目的:为规范实验室内色谱柱的正确使用,以保证色谱柱的使用寿命,特制定本规程。范围:QC实验室气相、液相色谱柱。
职责:QC部门负责起草,色谱柱管理员负责色谱柱的申购、接收、发放、和废弃。
依据:《中国药典》(2020年版)
《中国药品检验标准操作规范》(2010年版)
1 色谱柱的分类
色谱柱分为高效液相色谱柱和气相色谱柱。
1.1高效液相色谱柱通常分为正相色谱柱和反相色谱柱,以C18柱最为常用。
1.1.1反相色谱柱:以键合非极性基团的载体为填充剂填充而成的色谱柱。常见的载体有硅胶、聚合物复合硅胶和聚合物等;常用的填充剂有十八烷基硅烷键合硅胶、辛基硅烷键合硅胶和苯基键合硅胶等。
1.1.2正相色谱柱:用硅胶填充剂,或键合极性基团的硅胶填充而成的色谱柱。常见的填充剂有硅胶、氨基键合硅胶和氰基键合硅胶等。氨基键合硅胶和氰基键合硅胶也可用作反相色谱柱。
1.1.3 离子交换色谱柱:用离子交换填充剂填充而成的色谱柱。有阳离子交换色谱柱和阴离子交换色谱柱。
1.1.4 手性分离色谱柱:用手性填充剂填充而成的色谱柱。
1.2 气相色谱柱为填充柱或毛细管柱。
1.2.1填充柱:材质为不锈钢或玻璃,内径为2~4mm。柱长为2~4m,内装吸附剂、高分子多孔小球或涂渍固定液的载体,粒径为0.18~0.25mm,0.15~0.18mm或0.125~0.15mm。常用载体为经酸洗并硅烷化处理的硅藻土或高分子多孔小球,常用固定液有甲基聚硅氧烷、聚乙二醇等。
1.2.2毛细管柱:材质为玻璃或石英,内壁或载体经涂渍或交联固定液,内径一般为0.25mm、0.32mm或0.53mm,柱长5~60m,固定液膜厚0.1~5.0μm,常用的固定液有甲基聚硅氧烷、不同比例组成的苯基甲基聚硅氧烷、聚乙二醇等。
2 色谱柱的申购
2.1 购买前准备
QC科根据检验需求提出购买色谱柱,由使用人员了解所检验的化合物的物理及化学性质,如所含化合物的数目、化合物的化学结构(*能官**团)、化合物的分子量、化合物的pKa值、化合物的UV光谱图、化合物在样品中的浓度范围以及溶解度等等。根据以上化合物的性质,判断所需色谱柱的相应属性,如(以反相柱为例)色谱柱的担体(大多数使用硅胶微粒)、硅胶粒径、硅胶孔径以及A型或B型,键合相的性质,单位质量填料的表面积、含碳量,键合相的键合方式,封端与否、几次封端,以及是否为亲水柱,pH值使用范围等等。以上的信息如果不清楚,可将自己要分析的化合物性质与色谱柱生产厂家联系,他们会有相应的推荐可作为参考。
2.2 由色谱柱管理员提出购买申请,注明柱子固定项类型、购买数量、规格、用途等,QC主管、质量部总监审核批准,由供应部购买。
2.3 新购买色谱柱到货后,首先检查色谱柱资料是否齐全。每根色谱柱都应有厂家性能测试报告和使用说明书,厂家性能测试报告和使用说明书应统计保管。若没有性能测试报告和使用说明书或发现异常的色谱柱(如外观破损,柱身标识不清等)不予接收。
2.4 接收的色谱柱必须登记,由管理员填写《色谱柱登记台账》(R01-SOP-QC-0026),内容包括:色谱柱编号、生产公司、品名、型号、规格、购进时间、启用时间,报废时间等。
2.5 色谱柱的编号:
2.5.1 色谱柱编号从1号开始,依次顺延。
2.5.2 若适用其他部门或厂家的色谱柱:柱号(来源);例如1号(研发),1号(北京)。
3 液相色谱柱的使用与维护
3.1色谱柱的安装
安装色谱柱时应使流动相方向与色谱柱标签上箭头所示方向一致,除另有规定外,不宜反向使用,否则可能导致色谱柱柱效明显降低,无法恢复。使用PEAK头连接色谱柱时,应使PEAK管头抵到色谱柱两端螺口底部,避免产生死体积导致峰拖尾及柱效下降。
3.2色谱柱首次使用:
有的色谱柱由于出厂后长时间未使用,两端的保存液会有蒸发损失,所以刚购买的色谱柱首次使用时需用甲醇或*腈乙**冲洗,冲洗量为柱体积的15倍。在连续流出液体前应不接入检测器。
3.2.1 针对于品种做一个色谱柱性能评价,包括理论塔板数和分离度,说明色谱柱适用于该品种,反之不适用。
3.2.2 图谱命名为:"品种名+柱效测定",对适用或不适用品种的图谱保存,并在色谱柱登记台账里记录。
3.2.3 使用前准备:
3.2.3.1样品的前处理:使用0.45µm的过滤膜过滤除去微粒杂质。
3.2.3.2流动相的配制:使用色谱纯溶剂配制流动相,水要为纯化水,如果流动相含盐,还应将配好的流动相经0.45µm或0.22µm的滤膜过滤,除去微粒杂质,用前脱气。使用合适的流动相可延长色谱柱的使用寿命,提高柱性能。
3.2.4使用
3.2.4.1使用前注意事项
色谱柱的贮存液若无特殊说明,均为有机溶剂,反相柱常用甲醇、*腈乙**或者高比例的甲醇/*腈乙**-水溶液,正相柱常用脱水处理后的纯正己烷。使用前一定要注意色谱柱的贮存液与待分析样品的流动相之间是否互溶。有些色谱柱(如氨基柱或氰基柱),既可用于正相体系,也可用于反相体系,如色谱柱中的贮存液为正相(环己烷)而使用条件为反相时,必须用异丙醇先置换掉色谱柱内的贮存液,然后再用于反相条件,否则将会明显减少色谱柱的使用寿命。
在反相色谱中,如果流动相中缓冲盐的浓度较高(≥0.1mmol/L),必须先用低浓度的10%甲醇/*腈乙**-水溶液冲洗20min或与流动相同比例的有机相-水冲洗色谱柱,否则缓冲盐在高浓度的有机相中很容易析出,从而使色谱柱堵塞,无法恢复。(注:所选用的有机相与流动相的有机相相同。)
一般的C18柱pH值范围在2~8,流动相的pH值小于2时,会导致键合相的水解;当pH值大于7时硅胶易溶解;经常使用缓冲液固定相可能降解。一旦发生上述情况,色谱柱入口处会塌陷。同样填料各种不同牌号的色谱柱不尽相同。如果流动相pH较高、较低或经常使用缓冲液时,应该选择使用PH范围大的柱子。
3.2.4.2流速的选择:
因为柱效是柱中流动相线性流速的函数,使用不同的流速可得到不同的柱效。对于一根特定的色谱柱,要追求最佳的柱效,最好使用最佳流速。对内径为4.6mm的色谱柱,流速一般选择1ml/min,对于内径为4.0mm柱,流速选择0.8ml/min为佳。
3.2.4.3 柱温一般为常温,有时须配备柱温箱,保证分析结果的重现性,提高柱效,降低柱压,保证检测的稳定性。为改善分离效果可适当提高色谱柱的温度,但一般不宜超过60ºC。温度会影响分离效果,应注意室温的变化保持恒定的室温。
3.2.4.4 开始使用时不可直接用高比例的水冲洗,应逐渐提高水与有机溶剂的比例,使用后应逐渐降低比例。避免流动相组成及极性的剧烈变化。
3.2.4.5 如果分析用流动相为含盐缓冲液,在使用前应先用与样品所要求流动相比例相似有机溶剂与水平衡色谱柱,再换用流动相。
3.2.4.6 进行分析前用足够的时间来平衡色谱柱,一般冲洗至基线平稳再进样。
3.2.4.7 分析样品时不仅应注意观察色谱的分析数据,如保留时间,分离度,理论板数,拖尾因子等以及基线情况;还需要观察柱压变化情况,如果有变化应及时调整。
3.2.4.8 色谱柱的冲洗和保存:
(1)反相色谱柱使用后的保存:在使用完之后,分别用10%、30%、70%、100%的甲醇/*腈乙**-水以1.0ml/min的流速各洗色谱柱各30min。
(2) 氨基柱使用前:先用异丙醇冲洗1小时(0.5ml/min)、*腈乙**冲洗1小时(从0.5ml/min开始到1.0ml/min)换上流动相;使用后:用30%*腈乙**冲洗1小时(1.0ml/min)、*腈乙**冲洗1小时(从1.0ml/min开始到0.5ml/min)、异丙醇冲洗30分钟(0.5ml/min)、正己烷冲洗1小时(0.5ml/min),保存在纯正己烷中。
(3)正相色谱柱使用前的准备:用异丙醇冲洗至少1小时,再用正己烷冲洗1小时。正相色谱柱使用后的准备:用1:9(异丙醇:正己烷)冲洗1小时。
(4)磺化交联的苯乙烯二乙烯基苯共聚物为填充剂的强阳离子钙型交换柱:用水保存。(流动相为水)
(5)离子交换柱:可以保存于含5%甲醇或0.05%叠氮化钠的水中。
(6)特殊填充剂的色谱柱,先咨询厂家,再进行准备或保存。
冲洗完毕后,拆下色谱柱,堵上柱子两端以防止柱子中溶液挥发或被污染。
3.2.5 色谱柱使用注意事项:
3.2.5.1如果不是亲水型色谱柱,不能用小于5%的有机相作为流动相,易造成疏水坍塌色谱柱柱效急剧下降且不能复原。
3.2.5.2色谱柱不能发生剧烈震荡,容易使柱床断裂,造成肩峰,柱效下降,导致报废。
3.2.5.3使用色谱级溶剂,可提高色谱柱的分析性能,延长色谱柱的使用寿命。
3.2.5.4 填写《色谱柱使用记录》(R02-SOP-QC-0026)。
3.2.6 色谱柱的再生
3.2.6.1正相柱按极性增大的顺序,依次用20~30倍柱体积的正己烷、二氯甲烷和异丙醇冲洗色谱柱,然后,按反顺序冲洗,最后用干燥的正己烷平衡。
3.2.8.2反相柱首先用蒸馏水冲洗,再分别用20~30倍柱体积的甲醇/*腈乙**和二氯甲烷冲洗,然后按相反顺序冲洗,最后用流动相平衡。
3.2.8.3离子交换柱在低离子强度的缓冲液中长期使用会导致色谱柱失活,用稀酸缓冲液冲洗可使阳离子交换柱再生,而用稀碱缓冲液冲洗可使阴离子柱再生。
3.2.8.4氨基柱,分析糖类的氨基柱可用0.02mmol/L的磺酸溶液冲洗,然后用水平衡。
3.2.9 常见色谱峰型不对称(拖尾或前延)色谱柱原因:
a.色谱柱堵塞筛板污染
b.进口处填料有凹陷(色谱柱坍塌);
c."污物"在柱进口处积聚;
d.色谱柱填料存在强吸附(死吸附);
e.重金属污染;
f.键合相脱落,硅羟基效应;
3.2.9.1根据上述原因,用以下方法维修及再生:
如果厂家说明书允许,可用*腈乙**将色谱柱反冲,反冲时流速不可过高,以0.5ml/min为宜,冲洗1小时。
4气相色谱柱维护与保存
4.1 正确老化色谱柱
4.1.1 色谱柱需要老化的情况:新柱,柱校下降,长期使用;
4.1.2 老化温度选择:足够高以除去不挥发物,足够低以延长柱寿命和减少柱流失,老化温度越低时间应越长,确认柱最高使用温度。
4.1.3 按实际工作时的柱温程序重复升温,以使柱更好的老化。
4.2 保存
4.2.1 保存柱子切勿划伤。划伤后的柱子可能由于高温加热而足以使之从划痕处断裂。
4.2.2 堵上柱子两端以保护柱子中固定液不被氧气和其他污染物污染。
4.2.3 当使用毛细管柱时,记住这是一种玻璃材质,一定注意保护眼睛。
5 色谱柱报废处理
当色谱柱出现无法恢复的损坏而已经无法用于实验时,由色谱柱管理员提交《色谱柱报废申请单》(R03-SOP-QC-0026),由QC主管批准后做废弃处理。
出现以下情况时表明色谱柱已经无法恢复:
5.1 在反相色谱柱中,流动相中的缓冲盐在高浓度的有机相中析出,使色谱柱发生堵塞;
5.2 色谱柱理论塔板数和分离度达不到最低要求(理论塔板数为1500,分离度1.5),使用过程中出现劈峰、肩峰等异常峰型,说明色谱柱柱效降低;
5.3 在使用以硅胶为基质的各种键合色谱柱时,流动相的pH过酸或过碱,导致色谱柱的填料损坏;
6 相关文件及记录:无
7 附件
附表1:《色谱柱登记记录》(R01-SOP-QC-0026)
附表2:《色谱柱使用记录》(R02-SOP-QC-0026)
附表3:《色谱柱报废申请单》(R03-SOP-QC-0026)
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