色谱柱是高效液相色谱仪最重要的部件。色谱柱结构如图9-21所示。

图9-21  色谱柱结构
1-塑料保护堵头；2-柱头螺丝；3-刃环(卡套)；4-聚四氟乙烯O形圈；5-多孔不锈钢烧结片；6-色谱柱管；7-液相色谱固定相

1．柱材料

常用内壁抛光的不锈钢管作色谱柱的柱管以获得高柱效。使用前柱管先用氯仿、甲醇、水依次清洗，再用50％的HNO₃对柱内壁作钝化处理。钝化时使HNO₃在柱管内至少滞留10min，以在内壁形成钝化的氧化物涂层。

2．柱规格

一般采用直形柱管，标准填充柱柱管内径为4.6 mm或3.9mm，长10～50cm,填料粒度5～10um时，柱效达7000～10000块/m理论塔板数。使用3～5um填料，柱长可减至5～10cm。当使用内径为0.5～1.0mm的微孔填充柱或内径为30～50um的毛细管柱时，柱长为15～50cm。

当使用粗内径短柱或细内径长柱时，应注意由于柱内体积减小，由柱外效应引起的峰形扩展不可忽视。此时应对进样器、检测器和连接接头作特殊设计以减少柱外死体积。这对仪器和实验技术提出了更高的要求，但这样会降低流动相的消耗量并提高检测灵敏度。

3．柱填料

高效液相色谱柱装填的固定相粒度多为5～10um或3～5um，以全多孔球形或无定形硅胶、三氧化二铝、二氧化锆、苯乙烯-二乙烯基苯共聚微球、脲醛树脂微球为基体，其表面经化学改性并经化学键合制成：非极性烷基(C₄、C₈、C₁₈)、苯基固定相，弱极性的酚基、醚基、二醇基、芳硝基固定相和极性氰基、氨基、二氨基固定相；具有磺酸基和季铵基的离子色谱固定相；具有不同孔径的凝胶色谱固定相。

近年还研制了以2～4um的非多孔硅胶、二氧化锆和脲醛树脂-二氧化锆复合微球为基体的键合固定相，以解决高分子量的生物大分子蛋白质、核酸的快速分析问题。

4．保护柱

保护柱是内径为1.0mm、2.1mm、3.2mm、4.6mm或10mm、20mm、40mm，长为7.5mm、10mm或20～60mm的短填充柱，通常填充和分析柱相同的填料(固定相)，可看作是分析柱的缩短形式，安装在分析柱前。其作用是收集、阻断来自进样器的机械和化学杂质，以保护和延长分析柱的使用寿命。一只1cm长的保护柱就能提供充分的保护作用。若选用较长的保护柱，可降低污染物进入分析柱的机会，但会引起谱带扩张。因此选择保护柱的原则是在满足分离要求的前提下，尽可能选择对分离样品保留低的短保护柱。

保护柱也可装填和分析柱不同的填料，如较粗颗粒的硅胶(10～15um)或聚合物填料，但柱体积不宜过大，以降低柱外效应的影响。

保护柱装填的填料较少，价格较低，其为消耗品，通常可分析50～100次样品，柱压力降呈现增大的趋向就是需要更换保护柱的信号。

现在市场供应的结构新颖可更换柱芯式设计的保护柱，由保护柱套和可更换式保护柱芯两部分组成(图9-22)。

图9-22  保护柱与分析柱的连接示意图
1-保护柱套；2-保护柱芯；3-PEEK标准通用接头；4-分析柱接头；5-连接六通进样阀接头

近年，有些厂商提供保护-分析组合柱体产品，保护柱芯底部紧贴分析柱顶端，差不多避免了所有的死体积，而能保证保护-分析组合柱的全部柱效，其中保护柱芯是可以更换的，易于维护和使用。

5.柱接头和连接管

柱接头通过过滤片与色谱柱管连接，在色谱柱管的上、下两端要安装过滤片，过滤片一般用多孔不锈钢烧结材料。此烧结片上的孔径小于填料颗粒直、径，却可让流动相顺利通过，并可阻挡流动相中的极小的机械杂质以保护色谱柱。

柱出、入口的连接管的死体积亦应愈小愈好，一般常用窄孔(内径0.13mm)的厚壁(1.5～2.0mm)不锈钢管，以减少柱外死体积。柱管两端柱接头的连接方式如图9-23所示，所用柱接头、连接柱螺母、密封圈皆为不锈钢材料。

图9-23  色谱柱接头
1-柱接头；2-连接柱螺母；3-接连接管的螺母；4-孔径0.45um的纤维素滤膜；5-多孔不锈钢烧结片；6-柱密封圈(卡套)；7-连接管密封圈(卡套)；8-色谱柱管；9-连接管