溫馨提示:山東省質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)新舊資質(zhì)過渡 [詳細(xì)]
在液相分析過程中,你是否會(huì)遇到過峰前延、色譜峰展寬,分叉等現(xiàn)象?在進(jìn)行原因排查時(shí),我們可能會(huì)逐一排查系統(tǒng)、色譜柱、儀器等發(fā)現(xiàn)都正常,百思不得其解,最后才發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)在“溶劑效應(yīng)”這個(gè)隱形的殺手上。所以,本期小析姐帶大家看看液相分析中溶劑效應(yīng)的產(chǎn)生原因及應(yīng)對(duì)的策略方法,希望對(duì)大家有所幫助!
一、溶劑效應(yīng)是怎么回事?
通常情況下對(duì)于溶劑效應(yīng)理解為:樣品溶劑洗脫強(qiáng)度大于流動(dòng)相洗脫強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生的色譜峰變形的現(xiàn)象。
舉例說明:如用100%乙腈溶解樣品,注入到流動(dòng)相為乙腈-水(18:82)的反相系統(tǒng)中,會(huì)造成峰分叉結(jié)果(如圖A)。而采用流動(dòng)相溶解樣品,在注入到流動(dòng)相中,峰形恢復(fù)成正常(如圖B)。
用通俗的話來(lái)描述,溶劑效應(yīng)的產(chǎn)生是由于樣品溶劑與流動(dòng)相不匹配引起的。但是這種概念不能解釋其他由于所選稀釋劑導(dǎo)致的峰變形的異?,F(xiàn)象。
所以,有研究資料對(duì)“溶劑效應(yīng)”的概念進(jìn)行延伸,指出溶劑效應(yīng)是由于供試品中特定組分在稀釋劑與流動(dòng)相中所處狀態(tài)的差異對(duì)色譜行為的不利影響。如果這種不利影響較為嚴(yán)重,則可能造成明顯的色譜行為異常,如峰分叉、拖尾等。
二、為什么會(huì)產(chǎn)生及危害?
(一)溶劑效應(yīng)的產(chǎn)生在液相分析中,進(jìn)樣過程可分為三個(gè)階段:
第一個(gè)階段:是樣品到達(dá)色譜柱。
第二個(gè)階段:是樣品部分進(jìn)入色譜柱。
第三個(gè)階段:是樣品全部進(jìn)入色譜柱。
而溶劑效應(yīng)主要產(chǎn)生于進(jìn)樣過程的第二個(gè)階段,即樣品部分進(jìn)入色譜柱。在第二階段中,溶劑效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理可以用三部分進(jìn)程來(lái)進(jìn)行剖析:
●進(jìn)程1:樣品剛被注入系統(tǒng),進(jìn)入色譜柱后,流動(dòng)相氛圍中的目標(biāo)物以正常速度被洗脫。因強(qiáng)溶劑洗脫,移動(dòng)速度快,樣品在空間上開始慢慢分裂。
●進(jìn)程2:在一定時(shí)間內(nèi),溶劑氛圍中的目標(biāo)物移動(dòng)始終快一些,前后兩部分距離擴(kuò)大。但移動(dòng)快的目標(biāo)物所處氛圍逐漸被流動(dòng)相稀釋(注:因?yàn)槿軇┖土鲃?dòng)相均不保留),其移動(dòng)速度會(huì)逐漸降至正常流速。直到前面目標(biāo)物的氛圍完全被流動(dòng)相替代,前后兩部分的距離穩(wěn)定下來(lái)。所以,樣品溶劑與流動(dòng)相洗脫強(qiáng)度差距越大,兩部分目標(biāo)物最終的距離拉的越大。
●進(jìn)程3:所有目標(biāo)物在色譜柱中正常移動(dòng),但分裂已不可逆轉(zhuǎn)。
經(jīng)過檢測(cè)器,同一目標(biāo)物給出了兩個(gè)色譜峰。其中進(jìn)柱前即擴(kuò)散進(jìn)入流動(dòng)相的那部分目標(biāo)物組成了后面的色譜峰,它的保留時(shí)間與目標(biāo)物的真實(shí)保留時(shí)間基本吻合。
簡(jiǎn)單概括來(lái)說:強(qiáng)洗脫溶劑不均衡地參與了目標(biāo)物的洗脫,使色譜峰保留時(shí)間整體提前,而樣品因?yàn)樵谥暗牟怀浞謹(jǐn)U散導(dǎo)致了峰形扭曲。這種影響輕則導(dǎo)致峰展寬,嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致峰裂分,給樣品的定性和定量帶來(lái)災(zāi)難。
(二)溶劑效應(yīng)的危害
① 導(dǎo)致色譜柱柱效下降,危害分離;
② 危害峰形,危害定量,甚至危害定性;
③ 強(qiáng)洗脫的溶劑在基質(zhì)中提取出的雜質(zhì)遇流動(dòng)相會(huì)析出,可能堵塞針座、柱前管路或色譜柱。
三、應(yīng)該怎么解決“它”?
(一)溶劑強(qiáng)度
反相色譜系統(tǒng)中溶劑強(qiáng)度的順序?yàn)椋核?/span>(最弱)<甲醇<乙腈<乙醇<四氫呋喃<丙醇<二氯甲烷(最強(qiáng))
正相色譜系統(tǒng)中溶劑強(qiáng)度的順序?yàn)椋赫和?/span>(最弱)<醇/正己烷混合<乙醇<四氫呋喃當(dāng)溶解樣品的稀釋劑溶劑強(qiáng)度大于能夠洗脫的梯度流動(dòng)相的強(qiáng)度時(shí),就容易導(dǎo)致溶劑效應(yīng)的發(fā)生。
解決辦法:對(duì)于最普遍的溶劑效應(yīng),解決辦法即調(diào)整稀釋劑或流動(dòng)相,使二者洗脫能力接近,或稀釋劑洗脫能力稍低于流動(dòng)相都是可以的。
一般情況下,為避免溶劑強(qiáng)度差異導(dǎo)致的溶劑效應(yīng),反相色譜中較為穩(wěn)妥的做法是稀釋劑與流動(dòng)相保持一致,若流動(dòng)相或流動(dòng)相中的有機(jī)相無(wú)法直接溶解樣品,則用可以溶解樣品的溶劑溶解成高濃度儲(chǔ)備液,然后用流動(dòng)相稀釋至所需濃度。
(二)減小進(jìn)樣體積
當(dāng)樣品溶劑洗脫能力大于流動(dòng)相時(shí),由于樣品溶劑瞬時(shí)流動(dòng)相的作用,容易產(chǎn)生峰形前延。峰形前延的程度與進(jìn)樣量有關(guān),進(jìn)樣量越大,前延越厲害,溶劑效應(yīng)越明顯。反之進(jìn)樣量越小,溶劑效應(yīng)也越小。因此減小進(jìn)樣體積能有效削弱或消除溶劑效應(yīng)。
用此方法注意:
① 好峰形的獲得是以犧牲靈敏度為代價(jià),進(jìn)樣量的減小會(huì)使檢測(cè)靈敏度下降,在目標(biāo)化合物含量本就較低的情況下(如農(nóng)殘和環(huán)境樣品的檢測(cè)),此方案不可取;
② 靈敏度和檢測(cè)限是評(píng)價(jià)一個(gè)方法好與不好的重要指標(biāo),在萬(wàn)不得已的情況下通常盡量避免減小進(jìn)樣量。
(三)改變樣品的電離狀態(tài)
當(dāng)稀釋劑與流動(dòng)相的pH不一致時(shí),稀釋劑在流經(jīng)色譜柱時(shí),會(huì)改變周圍環(huán)境的pH,從而可能改變分析物的電離狀態(tài)進(jìn)而影響其保留行為。通常表現(xiàn)為保留時(shí)間的漂移或不穩(wěn)定??梢酝ㄟ^將樣品溶液的pH調(diào)節(jié)至與流動(dòng)相一致,或增大流動(dòng)相的緩沖能力來(lái)改善。
(四)調(diào)整柱前管路
對(duì)于梯度洗脫而言,在不影響分離度的情況下,可以改用較粗內(nèi)徑的柱前管路。
此方法注意:若是等度洗脫,此方法會(huì)降低柱效;若是梯度洗脫,基本不影響柱效。