作者:依利特 來源:液相售后 2025-09-02 11:54:53
做高效液相色譜(HPLC)分析時(shí),誰不盼著能跑出尖銳又對(duì)稱的色譜峰呢?那尖尖的峰就像分析結(jié)果的 “定心丸”—— 分離度更高,靈敏度也更足,不管是定性還是定量,出來的數(shù)據(jù)都讓人心里有底??蓪?shí)際操作中,麻煩總在不經(jīng)意間冒出來:色譜峰要么變寬 “攤成一片”,要么拖個(gè)長長的尾巴,甚至直接分叉,不光讓分析進(jìn)度慢下來,更怕的是因?yàn)檫@不準(zhǔn)的峰形,連數(shù)據(jù)解讀都出了錯(cuò)。
其實(shí)色譜峰會(huì)“變形”,說到底是樣品里的組分在色譜系統(tǒng)里“走偏了”—— 要么是不該擴(kuò)散的擴(kuò)散了,要么是往前跑的時(shí)候被不該出現(xiàn)的阻力攔住了。這些看似零散的問題背后,藏著一串環(huán)環(huán)相扣的影響因素。把這些因素摸清楚,才能真正找到優(yōu)化方法、解決麻煩,讓分析結(jié)果更靠譜。
一、色譜柱:峰形好壞的 “核心擔(dān)當(dāng)”
要是把色譜系統(tǒng)比作一個(gè) “分離工廠”,那色譜柱就是負(fù)責(zé)核心工作的 “車間”,它的狀態(tài)直接決定了峰形的模樣。
柱效降了,峰自然就寬了—— 這是直接的原因。色譜柱用得久了,柱效難免會(huì)慢慢下降,而藏在背后的 “兇手” 主要有三個(gè):
柱床塌了:就拿常用的硅膠基質(zhì)色譜柱來說,要是長期用高 pH 值的流動(dòng)相,固定相就會(huì)慢慢溶解,柱床里就會(huì)出現(xiàn)空隙。原本整齊的 “通道” 亂了,樣品組分走起來沒了章法,峰形自然就散了。
固定相“跑了”:鍵合相的共價(jià)鍵要是水解或者斷了,不光色譜柱分辨樣品的“能力”打折扣,還會(huì)讓樣品被莫名吸附,峰不僅變寬,還會(huì)拖著尾巴走。
柱頭被污染了:樣品里或者流動(dòng)相里的強(qiáng)保留物質(zhì),會(huì)牢牢粘在柱頭上,要么把篩板堵了,要么占了固定相的 “位置”,形成一個(gè)個(gè) “亂吸附的點(diǎn)”,峰形直接就被破壞了。
還有個(gè)容易被忽略的問題是篩板堵了:色譜柱兩端的燒結(jié)篩板孔徑特別小,本來是用來固定填料的。可樣品里的小顆粒、強(qiáng)保留雜質(zhì),會(huì)慢慢把篩板的孔堵住,柱頭壓力越來越高,流動(dòng)相流速也變得忽快忽慢,峰想不寬、不拖尾都難。
二、柱外效應(yīng):儀器系統(tǒng)的 “隱形干擾”
就算你有一根狀態(tài)絕佳的色譜柱,儀器本身的 “小空隙” 也可能給峰寬添亂 —— 這就是大家常說的 “柱外效應(yīng)”。尤其是用小內(nèi)徑色譜柱(比如 2.1mm 的)、短柱,或者分析低保留小分子的時(shí)候,這種影響會(huì)更明顯。
進(jìn)樣環(huán)節(jié)別大意:要是進(jìn)樣體積太大,樣品在柱頭上一鋪就是一大片,初始譜帶就寬了;就算體積合適,要是樣品溶劑比流動(dòng)相 “勁兒大”(也就是常說的 “溶劑效應(yīng)”),樣品會(huì)在柱頭上早早被沖下來,峰要么往前翹,要么直接變寬。
連接管路要 “精”:管子太長、內(nèi)徑太粗,里面的死體積就大。樣品還沒到檢測器,就會(huì)在這些空里慢慢擴(kuò)散、混合,峰自然就寬了。所以大家都會(huì)盡量用 “又短又細(xì)” 的連接管,比如內(nèi)徑 0.005 英寸的,就是為了減少這種干擾。
檢測器流通池別忽視:很多人容易忘了流通池的體積,可它其實(shí)很關(guān)鍵。要是流通池太大,就像多了個(gè) “混合罐”,本來已經(jīng)分開的峰,到這兒又混到一起,峰寬肯定就上來了?,F(xiàn)在用的高效色譜柱,大多會(huì)配體積小的微流量池,一般小于 10μL,就是為了避免這個(gè)問題。
三、流動(dòng)相和溫度:藏在 “熱力學(xué)” 里的影響
流動(dòng)相怎么配、溫度怎么控,看著是基礎(chǔ)操作,卻會(huì)從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)上悄悄影響峰形。
流動(dòng)相的 “配方” 很關(guān)鍵:流動(dòng)相的溶劑強(qiáng)度、pH 值,會(huì)直接影響樣品的保留情況和擴(kuò)散速度。要是條件沒選對(duì),樣品可能會(huì)和固定相、硅醇基發(fā)生額外的相互作用,峰就會(huì)拖尾巴。尤其是分析能電離的化合物時(shí),選對(duì)緩沖鹽、把 pH 值控制好,簡直是 “必做功課”。
流速不能“隨心所欲”:流速太快的話,傳質(zhì)阻力(也就是常說的傳質(zhì)方程中的C項(xiàng))會(huì)變大,峰容易寬;可流速太慢也不行,雖然傳質(zhì)阻力小了,但分子會(huì)慢慢縱向擴(kuò)散(也就是B項(xiàng)),峰照樣會(huì)寬。所以得根據(jù)色譜柱的特性和樣品的情況,找到那個(gè)“剛剛好”的流速 —— 通常就在范第姆特曲線的低點(diǎn),這時(shí)候柱效高,峰形也好。
溫度穩(wěn)定是 “底線”:色譜分離本身就是個(gè)熱力學(xué)過程,溫度變了,保留時(shí)間、分離的選擇性、柱效都會(huì)跟著變。要是柱溫箱的溫度忽高忽低,保留時(shí)間會(huì)飄,峰也會(huì)變寬。所以每次分析前,把柱溫箱溫度穩(wěn)住,是保證結(jié)果能重復(fù)的基本要求。
四、樣品本身:峰形的 “源頭關(guān)卡”
想讓峰形好,從處理樣品的時(shí)候就得留心,畢竟 “源頭” 沒管好,后面再調(diào)整也難。
樣品溶劑要 “匹配”:就像之前說的,要是用比流動(dòng)相 “勁兒大” 太多的溶劑溶解樣品,會(huì)破壞樣品在柱頭上的 “聚焦效果”,峰要么變寬,要么直接分叉,前期的準(zhǔn)備工作等于白做。
別讓樣品 “過載”:不管是濃度太高,還是進(jìn)樣體積太大,只要超了色譜柱的線性容量,麻煩就來了。固定相用來吸附的 “位置” 被占滿了,峰要么往前翹,要么拖尾巴,不僅寬,還不對(duì)稱,數(shù)據(jù)自然也不準(zhǔn)。
表1:色譜峰變寬主要影響因素
表2:色譜峰變寬原因快速排查步驟與對(duì)應(yīng)解決方案
解決方案
色譜峰展寬不是單一問題,想解決它,得從整個(gè)系統(tǒng)入手:
認(rèn)真保養(yǎng)色譜柱:遵循使用說明書、使用保護(hù)柱或者在線過濾器等,能讓色譜柱用得更久,狀態(tài)也更穩(wěn)定。
減少系統(tǒng)死體積:每次換配件、接管路的時(shí)候,多檢查連接點(diǎn),選合適的管路和配件,別讓“小空隙”拖后腿。
樣品溶劑和流動(dòng)相 “對(duì)齊”:盡量用初始流動(dòng)相,或者比它 “勁兒小” 的溶劑溶解樣品,避免溶劑效應(yīng)。
優(yōu)化方法參數(shù):多試試不同的流速、柱溫、梯度程序,找到適合的條件,別憑經(jīng)驗(yàn) “一刀切”。
做好系統(tǒng)適應(yīng)性測試:每次開始分析前,先跑個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品,看看柱效(理論塔板數(shù))、拖尾因子、分離度怎么樣,確認(rèn)系統(tǒng)狀態(tài)好,再正式分析,心里也更踏實(shí)。
表3:HPLC系統(tǒng)的日常維護(hù)