性色谱柱的核心组成部分是手性固定相，这些固定相具有光学活性，能够与手性化合物发生特异性相互作用，从而导致不同对映体之间的分离。手性固定相可以是刷型、纤维素型、环糊精型、大环抗生素型或蛋白质型等。
02.手性色谱柱的分离机制
1）样品加载：待分离的手性化合物被注入到手性色谱系统中，随着流动相（通常是含有一定比例有机溶剂和极性溶剂的混合物）进入色谱柱。
2）手性识别：色谱柱内的手性固定相（CSPs）具有特殊的手性环境，能够识别并通过多种相互作用与手性化合物结合，这些作用包括氢键、偶极-偶极相互作用、π-π作用、静电作用、疏水作用等。
3）对映体分离：不同对映体与手性固定相的相互作用存在微小差异，导致它们在色谱柱中的迁移速度不同。这些差异使得不同对映体在通过色谱柱的过程中逐渐分离。
4）保留和洗脱：对映体与手性固定相之间的相互作用导致它们被保留在柱上的时间不同。通过改变流动相的组成（如增加有机溶剂的比例）或使用梯度洗脱，可以逐渐削弱对映体与手性固定相的相互作用，从而使对映体依次被洗脱出柱。5）检测与收集：随着对映体的洗脱，它们通过检测器进行检测，检测器根据分子的物理化学性质（如紫外吸收、荧光、质谱响应等）进行响应。根据实验需求，可以将特定时间洗脱的分子收集起来进行进一步分析。

03.手性色谱柱使用的注意事项

1）使用前：
a. 检查色谱柱完整性：在安装色谱柱之前，检查色谱柱是否有任何可见的损坏，如划痕、破碎的填料或损坏的柱接头。损坏的色谱柱可能会导致峰形异常或无法达到预期的分离效果。
b. 阅读说明书：仔细阅读色谱柱的使用说明书，了解色谱柱的pH稳定性范围、最大操作压力、溶剂兼容性等参数。这些信息对于确保色谱柱在最佳条件下运行至关重要。
c. 溶剂置换：新色谱柱或长时间未使用的色谱柱，需要用推荐溶剂进行充分的溶剂置换，以确保色谱柱达到最佳状态。通常，这涉及到使用一定比例的水和有机溶剂的混合物。
2）使用中：
a. 流动相选择：选择与色谱柱兼容的流动相，避免使用会引起固定相破坏的溶剂。例如，某些手性固定相对水敏感，可能需要避免高比例的水相。b. 样品溶解性：样品应溶解在与流动相组成相似的溶剂中，以减少样品在色谱柱上的保留时间差异。这有助于提高分离效率和重复性。
c. 色谱柱平衡：在开始进样前，用足够的流动相平衡色谱柱，确保色谱柱达到稳定状态。这对于获得可重复的分离结果至关重要。
d. 色谱柱温度：控制色谱柱的温度，因为温度的变化可能会影响分离效果。手性色谱柱通常对温度变化敏感，因此需要在恒定温度下操作。
e. pH控制：对于对pH敏感的手性化合物，需要调整流动相的pH值，以获得更好的保留和分离效果。pH值的变化可能会影响手性固定相的电荷状态，从而影响分离。（一般不超过7）
f. 色谱柱压力：避免超过色谱柱的最大使用压力，以防止柱床压缩或填料损坏。高压力可能会导致色谱柱性能下降或损坏。
3）使用后：
a. 柱子清洗：分析完成后，使用适当的溶剂清洗色谱柱，以去除可能吸附在柱上的样品或杂质。这有助于防止柱性能下降和交叉污染。
b. 柱子保存：短期内不使用色谱柱时，应将其保存在推荐的溶剂中，如100%甲醇或乙醇。这有助于防止固定相的干涸。
c. 记录使用情况：记录色谱柱的使用情况，包括分析的样品、使用条件和色谱柱表现，以便于追踪柱效和寿命。这对于计划维护和更换色谱柱非常重要。
4）其他注意事项：
a. 避免强酸碱：不要使用强酸性或强碱性的溶剂，因为这可能会破坏手性固定相。某些手性固定相可能对pH值非常敏感。
b. 避免高温：不要长时间在高温下使用色谱柱（如超过40℃），除非色谱柱说明书中特别指明可以承受高温。高温可能会加速固定相的降解。
c. 避免长时间储存：长时间储存可能会影响色谱柱的性能，建议定期使用和维护。定期的活动可以帮助维持色谱柱的活性和分离性能。

04.手性色谱柱使用的局限性

1）选择性限制：不同的手性色谱柱固定相对手性化合物的分离具有特定的选择性，可能不适用于所有类型的手性化合物。某些手性固定相可能只对特定类别的化合物有效，例如某些刷型固定相主要对芳香族化合物有效。
2）pH稳定性问题：手性色谱柱的固定相可能在极端pH值下不稳定。例如，在高pH值下，某些基于蛋白质的固定相可能会发生水解或变性。
3）溶剂兼容性：特定的手性固定相可能对某些溶剂敏感，如纤维素类固定相可能在含氯的溶剂中会脱落。
4）温度敏感性：手性色谱柱的性能可能受温度变化的影响，温度的升高或降低都可能影响分离效果。
5）柱压问题：手性色谱柱可能对流速敏感，流速的增加可能会导致柱压升高，影响分离效率。
6）成本问题：高质量的手性色谱柱通常成本较高，这可能会限制其在某些应用中的使用。

总结一下：

手性色谱柱是分析化学中的一种关键工具，专门用于分离分子的对映异构体。这些色谱柱内含具有光学活性的填料，能够通过氢键、偶极-偶极相互作用、π-π作用等多种机制，实现对手性分子的高效分离。

使用时，需要特别注意几个关键点。首先，使用前要检查色谱柱的完整性，并仔细阅读产品说明书，了解其操作参数，如pH稳定性范围和最大操作压力。其次，流动相的选择至关重要，需要与色谱柱兼容，避免使用可能破坏固定相的溶剂。使用后，适当的清洗和保存措施对于维持色谱柱的性能和延长使用寿命至关重要。需要避免使用强酸碱溶剂，控制色谱柱的使用温度，以及避免长时间储存以免影响性能。

尽管手性色谱柱在分离手性化合物方面非常有效，但它们也有一些局限性。例如，某些固定相可能对特定类型的化合物或溶剂敏感，限制了它们的应用范围。此外，手性色谱柱的成本通常较高，这可能限制了它们在一些成本敏感型应用中的使用。

综上，手性色谱柱是分离手性化合物的有效工具，但需要仔细的操作和维护，同时它们的应用也受到成本和兼容性的限制。

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