氨基柱那些事

王中泰

氨基柱那些事

整个色谱柱家族中，拥有许许多多的不同特色的柱子。不同性质的色谱柱有着其特有的作用方式。表一列出了日常工作中常规使用的几类色谱柱的作用方式：
表一：不同填料色谱柱的作用方式


从上表可以看到，我们最常使用的C8/C18仅能用于反相色谱，苯基与氟苯基也基本用于反相色谱；阴/阳离子交换（SCX/SAX）顾名思义则用于离子交换色谱了；而相对更少用的CN（氰基）、NH2（氨基）、硅胶色谱柱则有多种作用方式，或者单独一种方式或者混合模式。
上表中NH2（氨基柱）则比较抢眼，表现的像个全能选手。从反相到正相，包括时下热门的HILIC，甚至于离子交换模式均可以产生。那么，这个全能选手（NH2）是否就可以替代其他色谱柱了呢？答案当然是否定的。不仅仅在于其选择性有很大的差异，更重要的，是氨基的色谱柱寿命普遍不长。

如果说C18是来自长寿村的，那氨基柱一定来自非洲的津巴布韦。寿命的差异不是一星半点。不同品牌的氨基柱，必然也会有寿命上的差异，但是影响更多的，是使用条件。
我们所说的氨基柱，通常是指硅胶基质键合氨丙基，如图一所示：
图一：氨基柱结构图示


我们知道，脂肪链末端的氨基通常碱性较强，以正丙胺为例，可推测氨基柱末端的氨基pKa应该也约为10：


我们还知道，作为硅胶基质的色谱柱，常规使用pH范围是2~8。过低的pH，键合相会断裂，过高的pH，硅胶将溶解。该柱子固有的自身带进的氨基便是矛盾的存在，必然会影响寿命。此外，越短的键合相，寿命也可能越短。

在用于正相使用过程当中，寿命会相对好上一些。当用于RP/HILIC模式时，特别是添加有缓冲盐的缓冲液时，甚至某些时候测酸性很强的样品时，便会导致填料流失从而大大缩短色谱柱的使用寿命。
末端的氨基极易质子化，成为-NH3+，在分析某些带有电负性较强基团的组分时，容易造成拖尾情况。微环境的离子强度可能也会影响色谱柱的寿命。

氨基柱是非常“复杂”和“脆弱”的色谱柱，这就要求我们必须更加细心的去维护。
1、比如每次使用前先接上两通，确保仪器系统中其他项目残留的流动相已被置换完全；

2、比如在用于反相模式时，在开始使用前先用含有一定比例水相的不含缓冲盐的流动相过渡，而不要直接上带有盐相，特别是较高盐相的流动相——这是因为一般情况下，色谱柱都保存在纯乙腈/纯正相溶剂（如是正相溶剂，过渡模式需要更换，这个找机会在讲过）中，不过渡的情况下很可能发生盐析而破坏柱子，导致柱子寿命缩短；

3、比如使用中确保不要配错流动相，防止溶剂走空等；

4、再比如使用后确保清除完全柱子中的缓冲盐，并保存在纯有机相中（ACN）中；

5、最后需要提到的一点是，尽管4中要求冲洗完全，但是并不是代表可以一直冲洗一直冲洗，寿命跟流经柱子的流动相体积也在一定情况下成反比，我们必须找到一个经综合考虑后相对较优的中间点，如果无法确认是否冲洗干净，我们一般认为，10~20个柱体积基本上就能保证冲洗干净。柱体积怎么算？小编之前的文章中肯定有提到，对于内径4.6mm的色谱柱，一个柱体积简易的计算方式是0.1*L（柱长cm）。请记住冲洗的时间，定个闹钟，防止冲洗过渡而降低柱子的使用寿命。

该类柱子的使用带来的另外一个问题是，随着使用时间的增加，键合相不可避免的流失，重现性便会有所变化，需要特别关注。

当然，对于该类柱子，硅胶基质有常规的，有杂化的，有封尾的有不封尾的，寿命当然也会表现的不一样。我们关心的选择性和价格，必然也会有一些差异。至于选哪个，适合的就是最好的。

关于该类色谱柱更加详细的使用方式，还是请参考每根柱子自带的说明书，严格使用，便能在最大程度内保护好您的柱子。