色谱柱化学及外形结构的关系
液 相 色 谱 柱
填料 柱管
颗 粒 表 面 性 质
颗 粒 度 长 度 径 内 料 材
化 学 性 质 ∶ k ， 分 辨 率
a
机 械 因 素 ∶
N
寿 命 ， 柱 效 ， 速 度 ， 溶 剂 消 耗
对HPLC柱的了解

理 论 塔 板 数 (N), 容 量 因 子 (K’), 选 择 性 系 数 (a),其影响因素有∶ N：受平均颗粒度及颗粒度分布的影响,颗 粒度越小,N越高 a：受填料表面化学性质对色谱柱的影响, 不同键合相对不同种类样品分离不同 K’ ：受键合相表面含碳量的影响 , 含碳量 高 时保留时间长
Waters特殊应用的色谱柱(3)
Waters生命科学专用柱(1)
蛋白，多肽的分析和提纯
Protein-Pak系列凝胶柱
Protein-Pak系列离子交换柱
– 弱阴离子/ DEAE 弱阳离子/ CM – 强阴离子/ Q 强阳离子/ SP
疏水回受柱 亲合色谱柱 反相柱
DNA分析，同蛋白分析相近，但有些专用柱
XTerra™ MS C18 C18-Silica A C18-Silica B C18-Silica C C18-Silica D C18-Silica E C18-Silica F C18-Silica G
0
6
12
18
24
30
36
42
寿命 (小时)
Xterra: 快梯度分析
0.20
AU0.10
Waters特殊应用的色谱柱(4)
Waters生命科学专用柱(2)
糖蛋白的寡聚糖分析及纯化
离子交换柱(酸性)，Glyco-Pak
DEAE 分配柱(中性)，Glyco-Pak N (7.8×300mm) Carbohydrate Analysis
儿茶酚胺分析柱
Resolve
C18 (传统方法)、Symmetry C8
Waters色谱柱的内径
分析柱：Waters Spherisorb及其它公司品牌的 色谱柱多为 4.6mm 内径。 Waters 传统品牌的分 析柱以3.9mm内径为主，比一般分析柱(4.6mm) 细，因此： 相对灵敏度高 省溶剂，可用相对较低的流速 同样的流速下，柱压较高(高效柱尤为明显) 注意在用文献方法时转换流速 , 即 : 降低流速 , 以 保持线速度相同。
99.8 %
99.6 %
Waters 21,379
超越极限：全新Xterra色谱柱

集硅胶与聚合物基质填料的优点为一体,突破常规 高效色谱柱的极限 高效、高速分离
不仅能够使用极小粒径的填料以进行高分辨及快
速分析，而且允许在高温下进行分离
峰形优异 --对碱性化合物尤其如此 pH范围可与聚合物基质色谱柱相比

NovaPak C18 Styragel HR 100A及500A柱有效地分离。
胆甾醇及未皂化的油中的抗氧剂的分析

离子排斥类型色谱柱，用于有机酸，醇和碳水化合 物类的分析，适合于分析单糖类、有机酸或糖酸 离子排斥及反相混合类型的色谱柱，可测定葡萄酒 、啤酒或其他饮料中的乙醇及有机酸的种类及含量， 以确定其香型
氨基酸分析柱
离子交换柱
反相柱：Pico-Tag方法，AccQ-Tag方法
液相色谱实用技术（二）
色谱柱的使用及保养
色谱柱与仪器的联接

不同公司的色谱柱接头不同。处理不当时,会造 成：
色谱峰展宽(死体积)致使柱效下降或渗漏

解决办法∶
自制相应的转换接头 使用“通用”型接头（锥箍及螺母）
氨基类型柱

分析单糖、双糖及三糖等多糖的分析，最大到DP10。用途较 为广泛，主要用于食品中糖的分析。
反相类型柱 硅胶类型柱 体积排除(凝胶/GPC)类型柱
Waters特殊应用的色谱柱(2)

食品中常见有机物的分析
游离脂肪酸(Free Fatty Acid)分析 甘油三酯及胆甾醇(俗称胆固醇)的分析
C%
19 17 15 12 12 11 11 10 7
k'苊 (50/50的乙腈/水)
17 15.7 10.3 12.5 12.4 11.3 12.0 7.9 5.5
对HPLC柱填料的了解(五)
填料的端基封口
封口残余硅羟基 减少不可逆吸附或拖尾 增加碳含量（0.1% - 1%）
残基处理的效果
对HPLC柱填料的了解（二）
平均孔径/孔体积 孔径/孔体积分布

大的孔径可分析高分 子量的分子
对HPLC柱填料的了解（三）
键合相化学
影响化合物的分离度：a 不同键合相对不同种类的化合物分离不同 可能导致色谱的分离机理不同 如：C18、C8、CN
硅胶表面及键合相
H C 3 C H 2 H C 2 C H 2 H C 2 C H 2 H C 2 H C 3 C H 2 H C 2 C H 2 H C 2 H C 3 H C 3 C H 2 C H 2 H C 2 H C 2 C H 2
键合相色谱柱
以硅胶为基质，通过化学键合方式把碳十八、碳 八、胺基等基团联在基质上，作为固定相。 优点∶

固定相稳定，不易流失 应用广泛，可使用多种溶剂 消除硅羟基的不良影响

缺点∶
pH值不能小于3 同样填料，各种牌号色谱柱不尽相同
对HPLC柱填料的了解（四）
含碳量
含碳量越高，k'值越大（固定相传质效应增加）
① 抗坏血酸 ② 烟酰胺 ③ 对氨基苯甲酸 ④ 哌咯西叮 ⑤ 核黄素 ⑥ 苯酚 ⑦ 盐酸硫胺
NovaPak C18
未封口 C18
对HPLC柱填料的了解（六）
硅胶的活性
主要影响碱性化合物的保留行为：k' 生产硅胶时处理温度不同，硅胶活性也不同 是选择性差异的主要来源
硅胶的杂质含量
重金属含量低，硅羟基活性小，拖尾减小 是色谱柱质量好坏的重要标志

这种锥箍在不锈钢管上是活动的，即 stop-depth 的长度 可调。因此可以换接不同的色谱系统及色谱柱。从 Waters Phase Separations 公司能得到一些 PEEK工程塑 料的接头,可用在各种类型的色谱柱上。
2 1 3
C18-Silica
10 20
USP T =2.28
4 5
0
Time (min)
30
Alden, Iraneta
宽 pH 范围
在pH 使pH
1-12范围内保持稳定
成为改变选择性的有力工具
使可在非离子状态下进行分析
碱性物质的稳定保留
加速色谱柱寿命试验： (pH 10 ，50 °C)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
Minutes
Waters特殊应用的色谱柱(1)

糖及其它碳水化合物的分析
离子交换柱(钙基/Ca)


用于单糖、双糖及糖醇等低分子量的糖、及乙醇等的分析。 主要用于药厂维生素C的原料分析(sorbitol/mannitol-山梨 醇/甘露醇)，酒厂(葡萄酒、啤酒等)的糖及乙醇含量的分析。 柱温~90℃，要求有柱温箱。对流动相(水)的要求较高，要求 用户另置超纯水系统。
对HPLC柱填料的了解（七）
填料的稳定性
硅胶填料 pH：2-8
聚合物填料
硅 胶 的 溶 解 曲 线
pH：2-12 pH值小于2时 键合相水解
1 2 3 4 5 6 7 8 9 p H
填料基质物理性质的影响
所有C18柱都是相同的吗? 填料基质的物理性质对色谱柱的影响

平均孔径及其分布∶影响被分析样品的分子量，大孔径的可 分析高分子量样品 平均孔体积及其分布∶影响同孔径 含碳量∶影响化合物的保留时间，高含碳量保留时间长 填料的端基封口 ∶主要影响碱性化合物的峰形，未封口会使 碱性化合物拖尾 硅胶的活性 ∶ 主要影响碱性化合物的保留行为： K’ ，高活 性的K’大 硅胶的杂质含量∶更苛刻条件下的碱性化合物峰形
C1 C4 C6 C8 C18 Phenyl CN NH2
mBandaPak
Resolve Nova-Pak Delta-Pak Symmetry Spherisorb
Waters不同品牌的色谱柱
m-BondaPak
文献背景强, 是工业标准 平均孔径125Å，10mm高活性、无定形硅胶 中等疏水性表面，端基封口。有独特选择性
Nova-Pak
平均孔径60Å，4mm高韧度低活性球形硅胶 低酸性，高疏水性, 极好的端基封口 有利于小分子物质的分析
Waters不同品牌的色谱柱
Resolve
平均孔径90Å，5/10 mm低活性硅胶 非常高的疏水性, 无端基封口 有利于低保留的中性及酸性化合物分离
C H 2 H C 2
H C 2
C H C H 2 2 C H 2 H C H C 2 2 H C 2
C H C H 2 2 C H C H C H C H 2 2 3 3 H C H C 3 3 H C H C C H H C H C C Hi 3 3 3 3 3 C H C HS C H C H i 3 S S i 3 S i 3 S i 3 i 3 S H H H H H H O H O O O O O O O O O O O O S i S i S i i S i i S i S S i S i S i S i S O S i O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O