劑的選擇要求,先簡(jiǎn)單的概括一下:
1、能夠溶解待測(cè)物質(zhì);
2、不影響待測(cè)物質(zhì)檢測(cè);
3、能夠在一定時(shí)間范圍內(nèi)保持待測(cè)物質(zhì)穩(wěn)定。
一、什么是溶劑效應(yīng)
樣品溶液的溶劑強(qiáng)度強(qiáng)于流動(dòng)相溶劑強(qiáng)度時(shí)可能會(huì)造成的峰展寬、峰分叉現(xiàn)象。
即色譜圖上較早洗脫的峰前沿或者開叉,與此同時(shí)較晚洗脫的峰則較為正常的現(xiàn)象。
這些現(xiàn)象可能是由以下原因引起的——樣品溶液的溶劑很可能強(qiáng)于流動(dòng)相。
可能發(fā)生溶劑效應(yīng)的情況:出峰時(shí)間早;保留弱;進(jìn)樣量大。
上圖中,色譜圖上較早洗脫的峰扭曲變形或者開叉,與此同時(shí)較晚洗脫的峰則較為尖銳與對(duì)稱,這些現(xiàn)象顯示一個(gè)比較特殊的起因――樣品溶液的溶劑很可能強(qiáng)于流動(dòng)相。此種強(qiáng)溶劑效應(yīng)的例子在左圖中可見。此處的樣 品溶液的溶劑是100%乙腈(100%的強(qiáng)溶劑),而流動(dòng)相的組成則較弱,18%的乙腈與72%的水。第一個(gè)峰是開叉的,并且與第二個(gè)峰相比,明顯地變寬 了。當(dāng)樣品溶液的溶劑變成流動(dòng)相時(shí),所有的峰形都改善了,且變得尖銳。見右圖。
為什么呢?這是因?yàn)楫?dāng)樣品進(jìn)樣時(shí),有可能出現(xiàn)峰展寬,最佳的樣品溶液組成和體積將會(huì)保持在10%甚至更低,在這個(gè)例子里,當(dāng)樣品溶劑與流動(dòng)相溶劑強(qiáng)度不同時(shí),換句話來說,也就是樣品未用流動(dòng)相溶解,因此,有些樣品分子溶解在強(qiáng)溶劑中,并隨強(qiáng)溶劑流過柱子,而有些則溶解在流動(dòng)相中,從而導(dǎo)致峰分叉。
當(dāng)樣品與流動(dòng)相強(qiáng)度相差較小,進(jìn)樣影響也會(huì)小,第一個(gè)峰可能會(huì)寬于第二個(gè)峰,而當(dāng)這種展寬導(dǎo)致必要的分離度降低時(shí),這樣情況應(yīng)引起注意,在左圖中,使用一根短柱,和5μL進(jìn)樣,這與最佳進(jìn)樣體積4μL相近,用了極性更強(qiáng)的溶劑導(dǎo)致分離度明顯的降低,從2.1降到1.5(如右圖,分離度為2或更大是評(píng)估一個(gè)完善方法的一個(gè)必要參數(shù),也是每個(gè)方法的驗(yàn)證參數(shù),1.5只是一個(gè)基本的分離度,任何一個(gè)方法或一根柱子都必需滿足這個(gè)條件,當(dāng)進(jìn)樣為一倍時(shí),也就是10μL時(shí),分離度更一步降低,此方法就不行了。
液相色譜系統(tǒng)的很多問題都能在譜圖上反映出來,其中一些問題可以通過改變?cè)O(shè)備參數(shù)得到解決,而其它的問題必須通過修改操作程序來解決。
二、樣品溶劑選擇不當(dāng)?shù)慕鉀Q方法
三、HPLC溶劑的要求
1、高純度,溶劑與固定相不互溶,并能保持色譜柱的穩(wěn)定性。由于高效液相靈敏度高,對(duì)流動(dòng)相溶劑的純度要求也高。不純的溶劑會(huì)引起基線不穩(wěn),或產(chǎn)生“偽峰”。
2、溶劑對(duì)于待測(cè)樣品,必須具有合適的極性和良好的選擇性,即足夠的溶解能力。溶劑的極性要與待測(cè)樣品相匹配,如果溶解度欠佳,樣品會(huì)在柱頭沉淀,不但影響純化分離,且會(huì)使柱子惡化。
3、溶劑要與檢測(cè)器匹配
對(duì)于UV-Vis,所用流動(dòng)相在檢測(cè)波長(zhǎng)下應(yīng)沒有吸收或UV 吸收很小。
4、化學(xué)穩(wěn)定性好
不能選與樣品發(fā)生反應(yīng)或聚合的溶劑。
5、低粘度,沸點(diǎn)適中
減小溶質(zhì)的傳質(zhì)阻力,降低柱壓,利于提高柱效。
常用的低粘度溶劑有丙酮、乙醇、乙腈等;粘度過低的溶劑也不宜采用,如戊烷、乙醚等,易在色譜柱或檢測(cè)器內(nèi)形成氣泡,影響分離。
四、HPLC溶劑關(guān)鍵性能
1、UV吸收性
HPLC級(jí)試劑是用特殊方法生產(chǎn)的含有最少的顆粒和最低的紫外吸收物質(zhì),除去具有吸收UV的雜質(zhì),在規(guī)定的波長(zhǎng)上吸光度限制在規(guī)定值以內(nèi)。
2、梯度洗脫性能
在一個(gè)分析周期內(nèi)程序控制流動(dòng)相的組成,如溶劑的極性、離子強(qiáng)度和pH值等,用于分析組分?jǐn)?shù)目多、性質(zhì)差異較大的復(fù)雜樣品。
采用梯度洗脫可以縮短分析時(shí)間,提高分離度,改善峰形,提高檢測(cè)靈敏度。
①溶劑的互溶性,不相混溶的溶劑不能作為梯度洗脫的流動(dòng)相。
當(dāng)有機(jī)溶劑和緩沖液混合時(shí),可能析出鹽的晶體,尤其使用磷酸鹽時(shí)需特別小心。
②純度要求更高,以保證良好的重現(xiàn)性。進(jìn)行樣品分析前必須進(jìn)行空白梯度洗脫,以辨認(rèn)溶劑雜質(zhì)峰,因?yàn)槿跞軇┲械碾s質(zhì)富集在色譜柱頭后會(huì)被強(qiáng)溶劑洗脫下來。用于梯度洗脫的溶劑需徹底脫氣,以防止混合時(shí)產(chǎn)生氣泡。
③ 防止壓力過大。
混合溶劑的粘度常隨組成而變化,因而在梯度洗脫時(shí)常出現(xiàn)壓力的變化。
例如甲醇和水粘度都較小,當(dāng)二者以相近比例混合時(shí)粘度增大很多,此時(shí)的柱壓大約是甲醇或水為流動(dòng)相時(shí)的兩倍。
五、反相液相色譜
柱效高、分離能力強(qiáng)、保留機(jī)理清楚,是液相色譜分離模式中使用最為廣泛的一種。適用于非極性-中等極性組分。
固定相:極性小的烷基鍵合相 C8柱,C18柱;
流動(dòng)相:流動(dòng)相極性 > 固定相極性 極性大的甲醇-水或乙腈-水
HPLC里面的溶劑效應(yīng)是如何產(chǎn)生的,該如何避免?如何判斷分叉的峰是否由溶劑效應(yīng)造成,第一就是通過HPLC儀器比對(duì)一下兩個(gè)劈叉峰的紫外吸收波譜,看看他們是否能完全一樣的μV特征吸收,第二將進(jìn)樣體積調(diào)節(jié)到0.1μl看看,峰是否好轉(zhuǎn),如果滿足上面兩個(gè)條件幾乎就可以肯定是100%的溶劑效應(yīng)。產(chǎn)生原因:
1、樣品溶液的溶劑很可能強(qiáng)于流動(dòng)相。例如樣品溶液的溶劑是100%乙腈(100%的強(qiáng)溶劑),而流動(dòng)相的組成則較弱,18%的乙腈與72%的水;
2、就是進(jìn)樣量比較大;
3、樣品的pH值與HPLC流動(dòng)相pH懸殊,比如酸性流動(dòng)相體系,樣品pH偏堿性(pH=10),這種情況下也很有可能發(fā)生 其實(shí)上面三個(gè)原因歸結(jié)起來就是一個(gè)原因,那就是樣品的溶劑與流動(dòng)相存在一些不一樣,當(dāng)樣品進(jìn)入流動(dòng)相的時(shí)候,由于這種巨大的差異,一部分樣品溶解進(jìn)入了流動(dòng)相,一部分還留在進(jìn)樣的溶劑里面,所以在HPLC上出現(xiàn)了保留的差異,所以要解決這個(gè)問題的最佳方案就是,使用流動(dòng)相的起始梯度溶解樣品,如果由于溶解度的問題,不得不改用其余的溶劑,那就只能降低進(jìn)樣體積來解決,比如 5μL,1μL。
GC-MS 測(cè)定PAHs,HP-5MS (Agilent) 柱,固相萃取后使用甲醇洗脫。用甲醇做溶劑,是否會(huì)影響柱效和柱壽命。是否是最佳選擇?甲醇的沸點(diǎn)比較高,極性比較大,如果換成正己烷類的弱極性,低沸點(diǎn),配合一定的色譜條件可以實(shí)現(xiàn)溶劑聚焦作用,顯著提高保留時(shí)間較短的化合物的靈敏度和檢出線。甲醇相對(duì)于正己烷等極性小的溶劑,造成的柱流失大,國(guó)外用乙腈做GC-MS溶劑的文獻(xiàn)很多,很多用來減少前面溶劑轉(zhuǎn)換步驟,結(jié)合大體積進(jìn)樣等,溶劑先揮發(fā)分流走掉,從而進(jìn)入柱子乙腈溶劑的較少,可認(rèn)為對(duì)柱子影響不大,同時(shí)甲醇乙腈對(duì)比,乙腈的柱流失要少。
現(xiàn)有個(gè)樣品,其結(jié)構(gòu)中只有孤立的C=O。由于樣品溶于乙醇,所以第一次做紫外掃描時(shí)就以乙醇作為溶劑。結(jié)果在202nm處測(cè)得了最大吸收。檢測(cè)該化合物的HPLC條件是以乙腈-水作為流動(dòng)相的。我用流動(dòng)相作為溶劑再對(duì)該化合物進(jìn)行紫外掃描。結(jié)果在197nm處測(cè)得了最大吸收。而在200~400nm范圍內(nèi)僅在285nm處測(cè)得一很小的吸收峰。在做紫外掃描時(shí),樣品溶劑不同,測(cè)得的樣品的最大吸收波長(zhǎng)也會(huì)不同。
如果用HPLC-UV檢測(cè)該化合物,波長(zhǎng)選為202nm(以乙醇作為溶劑測(cè)得的),是否合適呢?在做HPLC檢測(cè)時(shí),樣品的溶劑如果不是流動(dòng)相之一,會(huì)不會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果呢?C=O在270~300nm有較弱的紫外吸收(ε=10~100),285nm的峰應(yīng)為C=O的吸收。乙腈-水的極性強(qiáng)于乙醇,由于N-π躍遷的存在,將發(fā)生藍(lán)移(最大吸收202變?yōu)?97),在紫外區(qū)的邊緣測(cè)定有關(guān)物質(zhì)則干擾甚大,不合適;測(cè)定含量勉強(qiáng)可以,如果僅測(cè)定含量可以根據(jù)吸收情況適當(dāng)增加到210nm左右。如果溶劑跟流動(dòng)相一樣,那紫外吸收也應(yīng)該一致,否則樣品就非完全同一物質(zhì)。紫外測(cè)定選擇最大吸收波長(zhǎng)進(jìn)行含量測(cè)定,可以提高檢測(cè)靈敏度,減少其他干擾,但這是相對(duì)的。