液相色譜柱在長期使用后,因填料受到污染、堵塞、活性喪失或結構損傷,可能出現柱效下降、柱壓升高、峰型變差等問題。除了常規清洗外,再生(regeneration)指采取一系列物理或化學方法,力圖恢復柱子的分離性能。再生操作能延長柱子壽命,降低成本。具體方法根據色譜柱類型、污染類型及廠家建議有所不同。現以常見反相C18硅膠柱再生為例,并兼顧其他柱型,詳細介紹如下:
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一、再生前的判斷
只有在以下情況下建議再生:
1. 常規清洗已無效(參考前三步清洗流程); 2. 確認柱效下降、出峰變寬事項非儀器、管路等其他問題所致; 3. 色譜柱填料沒有嚴重機械損壞(如柱頭塌陷、填料流失)或不可逆化學破壞(酸堿燒效、鍵合斷鏈)。
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二、反相C18柱再生的常見方法
1. 梯度強溶劑洗脫(深度清洗)
- 在常規清洗基礎上,加大體積、加強極性強度沖洗。 - 步驟示例: 1. 流動相沖洗10 min 2. 純水沖洗30 min 3. 100%甲醇30 min 4. 100%乙腈30 min 5. 100%異丙醇(如可兼容)30 min 6. 純水-有機溶劑(如50:50乙腈:水)10 min 7. 如還無效,見后續第2、3步
2. 反向沖洗(Reverse flushing)
- 改變色譜柱流動方向(將柱頭與柱尾互換),低流速(≤推薦最大值一半)沖洗20-60分鐘,主要用于清除柱頭處機械性/顆粒沉積污染。 - 清理完再恢復正向流速、平衡。
> 注意:反沖慎用,僅用于柱子結構允許且嚴重污染時。部分色譜柱(如帶預柱或保護柱)更安全。
3. 化學再生方法
(1)酸/堿沖洗(僅限耐PH寬范圍柱)
- 有機鹽堵塞/蛋白吸附嚴重時可用(前提是柱子說明容許): - 0.1–0.2 M NaOH沖洗(針對蛋白、核酸等生物污染物)→純水→有機溶劑 - 0.1 M 磷酸或乙酸沖洗(用于堿溶,適宜部分C18) - 混合溶劑(如甲醇/水/磷酸)能溶解頑固雜質。
(2)THF、二氯甲烷、三氯甲烷等溶劑沖洗
- 對于強疏水/脂類/聚合物污染,用這些有機溶劑“深度浸洗”10–30 min,可恢復部分鍵合相。 > 注意:大部分硅膠C18柱不建議長期用強極性非指定溶劑,否則可能析膠、脫鏈。
(3)氧化劑、強酸再生
- 特殊情況下,少數金屬/聚合物柱用30%過氧化氫等氧化劑清除有機物,隨后大量純水和有機溶劑恢復。
4. 高溫再生
- 部分耐溫色譜柱可在高于常用分析溫度10–20℃下,以100%有機溶劑(如乙腈或甲醇)低流速沖洗30–60 min,以增加清潔力。 - 需要查說明書,防止柱子密封圈膨脹損傷。
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三、其他模式色譜柱的再生
- 正相硅膠柱:可用合適比例的正己烷/異丙醇/乙腈/甲醇等體系梯度清洗,慎用水溶液,防止柱床崩塌。 - 離子交換柱:依次用梯度鹽(低→高離子強度)和水沖洗,封閉劑(如NaCl, NaOH, HCl)適量恢復離子交換基團活性。 - 親水作用色譜HILIC柱:乙腈-水梯度重復多次,去除鹽和強極性殘留。 - 凝膠滲透GPC柱:用存儲溶劑加強沖洗或廠家推薦溶劑。
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四、再生后評估
- 再生后應以標品跑柱效實驗(理論塔板數測試、對稱性、保留時間、峰型、柱壓)并與初始性能對比,判斷再生是否有效。 - 若效果不佳,基本宣告壽終正寢,建議更換新柱。
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五、注意事項
1. 嚴格遵查色譜柱說明書!再生用的溶劑及pH條件超范圍易永久損壞。 2. 操作安全性:強氧化劑、強酸堿溶液需佩戴防護,避開不通風場所。 3. 再生次數有限,多次再生后填料不可逆損傷、化學鍵鍵合硅烷化逐步斷鏈,柱效恢復也會遞減。 4. 柱頭過濾片污染,可取下浸泡獨立清洗或者更換柱頭篩板(有適配型號時)。 5. 柱流向標貼及時恢復,避免誤裝。
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六、廠家與文獻推薦
- Agilent, Waters, Thermo, Shimadzu等均提供具體“Column Regeneration”指南,請查具體柱型型號說明。 - 《液相色譜實用大全》《色譜柱性能恢復與保養(色譜雜志/色譜論壇)》
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七、操作流程(簡化例)
以反相C18柱為例: 1. 純水30 min 2. 100%乙腈(或甲醇)30 min 3. 100%異丙醇30 min 4. 0.1 M NaOH(僅耐堿柱)10 min 5. 純水30 min 6. 純有機溶劑存儲
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八、總結
色譜柱再生是延長柱壽命、恢復分離性能的經濟措施。科學診斷問題、對癥處理,是成功再生的前提。安全規范操作、兼顧柱子材質和說明書要求,否則適得其反。
如需針對某型號柱子、特殊樣品污染、具體再生條件,歡迎補充詳細信息,獲得針對性建議。 |