液相色譜,你問我答(六)
一、如果改善液相色譜分離度
1、流動(dòng)相
(1)流動(dòng)相中有機(jī)溶劑的類型和比例,會(huì)影響色譜分離的選擇性。對(duì)于反相色譜模式,常用的有機(jī)溶劑有甲醇、乙腈和四氫呋喃。可以通過改變流動(dòng)相中的有機(jī)相種類或調(diào)整其比例,來改變選擇性和分離度。
(2)流動(dòng)相的pH值影響分離度。對(duì)于中性的化合物,流動(dòng)相pH值的改變不會(huì)對(duì)其選擇性有太大的影響;對(duì)于酸性化合物和堿性化合物(可解離的化合物),影響較大。
(3)可以通過添加緩沖鹽來調(diào)整流動(dòng)相的離子強(qiáng)度,來改善目標(biāo)化合物與固定相之間的保留。
2、固定相
固定相中鍵合相的類型,填料的孔徑,封端類型以及色譜柱的粒徑和尺寸都會(huì)影響色譜分離的結(jié)果。其中最主要的因素是鍵合相的選擇。當(dāng)你采用C18固定相無法得到好的分離結(jié)果,可以考慮極性較強(qiáng)的C8固定相,或者選擇性與其有較大差異的苯基己基柱進(jìn)行嘗試,或者采用封端的色譜柱代替未封端的色譜柱。
3、硬件系統(tǒng)
對(duì)硬件系統(tǒng)的一些參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,也可以在一定程度上改善色譜分離的結(jié)果。比如較高的采樣速率;采用較小內(nèi)徑的管線和較小的流通池來減小擴(kuò)散體積和延遲體積減小色譜峰的展寬;或者通過提高色譜柱的柱溫來改善分離度。
二、樣品的峰面積變小
1、所有組分響應(yīng)都發(fā)生了大致相同程度的改變,可能的原因
(1)進(jìn)樣問題:檢查樣品瓶和進(jìn)樣針,保證樣品濃度和進(jìn)樣體積沒有變化。
(2)檢測(cè)器問題:檢查檢測(cè)器所有參數(shù)設(shè)置,如果基線噪音很大,通常不是檢測(cè)器而是系統(tǒng)污染了。
(3)該組分結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定,進(jìn)樣過程中可能降解。
(4)色譜條件是否發(fā)生改變,如流動(dòng)相比例、pH 值等。
(5)色譜柱改變,選擇性改變,效應(yīng)值也會(huì)發(fā)生改變。
2、只有部分組分響應(yīng)下降了
(1)看一看它們是否相似的揮發(fā)性或官能團(tuán),針對(duì)不同類型的樣品,盤查的角度可以有所不同:具有極性官能團(tuán)(如-OH, -NH, -SH)的樣品易被吸附,對(duì)污染的系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的維護(hù)。
(2)這些成分性質(zhì)是否穩(wěn)定,檢測(cè)過程中是否發(fā)生降解。
三、同一個(gè)樣品重復(fù)進(jìn)樣時(shí),
為什么峰面積會(huì)波動(dòng)呢?
導(dǎo)致這種結(jié)果的原因有很多:
如果樣品穩(wěn)定的話,首先排除儀器的故障,有氣泡是最主要的一種,氣泡的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致進(jìn)樣之間體積的不規(guī)律變化。
如果樣品之間的濃度相差很大,而進(jìn)樣2-3針后同一個(gè)峰的峰面積保持不變,那么可能是樣品殘留。
峰面積的減少也有可能是溫度引起的,但是這個(gè)影響很小,小于2%。如果你把樣品從冰箱里拿出來放到進(jìn)樣器里,它會(huì)慢慢的升溫,體積就會(huì)變大。這樣前后的進(jìn)樣體積就有差別了。
流速的隨機(jī)變化也會(huì)導(dǎo)致峰面積變化。流速改變的另一個(gè)潛在原因是系統(tǒng)高壓部位漏液了,這個(gè)應(yīng)該很容易發(fā)現(xiàn)。
復(fù)雜樣品中如果有肩峰(與目標(biāo)峰局部分離),軟件就很難判斷基線在哪里。這時(shí)采用手動(dòng)積分或者用強(qiáng)制基線自動(dòng)積分將會(huì)改善積分的重現(xiàn)性。樣品本身也會(huì)造成峰面積變化。在反相色譜中發(fā)現(xiàn)有些蛋白質(zhì)在開始的梯度中不能*洗脫,殘留的會(huì)出現(xiàn)在接下來的空白梯度中。這些鬼峰只在特定的蛋白質(zhì)和洗脫程序中出現(xiàn)。如果是這樣,就要在分析樣品后添加空白。另外,蛋白質(zhì)會(huì)不可逆的黏附在有些柱子內(nèi),隨著進(jìn)樣的增加,樣品的峰面積會(huì)慢慢變大。
四、壓力波動(dòng),如何使壓力變得正常
壓力波動(dòng)是在日常工作中常常遇到的問題,通常來說,壓力波動(dòng)與色譜柱的關(guān)系并不大,主要是儀器系統(tǒng)的問題,下面兩點(diǎn)zui值得注意:
1、泵內(nèi)有氣泡;
2、單向閥或密封墊滲漏。
解決的途徑如下:
1、溶劑過濾后超聲脫氣;使用在線脫氣機(jī);打開purge閥排氣泡,或者在溶劑中充氦氣;
2、清洗更換單向閥;更換泵密封墊。
五、如何正確保存液相色譜柱?
1、短期保存色譜柱
反相柱:使用緩沖液或含緩沖鹽的流動(dòng)相,實(shí)驗(yàn)完成后應(yīng)用20-30柱體積的甲醇或乙腈和水的10:90混合物進(jìn)行沖洗,在用甲醇或乙腈和水的90:10混合物進(jìn)行沖洗。如需過夜保存,可將流速保持在0.1到0.2mL/min。
正相柱:用流動(dòng)相洗出樣品,再用高比例正己烷:異丙醇沖洗色譜柱,保存。
2、保存色譜柱如色譜柱要長時(shí)間保存
必須存于合適的溶劑下。對(duì)于反相柱可以儲(chǔ)存于純甲醇或乙腈中,正相柱可以儲(chǔ)存于嚴(yán)格脫水后的純正己烷中,離子交換柱可以儲(chǔ)存于水(含防腐劑疊氮hua鈉或柳硫汞)中,并將購買新色譜柱時(shí)附送的堵頭堵上。特殊類型色譜柱的儲(chǔ)存,需參考色譜柱說明書,使用廠商推薦的溶劑。
六、液相色譜峰保留時(shí)間延長,怎樣解決?
1、流速降低
檢查并重新設(shè)置流速;檢查泵是否有氣泡;檢查泵密封墊是否滲漏,以及單向閥和其它系統(tǒng)滲漏。
2、流動(dòng)相組成改變
檢查系統(tǒng)是否有漏液點(diǎn);排除系統(tǒng)氣泡;補(bǔ)足溶劑瓶;確保梯度系統(tǒng)比例正確;預(yù)混合流動(dòng)相進(jìn)行等梯度洗脫;流動(dòng)相組成的問題。在反相色譜中,保留因子k和流動(dòng)相中有機(jī)相的比例是成指數(shù)關(guān)系的。通常,有機(jī)相變化1%,保留時(shí)間會(huì)變化5%-15%,一般是10%。pH變化0.1會(huì)導(dǎo)致保留時(shí)間變化10%,所以要準(zhǔn)確的測(cè)量pH,并且要校正好pH計(jì),在反相色譜中隨著pH的增加,酸性化合物保留時(shí)間縮短,而堿性化合物延長;離子對(duì)試劑的濃度會(huì)影響離子型化合物組分的保留時(shí)間。帶有和離子對(duì)試劑相反電荷的分析物的保留時(shí)間會(huì)縮短,帶同樣電荷的會(huì)延長。正相色譜的保留時(shí)間對(duì)流動(dòng)相中的極性成分非常敏感,任何情況下水都是一個(gè)麻煩,使用半飽和水的非極性溶劑比如正己烷和二氯甲烷來避免這個(gè)問題。
3、鍵合相流失
對(duì)于常用硅膠型色譜柱,要保持流動(dòng)相pH2~8之間;對(duì)于*pH(>10)或極低pH(<2)的工作,使用高穩(wěn)定性固定相,聚合物或高穩(wěn)定性固定相柱。
4、硅膠填料的活化位點(diǎn)
使用流動(dòng)相改性劑;流動(dòng)相中加競(jìng)爭(zhēng)堿;固定相用更高覆蓋度的填充料。
5、溫度降低
控制柱溫。通常溫度每變化1℃保留時(shí)間變化1%-2%。一般情況下影響沒有那么大,顯然這種問題用柱溫箱就可以避免。
七、液相色譜峰保留時(shí)間縮短,怎樣解決?
1、色譜柱填料的活性位點(diǎn)
使用流動(dòng)相改性劑,競(jìng)爭(zhēng)堿(堿性化合物,如三乙胺)或增加緩沖液強(qiáng)度,使用高覆蓋率的柱填料。
2、流動(dòng)相組成改變
檢查系統(tǒng)是否有漏液點(diǎn);排除系統(tǒng)氣泡;補(bǔ)足溶劑瓶;確保梯度系統(tǒng)比例正確;預(yù)混合流動(dòng)相進(jìn)行等梯度洗脫。
3、樣品過載
減少樣品量或使用較大內(nèi)徑或更長的色譜柱。
4、鍵合相或硅膠基流失
使用溫和pH的流動(dòng)相;使用耐受高pH或低pH專用硅膠柱,聚合物柱或其它高/低pH柱。
5、 色譜柱老化
使用保護(hù)柱,或高穩(wěn)定性鍵合相聚合物、混合型或高穩(wěn)定性柱。
八、基線波動(dòng)影響樣品測(cè)試,如何排查?
1、液相系統(tǒng)沒有平衡好,柱子里的流動(dòng)相一直在變化,導(dǎo)致基線波動(dòng);
2、沒有脫氣機(jī)的儀器,當(dāng)流動(dòng)相未脫氣或脫氣未*時(shí),基線會(huì)出現(xiàn)尖刺峰;
3、當(dāng)色譜柱被污染時(shí),也會(huì)造成基線波動(dòng);
4、檢測(cè)器的流通池被污染,造成吸收的不恒定,此時(shí)需要清洗流通池;
5、檢測(cè)器燈能量不足時(shí),吸收會(huì)變得不穩(wěn)定,這時(shí)基線一般也不穩(wěn)定,特別是在低波長處尤為明顯;
6、當(dāng)使用低波長檢測(cè)時(shí),有時(shí)流動(dòng)相會(huì)使用兩相或以上的等度,這時(shí)混合器的很小的混合比例的誤差都會(huì)被放大,很有可能會(huì)使基線發(fā)生波動(dòng);
7、流動(dòng)相里的有機(jī)相的截止波長最好要小于檢測(cè)波長20nm以上;
8、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境不穩(wěn)定(比如溫度忽高忽低,氣流不斷變化等);
9、儀器出現(xiàn)問題也會(huì)造成基線波動(dòng),這種情況下通常也會(huì)出現(xiàn)壓力不穩(wěn)。比如流動(dòng)相過濾頭堵塞、入口主動(dòng)閥濾芯污染、單向閥被污染物堵塞、泵頭有氣泡、系統(tǒng)流路漏液,比如管路裂開、peek接頭沒*連上色譜柱而導(dǎo)致的泄露等。
九、色譜柱使用壽命
色譜柱使用壽命大約為1000針,而保護(hù)柱的壽命大約為280針。主要受色譜條件及保存條件影響。表現(xiàn)形式:柱壓升高、柱效降低、峰形拖尾、峰形變寬、保留時(shí)間發(fā)生變化、固定相流失等。
1、色譜條件,有兩種基本情況:
(1)在相同實(shí)驗(yàn)中,以前使用的色譜柱壽命長很多,這種情況,應(yīng)該檢查一下色譜條件是否保持一致。樣品的組成,樣品中強(qiáng)吸收的污染物會(huì)破壞色譜柱的柱效。或者管路的密封圈是否完好?脫落的密封圈會(huì)堵塞色譜柱過濾器和填料的頂層,從而影響樣品的分布。如果可以確認(rèn)色譜條件沒有變化,那么可以推測(cè)是柱床松動(dòng)的原因。在實(shí)驗(yàn)室和運(yùn)輸過程中色譜柱劇烈的震動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致柱床松動(dòng);
(2)在本實(shí)驗(yàn)中用過的所有的色譜柱在使用相同次數(shù)后全部損壞,最大可能是樣品中的成分吸附在色譜柱的頂端。可能是在流動(dòng)相中不溶的沉淀物或者是強(qiáng)吸收的物質(zhì);
(3)采用合適的樣品準(zhǔn)備技術(shù)處理樣品。用和分析柱相似的固相萃取柱進(jìn)行固相萃取(SPE);
(4)使用保護(hù)柱。保護(hù)柱是作為犧牲柱裝在色譜柱前使用的,出現(xiàn)問題的時(shí)候就會(huì)被替換掉。保護(hù)柱的填料和裝填技術(shù)必須和分析柱一樣;
(5)反沖柱子。反現(xiàn)在的裝填技術(shù)可以使柱子承受反沖,能更好的去除柱頭端的污染物。
2、使用方法不對(duì),按照生產(chǎn)商的說明使用柱子的話一般很少發(fā)生
(1)流動(dòng)相pH超出使用范圍,導(dǎo)致的柱子鍵和相水解或基質(zhì)溶解。樣品用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶解的話也會(huì)發(fā)生;
(2)高溫也會(huì)導(dǎo)致色譜柱損壞,如高溫會(huì)加速鍵合相溶解;
(3)特殊柱子注意事項(xiàng),例如氨基柱可以和醛,酮反應(yīng)。氨基柱在不含緩沖鹽的水溶液中會(huì)顯強(qiáng)堿性,分解部分硅膠;
(4)暴露在錯(cuò)誤溶劑中的柱子也會(huì)發(fā)生坍塌。因?yàn)檫@些柱子是基于非常松散的結(jié)構(gòu)。他們是因顆粒之間的黏著而部分的結(jié)合在一起的。如果置于能破化這種黏著的流動(dòng)相中,柱床很有可能會(huì)坍塌。氰基柱在中性溶液,苯基柱在THF中有時(shí)就會(huì)發(fā)生這種問題。這也是不要沖洗柱子的另一個(gè)理由。
十、峰分叉原因分析
1、色譜柱污染
在開始時(shí)沒問題,在使用一段時(shí)間后出現(xiàn)這個(gè)問題,可能是由于污染引起的。這時(shí)需要對(duì)色譜柱加強(qiáng)沖洗,即使用比方法流動(dòng)相更強(qiáng)的溶劑沖洗色譜柱。
2、保護(hù)柱失效
如果樣品基質(zhì)比較臟,使用一段時(shí)間之后,發(fā)現(xiàn)的峰分叉或拖尾等問題,很有可能是保護(hù)柱失效造成的。一般粗略判斷標(biāo)準(zhǔn),塔板數(shù)、壓力或分離度的改變超過10%,就需要更換保護(hù)柱了。保護(hù)柱是消耗品,建議直接更換,不需要再生。
3、接頭連接不正確
如果色譜柱在使用過程中發(fā)現(xiàn)每個(gè)峰的峰形都出現(xiàn)問題,先考察是否有連接問題。管線可能太長或太短,這種情況可能導(dǎo)致滲漏或峰分叉/拖尾。如果管線太長,密封圈位置不當(dāng),將發(fā)生滲漏。如果管線推出的距離不夠,將會(huì)產(chǎn)生一段死空間,形成混合腔,導(dǎo)致柱外體積,使峰形變壞。
4、溶劑效應(yīng)
在反相LC中、如使用100%有機(jī)溶劑或100%強(qiáng)溶劑,大體積進(jìn)樣時(shí),將使色譜峰過早洗脫出色譜柱,導(dǎo)致峰變形。進(jìn)樣溶劑改為用水稀釋,與流動(dòng)相更為兼容,即使進(jìn)樣體積較大也不會(huì)出現(xiàn)峰變形。較早流出的峰或靠近溶劑前沿的峰更容易出現(xiàn)拖尾。在液相色譜中用溶于流動(dòng)相的小體積進(jìn)樣最為理想。
5、樣品過載
當(dāng)進(jìn)樣量超過柱子的容量,樣品峰會(huì)呈現(xiàn)分叉或拖尾,解決方案就是減少進(jìn)樣量。
6、色譜柱塌陷
由于柱塌陷引起的峰分叉,很難修復(fù)。如果流動(dòng)相pH>7或在色譜柱pH耐受圍臨界點(diǎn)附近長時(shí)間使用,是比較容易造成硅膠填料溶解塌陷。如果出現(xiàn)色譜柱塌陷,您會(huì)看到色譜圖中的每個(gè)峰峰形都會(huì)發(fā)生變化(峰拖尾、加寬或分叉),短時(shí)間內(nèi)可以反方向運(yùn)行,建議直接更換色譜柱。日常使用的過程中注意將溫度降低到40℃以下,特別是使用高pH流動(dòng)相時(shí)。
7、柱前篩板部分堵塞長期分析臟樣品
如果沒有保護(hù)柱或在線柱前過濾器,顆粒物和強(qiáng)吸附物很可能在柱入口篩板發(fā)生堵塞,同時(shí)伴隨著壓力升高,解決辦法一般是色譜柱反沖。
8、色譜柱性能下降
使用色譜柱時(shí),會(huì)用其分析各種目標(biāo)物、使用各種流動(dòng)相并分離不同的樣品基質(zhì),經(jīng)過長時(shí)間的使用,色譜柱會(huì)受到這些物質(zhì)的影響發(fā)生一些微妙的變化,從而引起峰分叉、拖尾或保留時(shí)間的改變。