比较采用MaxPeak HPS技术的Premier色谱柱与PEEK内衬色谱柱硬件 (2)

知识力量

　　阴离子或富电子分析物在液相色谱(LC)分析中通常峰形不佳且信号强度较低，这是由于分析物吸附在缺电子金属表面(例如不锈钢)而发生损失所致1。 对于这类应用，最近采用了完全由PEEK(聚醚醚酮)制成的替代色谱柱硬件或带有PEEK内衬的不锈钢色谱柱来避免分析物损失。色谱柱但是，这些利用PEEK材料的色谱柱可能会带来其他不良问题，例如与传统不锈钢硬件相比塔板效率降低、柱间差异性增大。

　　MaxPeak Premier系列色谱柱采用MaxPeak高性能表面(HPS)硬件，能够让金属敏感分析物的研究更轻松。MaxPeak高性能表面可提供一层有效屏障，减少金属与分析物之间的相互作用，以及由非特异性吸附引起的任何相关的样品损失。

　　本应用简报中比较了MaxPeak HPS色谱柱硬件与来自两家不同供应商的PEEK内衬不锈钢硬件。本文重点强调了MaxPeak HPS色谱柱硬件相较于PEEK内衬不锈钢硬件在实现高质量分离方面的优势。

　　优势

　　提高柱效

　　改善峰形

　　降低柱压

　　实现更一致的柱间重现性

　　获得优异的分析物回收率

　　简介

　　长期以来，分析物在金属表面的吸附一直是色谱分析领域的一道难题。之前的缓解策略包括表面钝化、使用流动相添加剂和掺入惰性硬件材料。这些方法虽然在一定程度上取得成功，但它们各有缺点。表面钝化是利用强酸或采用样品和/或基质平衡色谱柱，这个过程非常耗时，由于需要使用强酸，色谱柱使用寿命一般不长2。 流动相添加剂(例如螯合剂)有助于防止分析物被金属吸附，但也存在离子抑制、溶解度问题以及必须持续使用才能保持有效等缺点3。

　　现在市场上有一些采用钛硬件的色谱柱，这类色谱柱的生物惰性更强，可作为传统不锈钢色谱柱的替代品。钛具有耐腐蚀性，并且对某些化合物呈惰性;但是，由于本质仍为金属，因此同样可能引起分析物吸附和样品损失4。

　　市场上还有一些PEEK色谱柱或PEEK内衬不锈钢色谱柱，这类色谱柱以惰性材料取代了所有金属表面。单独使用PEEK无法耐受高压，而使用PEEK内衬不锈钢可以缓解这一局限性。不过，PEEK也有其他局限性;与不锈钢相比，PEEK材料的尺寸差异性更高、筛板渗透性更低，且与某些溶剂不相容。

　　本研究考察了MaxPeak HPS硬件与来自两家不同供应商的PEEK内衬不锈钢硬件在填充床柱效和柱间重现性方面的差异。这项比较研究所使用的MaxPeak高性能表面是一种有机/无机杂化表面技术，已被证明可用于阻止分析物与金属表面的相互作用5。两种硬件均可以有效减少因金属吸附而引起的分析物损失，但MaxPeak HPS硬件由于填充床质量出众而表现出若干明显的优势。

　　结果与讨论

　　本研究考察了同一批BEH C18, 2.5 μm固定相在填充到MaxPeak HPS色谱柱硬件与来自两家不同供应商的PEEK内衬不锈钢硬件时不同的填充床柱效。所有色谱柱的填充工艺均在研究期间进行了优化。表1为柱效结果对比。根据表1中报告的平均值可以发现，PEEK内衬硬件的柱效比MaxPeak HPS硬件低20%~25%。尽管所有色谱柱的填充方式相似，但PEEK内衬硬件的柱压与MaxPeak HPS硬件相比仍高出约25%。此外，采用MaxPeak HPS硬件得到的峰对称性更为出色。

　　柱效结果。

　　表1.使用BEH C18, 2.5 μm填料填充(A)来自供应商A的PEEK内衬色谱柱、(B)来自供应商B的PEEK内衬色谱柱以及(C) MaxPeak HPS色谱柱硬件，在75%乙腈、30 °C、0.30 mL/min、254 nm UV检测条件下进行辛基酰苯的等度分离得到的柱效结果。在配备固定定量环样品管理器的ACQUITY UPLC色谱仪上使用2.1 × 50 mm色谱柱进行分析。

　　此外，我们还考察了MaxPeak HPS色谱柱与来自供应商A和B的PEEK内衬硬件的柱间重现性。每种硬件分别填充五根色谱柱。十五根色谱柱全部采用相同的填充工艺填充，并在相同的条件下测试。图1显示了每种硬件所获得的色谱图。三种色谱柱之间的保留时间存在显著差异。采用PEEK内衬硬件得到的保留时间差异性较高，可能是由于PEEK材料与不锈钢相比尺寸偏差较大，并且两种硬件在填充过程中所能承受的压力也存在差异。

　　N=5根色谱柱获得的色谱图。

　　图1.使用(A)来自供应商A的PEEK内衬硬件、(B)来自供应商B的PEEK内衬硬件和(C) MaxPeak HPS硬件填充N=5根色谱柱获得的色谱图。分析采用ACQUITY UPLC色谱仪和填充有C18, 2.5 μm固定相的2.1 × 50 mm色谱柱。等度分离条件为：流速0.30 mL/min，柱温30 °C，75%乙腈，254 nm UV检测和进样体积1 μL。

　　填充前，使用一组精密校准的针规测量每个色谱柱硬件的内径，精确至万分之一英寸。测量色谱柱管的每一端，取平均值来表示每根色谱柱的内径。然后假定精确长度为50 mm，计算每个色谱柱硬件的色谱柱体积。图2显示了每种硬件的色谱柱体积计算值与Vo保留时间的关系图。从图中可以看出，MaxPeak HPS硬件的色谱柱体积与Vo保留时间具有良好的线性拟合关系，而在任一家供应商的PEEK内衬硬件中均未观察到这一趋势。由此可以推测，PEEK内衬硬件的内径在色谱柱的整个长度上不一致，导致液流在色谱柱内的线性流速存在差异。

　　Vo保留时间(硫脲)与色谱柱体积计算值。

　　图2.MaxPeak HPS色谱柱硬件、供应商A的PEEK内衬色谱柱硬件和供应商B的PEEK内衬色谱柱硬件在填充2.5 μm, C18固定相的2.1 × 50 mm色谱柱上获得的Vo保留时间(硫脲)与色谱柱体积计算值。色谱柱体积根据每根色谱柱管的内径测量结果来计算。分析采用ACQUITY UPLC色谱仪。等度分离条件为：流速0.30 mL/min，柱温30 °C，75%乙腈流动相，254 nm UV检测和进样体积1 μL。