一种色谱分析柱多层组装制备方法与流程

本发明涉及色谱柱制备，尤其是涉及一种色谱分析柱多层组装制备方法。

背景技术：

色谱柱柱床的均一性是影响柱效的决定性因素，为了提高柱效，对色谱填料的匀浆液种类、顶替液种类、装柱压力等因素进行考察和优化，其最终目的是为了获得具有紧实且均一的柱床。而在传统的填充过程中，填料匀浆液被一次性倒入较大体积的匀浆罐，而大体积匀浆液被顶替液压入色谱柱管的过程是一个较长的过程，一般有10～20min，在此过程中，填料会逐渐出现聚集、沉降等不利现象，进而造成色谱柱管中的柱床出现不同程度的空隙，并出现色谱柱前端和后端柱床不均一，这些均会造成柱效下降。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服常规色谱柱填充方法的缺点，提供可以实现色谱柱柱床的高度均一填充制备，显著提升色谱柱柱效，所得色谱柱具有高度均一的柱床，可获得高柱效色谱分析柱的一种色谱分析柱多层组装制备方法。

本发明的具体步骤为：将出口端带有筛板和固定螺帽的空柱管与匀浆液罐连接，并将所需的填料匀浆液分成若干等份，依次倒入匀浆液罐内，通过高压泵将顶替液压入匀浆液罐，进而将色谱填料压入空柱管内，将所有等份的匀浆液都压入色谱柱管内后，取下色谱柱，并添加筛板和固定螺帽，即得到多层组装制备的色谱分析柱。

所述将所需的填料匀浆液分成几等份，即将填装一根色谱柱所需的填料与对应的分散液混合后，形成填料悬浮液后分成若干等份，优选五等份；在倒入匀浆罐之前通过搅拌、超声等方法保持填料的分散与悬浮。

所述将色谱填料压入空柱管内的具体方法可为：每次匀浆液罐中的悬浮液被完全压入色谱柱管内后，打开匀浆液罐，取出其中的顶替液，然后倒入下一份匀浆液，密封后继续将填料压入色谱柱管，重复上述操作直到所有填料匀浆液都压入色谱柱管中。

所述压入色谱柱管的压力可为2000～15000psi。

所述将所有等份的匀浆液都压入色谱柱管内后，可采用更高压力进一步持续压实色谱柱管内填料，维持10～60min，然后逐步降压，并在最低压力维持30～60min，以使柱床内压力充分平衡。

所述高压力高于压入匀浆液的压力，低压力为装柱系统最低压力。

所述取下色谱柱，并添加筛板和固定螺帽是将色谱柱从匀浆液罐下端分离，在柱管的前端添加筛板和固定螺帽。

所述色谱柱管的内径可为2～1000mm，长度可为10～5000mm。

本发明可以装填具有更加紧实柱床的色谱柱，所得色谱柱具有柱效高等优点。由于采用了多层组装方法，每层柱床填充时，所用匀浆液均为高度分散的色谱填料，杜绝常规单次填充过程中填料聚集和沉降，减少柱床不均匀和空隙的存在。此方法操作简单，可显著提高色谱柱的分离性能。

附图说明

图1为本发明五层组装制备多孔聚苯乙烯色谱柱的装置。

图2为传统单次匀浆填充法制备多孔聚苯乙烯色谱柱的装置。

图3为本发明实施例制备色谱柱的分离效果图。

图4为对比例制备色谱柱的分离效果图。

具体实施方式

下面结合附图和几种可选实施例对本发明进一步说明。需要指出：本发明并不局限于以下实施例。以下实施例中的任何技术特征和实施方案均为多种可选技术特征和多种可选实施方案中的一种或几种。为了描述简便需要，本文件无法穷举本发明所包含的所有可替代技术特征和实施方案。实施例中未注明具体技术和条件者，按照本领域内文献所描述的技术和条件或按照产品说明书进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购得到的常规产品。

本发明实施例的具体步骤为：将出口端带有筛板和固定螺帽的空柱管与匀浆液罐连接，并将所需的填料匀浆液分成若干等份，依次倒入匀浆液罐内，通过高压泵将顶替液压入匀浆液罐，进而将色谱填料压入空柱管内，将所有等份的匀浆液都压入色谱柱管内后，取下色谱柱，并添加筛板和固定螺帽，即可得到色谱柱。

进一步地，色谱柱填装制备系统为主流的液压填充或气压填充系统，均应包括高压系统、匀浆罐、空柱管及各种密封配件。

进一步地，填装一根色谱柱所需的填料与对应的分散液混合后，形成填料悬浮液后分成若干等份，优选五等份，并且在倒入匀浆罐之前通过搅拌、超声等方法保持填料的分散与悬浮。

进一步地，每次匀浆液罐中的悬浮液被完全压入色谱柱管内后，打开匀浆液罐，取出其中的顶替液，然后倒入下一份匀浆液，密封后继续将填料压入色谱柱管，重复上述操作直到所有填料匀浆液都压入色谱柱管中。

进一步地，所有填料匀浆液都压入柱管后，采用高压力进一步持续压实色谱柱管内填料，一般持续30～60min，然后逐步降压，并在最低压力维持30～60min，使柱床内压力充分平衡。

进一步地，装填过程结束后，将色谱柱从匀浆液罐下端分离，在柱管的前端添加筛板和固定螺帽，即可得到色谱柱。

进一步地，此装柱方法适用于内径为2～1000mm、长度为10～5000mm的色谱柱。

以下给出具体实施例和对比例。

实施例：五层组装制备多孔聚苯乙烯色谱柱

如图1所示，采用体积为20ml的匀浆罐(1)和高压泵输液系统(2)装填尺寸为4.6*25mm的分析柱(3)。称取2g多孔交联聚苯乙烯色谱填料，色谱填料粒径为5μm，与100ml异丙醇混合，超声5min，然后分装到五个50ml烧杯内(4)，每个烧杯内20ml匀浆液。将出口端带有筛板和固定螺丝的分析柱(3)与匀浆罐(1)连接，在匀浆罐内倒入20ml匀浆液，匀浆液倒入之前进行搅拌和超声5min，以乙醇为顶替液，5000psi压力下将20ml的匀浆液压入色谱柱管内，随后降至常压，倒出匀浆罐中的顶替液，再加入混匀的20ml匀浆液，继续5000psi压力装柱，重复上述操作直至100ml匀浆液均被压入色谱柱管内，随后将压力升至7000psi维持30min，然后降压至0psi，维持30min，将色谱柱从匀浆罐下端分离，在柱管的前端添加筛板和固定螺帽，得到五层组装制备的聚苯乙烯色谱柱(3)。

对比例：传统单次匀浆填充法制备多孔聚苯乙烯色谱柱

如图2所示，采用与实施例1相同的液压装柱系统，将匀浆液罐置换成体积为100ml的匀浆液罐(5)，装填尺寸为4.6*25mm的分析柱(6)。称取2g多孔交联聚苯乙烯色谱填料，色谱填料粒径为5μm，与100ml异丙醇混合(7)，超声5min，将100ml匀浆液全倒入匀浆罐(5)内，以乙醇为顶替液，5000psi压力下将100ml的匀浆液压入色谱柱管内，随后降压力升至7000psi维持30min，然后降压至0psi，维持30min，将色谱柱从匀浆罐下端分离，在柱管的前端添加筛板和固定螺帽，得到单次匀浆填充法制备的聚苯乙烯色谱柱(6)。

对实施例和对比例制备的色谱柱进行柱效评价：

对实施例和对比例中制备的两根色谱柱进行柱效评价，评价色谱柱的柱效和分离能力。

流动相a为水，流动相b为乙腈，分离样品为苯系物。分离条件为85％的乙腈溶液，进样量为5μl，柱温为25℃，流速为1ml/min，检测波长为214nm，采用等度洗脱的方式进行分离，五层组装制备的多孔聚苯乙烯色谱柱分离效果和柱效如表1和图3所示，传统单次匀浆填充法制备的多孔聚苯乙烯色谱柱分离效果和柱效如表2和图4所示。由苯系物的塔板数可知，采用五层组装制备的多孔聚苯乙烯色谱柱具有更高的柱效。

本发明实施例制备色谱柱的分离效果数据见表1。

表1

对比例制备色谱柱的分离效果数据见表2。

表2

实验表明，本发明将色谱填料匀浆液分成多次分别注入匀浆液罐并分次压入色谱柱管内，通过多层组装的形式形成柱床，在此过程中，由于匀浆液每次被压入色谱柱所需时间很短，因此在组装成柱床过程中，填料颗粒保持均匀分散状态，杜绝随时间延长而出现的填料颗粒聚集沉降的现象。每一层填料均为紧实无孔状态，通过多层组装，最终形成均一完美的柱床，可以显著提高色谱柱分离效率。