CN1174247C - 一种零死体积细内径液相色谱柱的柱头/柱尾结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种零死体积细内径液相色谱柱的柱头/柱尾结构，由连接二通、多孔过滤片和引出管组成，色谱柱末端插入连接二通的一侧，毛细管和外套插入连接二通的另一侧，并分别用卡套和螺帽固定，连接二通处于两卡套之间为一等径孔，色谱柱末端和引出管之间放置多孔过滤片，色谱柱末端经多孔过滤片和引出管直接对接，在对接处自然形成密封圈，完全封住了柱管外壁与二通内壁之间的空隙和毛细管柱与套管之间的缝隙。
Description
技术领域
本发明涉及一种色谱技术，特别提供了一种零死体积细内径液相色谱柱的柱头/柱尾结构。
背景技术
不锈钢填充毛细管液相色谱是近年来倍受瞩目的一种分离分析技术，特别是近两蛋白组学研究中广泛应用微柱液相与质谱联用，更迫切需要这相关技术的进一步发展。与常规液相色谱相比，它具有溶剂消耗低，污染小，分析速度快，易于与其它检测方法在线联用等优点，同时又具有操作简单，使用方便的特点，被公认为21世纪最具有前途的分离分析手段之一。但是到目前为止，商品化的不锈钢填充毛细管液相色谱柱柱效通常只有理论值的25-50％，这就限制了不锈钢填充毛细管液相色谱在实际中的推广和应用。研究表明：与常规高效液相色谱柱点进样不同的是，填充毛细管液相色谱柱基本上是柱塞状进样，柱尾与引出管连接处发生的扩散要比前者严重的多。因此，柱头/柱尾结构设计的好坏很大程度上决定了色谱柱柱效。
目前在不锈钢填充毛细管液相色谱柱中，柱两端通常采用与常规液相色谱柱相同的二通式柱头/柱尾结构。这种结构中，色谱柱柱头/柱尾与二通接头的结合处不可避免地会有缝隙。因为阻挡单体的多孔过滤片厚度为0.3-0.5mm，其中直径大于色谱柱内径dI的部分被压扁而减小了孔隙度，但是仍有一点孔隙使流动相能渗透到管壁与二通头的缝隙处w，孔道k处也存在较大死区，且孔道管壁的光洁度较低，如图3-图5所示。近年来出现的外衬高分子聚醚醚酮(PEEK)材料n的复合过滤片避免了流动相扩散到管壁，改善了柱效。但是这种结构用在内径小于2mm的填充毛细管液相色谱柱时，因滤片较厚产生的死体积和滤片与二通接头底部之间的死体积R的影响就十分明显。样品进入填充毛细管柱后会立刻到达管壁，谱带移动至柱出口与接头的结合部位时，此处的缝隙、死区和不光滑的孔道都会造成谱带展宽，柱效降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种零死体积细内径液相色谱柱的柱头/柱尾结构，使其用于内径小于2mm的不锈钢填充毛细管液相色谱柱，能有效地消除柱头/柱尾结构处的缝隙和死体积，改善孔道光洁度，提高色谱柱柱效和色谱峰的对称性。
为实现上述目的，本发明提供的一种零死体积细内径液相色谱柱的柱头/柱尾结构，由连接二通、多孔过滤片和引出管组成，引出管包括内壁光滑的毛细管和有弹性且有化学惰性材料制成的外套，色谱柱末端插入连接二通的一侧，毛细管和外套插入连接二通的另一侧，并分别用卡套和螺帽固定，连接二通位于两卡套之间有一轴向等径孔，该孔直径为色谱柱和引出管能紧密配合地插入，色谱柱末端和引出管之间放置多孔过滤片，该过滤片直径介于色谱柱的内径dI和外径dO之间，色谱柱末端经多孔过滤片和引出管直接对接，利用毛细管外套弹性管材的变形性和卡套压帽的推力，使之受预应力，在对接处自然形成密封圈，该密封圈与多孔过滤片和不锈钢柱尾同时压紧，完全堵塞了多孔过滤片中大于色谱柱内径部分的孔，其膨胀部分完全封住了柱管外壁与二通内壁之间的空隙和毛细管柱与套管之间的缝隙。
所述的色谱柱为不锈钢或其它金属材料填充毛细管液相色谱柱。
所述的色谱柱还可以为聚醚醚酮或硬质非金属管材填充液相色谱柱。
所述的多孔过滤片为厚度小于0.2mm，孔径小于填充担体粒径的具有良好强度的材料制成。
所述的多孔滤片可以是软质的不锈钢、钛合金或聚四氟乙烯制成。
附图说明
下面通过实施例和附图对本发明作详细叙述，并且同时说明本发明与背景技术相比所具有的有益的效果，其中：
图1为本发明零死体积柱头/柱尾结构示意图；
图2为本发明零死体积柱头/柱尾结构局部放大示意图；
图3为已知技术的二通式柱头/柱尾结构示意图；
图4为已知技术的二通式柱头/柱尾结构放大示意图；
图5为已知技术的外衬聚醚醚酮材料的复合过滤片二通式柱头/柱尾结构放大示意图；
图6为本发明以萘为样品，用折合板高对析合流速作关系曲线；
图7为本发明用于测试样品的分析谱图。
具体实施方式
实施例1：
如图1及图2所示，本实施例主要由连接二通a，多孔过滤片e和引出管d组成，引出管d包括内壁光滑的毛细管b和毛细管外有弹性且有化学惰性的聚四氟乙烯材料制成的外套f，色谱柱g为不锈钢填充毛细管液相色谱柱，其末端插入连接二通a的一侧，另一侧插入引出管d与套管，并通过卡套c和螺帽i将两者固定。连接二通a位于两卡套c之间有一轴向等径孔j，该等径孔j直径为色谱柱g和引出管d能紧密配合地插入，色谱柱g末端和引出管d之间放置多孔过滤片e，多孔过滤片e为厚度小于0.2mm，孔径略小于填充担体粒径的软质不锈钢滤片，其直径介于色谱柱g的内径dI和外径dO之间。色谱柱g末端经多孔过滤片e和引出管d直接对接，利用毛细管外套管弹性管材f的变形性和卡套c压帽的推力，使之受预应力，在对接处自然形成密封圈h。该密封圈h与多孔过滤片e和不锈钢柱头/柱尾同时压紧，完全堵塞了多孔过滤片e中大于色谱柱g内径部分的孔，其膨胀部分完全封住了柱管外壁与二通内壁的空隙和毛细管柱与套管之间的缝隙，消除了柱头/柱尾的死体积。
实施例2：
外套f用聚醚醚酮材料制成，色谱柱g为聚醚醚酮(PEEK)填充液相色谱柱，多孔滤片e为不锈钢网状滤片，其余同实施例1。
实施例3：
外套f用聚乙基三氟乙烯材料制成，色谱柱g为不锈钢填充液相色谱柱，多孔滤片e为钛合金网状滤片，其余同实施例1。
实施例4：
外套f用聚乙基三氟乙烯材料制成，色谱柱g为钛合金填充液相色谱柱，多孔滤片e为聚四氟乙烯网状滤片，其余同实施例1。
实施例5：
仪器：μ-HPLC系统由Jasco PU-1580高压泵和Jasco CE-975紫外可见检测器(JASCO，日本)组成。Valco四通进样阀(VICI，瑞士)，定量体积500nL。
操作条件：色谱柱为15cm×0.8mm i.d.内填Kromasil ODS 5μm，用零死体积细内径液相色谱柱柱头/柱尾结构，流动相为甲醇∶水＝80∶20(V/V)，测试样品：硫脲、苯、甲苯、萘、联苯、菲、蒽，以硫脲测定死时间，检测波长：254nm。
以萘为样品，用折合板高对析合流速作关系曲线，如图6所示，在最佳流速处(V＝4.0)，折合板高为2.67，理论板数为7.5×104/M，比采用常规柱头/柱尾结构的色谱柱柱效提高近1倍。图7是该色谱柱用于测试样品的分析谱图，用峰高1/10处的不对称因子来评价峰形，结果如表1所示。表中各色谱峰的不对称因子在1.03-1.10之间，表明该色谱柱的峰形对称，柱外死体积小。
实施例6：
仪器和操作条件同实施例1。色谱柱为25cm×1.0mm i.d.内填KromasilODS 5μm。柱效为7.9×104/M，色谱峰的不对称因子在1.02-1.09之间。
需要说明的是，上述实施方案只是对本发明的说明而不能限制本发明，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
表1.不同色谱峰的不对称因子(b/a)
测试样品 苯 甲苯 萘 联苯 菲 蒽
test mixture Benzene Toluene Naphthalene Biphenyl Phenanthrene Anthracene
不对称因子 1.10 1.09 1.07 1.04 1.03 1.03
asymmetric factor k’＝1.18 k’＝1.85 k’＝2.68 k’＝3.93 k’＝6.53 k’＝7.34
Claims (4)
1、一种零死体积细内径液相色谱柱的柱头/柱尾结构，由连接二通、多孔过滤片和引出管组成，引出管包括内壁光滑的毛细管和有弹性且有化学惰性材料制成的外套，其特征在于，色谱柱末端插入连接二通的一侧，毛细管和外套插入连接二通的另一侧，并分别用卡套和螺帽固定，连接二通位于两卡套之间有一轴向等径孔，该等径孔直径设置为色谱柱和引出管能紧密配合地插入，色谱柱末端和引出管之间放置多孔过滤片，该过滤片直径介于色谱柱的内径和外径之间，色谱柱末端经多孔过滤片和引出管直接对接，利用毛细管外套弹性管材的变形性和卡套压帽的推力，使之受预应力，在对接处自然形成密封圈，该密封圈与多孔过滤片和不锈钢柱尾同时压紧，完全堵塞了多孔过滤片中大于色谱柱内径部分的孔，其膨胀部分完全封住了柱管外壁与二通内壁之间的空隙和毛细管柱与套管之间的缝隙。
2、根据权利要求1所述的零死体积细内径液相色谱柱的柱头/柱尾结构，其特征在于，所述的色谱柱为不锈钢、钛合金或聚醚醚酮填充液相色谱柱。
3、根据权利要求1所述的零死体积细内径液相色谱柱的柱头/柱尾结构，其特征在于，所述的多孔过滤片的厚度小于0.2mm。
4、根据权利要求1或3所述的零死体积细内径液相色谱柱的柱头/柱尾结构，其特征在于，所述的多孔过滤片为软质不锈钢、钛合金或聚四氟乙烯制成。
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