[发明专利]基于溶胀效应的低压离子交换液相色谱柱装填方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于溶胀效应的低压离子交换色谱柱的装填方法，该方法可用于替代液相色谱装柱机进行装填操作，尤其适用于大批量短柱的快速装填。

背景技术

液相色谱柱的装填是一项技术性要求很高的工作，装填效果的优劣对分离效能的高低和分析结果重现性如何影响极大。分析工作者大多选择回避自己装柱这项工作，转而高价采购商品柱。原料成本仅百元上下的液相色谱柱商品价格均在数千甚至过万元。对使用周期较长的色谱柱尚能令人承受，而对于使用寿命较短的色谱柱，尤其是对一些尚未定型仍需不断调整参数的分析研发工作，高昂的成本往往令人难以承受。因此，自己装填液相色谱柱也常常是无法回避的工作，对于生产色谱柱或色谱仪配件的企业来说，装填色谱柱更是一项基本的工作。

液相色谱柱一般使用专用的液相色谱装柱机进行湿法装填。主要操作过程分为“匀浆”和“装柱”两大环节。

首先用流动相溶液浮选去除固定相中的破碎颗粒，再将固定相与流动相按照一定的固液比超声混合，即匀浆。

将空心色谱柱的入口与匀浆罐的下端出口相连，柱内出口端预先置入一片筛板用以截留填料而使溶剂流过。将匀浆后的浆料装入匀浆罐，密封，排去罐内空气。加压，把浆料从匀浆罐迅速打入色谱柱中。持续向柱内打入溶剂，待数百毫升溶剂流过，压力增至1～50MPa后，恒压数十分钟，再缓慢卸压，至常压后取下柱子，在其进口端置一片筛板，封装。

将装好的柱子装入液相色谱流路，用流动相排气，平衡，待用。

这一过程需使用价格较高（接近一台液相色谱仪）的专用液相色谱装柱机，耗时长，溶剂消耗量大，且一次只能装一根色谱柱，工作效率很低。

发明内容

液相色谱柱中的填料必须装填得非常均匀才能保证填料装填状态的重现性和高的分离效能；另外，装填压力必须显著高于色谱的正常工作压力，以避免因工作压力的调整和波动对柱内填料的填充状态产生影响而使色谱分析的重现性变差。离子交换色谱面临同样的问题。

本发明的目的是克服上述不足之处提供一种低压离子交换色谱柱的装填方法，该方法利用树脂的溶胀效应，采用溶剂浸泡溶胀法替代液相色谱装柱机的高压连续液流用于色谱柱的装填。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种基于溶胀效应的低压离子交换液相色谱柱装填方法，该方法包括以下步骤：将树脂颗粒装入色谱柱中，封装，色谱柱直立浸泡于溶剂中，柱顶端露出溶剂液面，超声振荡使树脂颗粒均匀（同时使溶剂进入柱内充分浸润溶胀树脂）；其中，

树脂颗粒的装填量m（g）、柱容积V（mL）、树脂颗粒自然堆积密度d（g/mL）、溶胀率k和装填比r之间的关系为：r控制在1.0～1.1，溶胀率k为常压下，树脂颗粒经溶剂充份浸泡后的体积与干树脂颗粒体积的比值。

色谱柱以单根或成批同时浸泡于溶剂中。所述的浸泡时间为3小时以上。

所用树脂颗粒优选是已经去除破碎颗粒的待用干树脂颗粒。超声振荡采用超声波清洗器。所述的色谱柱为空心不锈钢柱色谱柱。

所述的装柱为在超声波振荡的条件下，将树脂颗粒装入色谱柱，并在色谱柱的两端口各设置一片筛板。筛板筛孔直径优选为20-40nm。

本发明使用的溶剂为含有Na⁺的溶液，含有Na⁺的溶液中Na⁺的质量含量优选为1‰～5%，如：0.5～1mol/L NaCl水溶液，0.5～1mol/L Na₂HPO₄水溶液，0.5～1mol/L NaH₂PO₄水溶液。使用该溶剂可使离子交换树脂溶胀性能更加优异。本发明使用的溶剂可为含有Na⁺的流动相溶液。

将装填好的柱子装入色谱流路，用流动相排气，平衡，待用。

与现有技术比较本发明的有益效果：

1、色谱装柱机在将浆料快速打入色谱柱时，填料树脂的初始状态，尤其是在柱下端的堆积状态有一定的随机性，会产生一定的个体差异和批间差异。而本发明的技术方案中，影响装柱效果的主要变量是填料树脂的装填量，可由分析天平称量所得，装柱效果的重复性大大高。