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液相色谱中溶剂对色谱图的影响

时间:2025/1/7阅读:72
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通常,溶剂效应是由于样品溶剂强度大于流动相强度(比如样而引起的色谱峰变形现象(如分叉,前沿,脱尾等)。但是,我们会发现,有时我们的样品溶剂的强度并不大于流动相的强度,但由于添加了一些稀释剂,仍然会出现峰形变。因此,从广义上讲,“溶剂效应"的概念应延伸至:样品中某些组分由于稀释剂和流动相存在差异较大而导致的异常色谱行为。

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一、溶剂效应的产生过程


阶段:样品刚被注入系统,进入色谱柱后,流动相氛围中的目标物以正常速度被洗脱。因强溶剂洗脱,移动速度快,样品在空间上开始慢慢分裂。

第二阶段:在一定时间内,溶剂氛围中的目标物移动始终快一些,前后两部分距离扩大。但移动快的目标物所处氛围逐渐被流动相稀释(注:因为溶剂和流动相均不保留),其移动速度会逐渐降至正常流速。直到前面目标物的氛围被流动相替代,前后两部分的距离稳定下来。因而,样品溶剂与流动相洗脱强度差距越大,两部分目标物最终的距离拉的越大。

第三阶段:所有目标物在色谱柱中正常移动,但分裂已不可逆转。

简单概括,强洗脱溶剂不均衡地参与了目标物的洗脱,使色谱峰保留时间整体提前,而样品在柱前的不充分扩散导致了峰形扭曲。这种影响轻则导致峰展宽,严重时甚至导致峰裂分,给定性定量带来灾难。

二、溶剂效应为何会发生?


溶剂强度

在反相色谱系统中溶剂强度的顺序为水(最弱)<甲醇<乙腈<乙醇<四氢呋喃<丙醇<二氯甲烷()。溶解样品的溶剂强度大于该样品出峰时流动相强度,样品溶剂可以看成流动相的一部分,一部分样品溶解于溶剂中会被迅速洗脱出色谱柱,而一部分样品溶解于流动相,被流动相洗脱出,这样会造成色谱峰的展宽或者分叉。


进样体积

当进样体积较小时,扩散至流动相中的溶质占大多数,且扩散在很短时间内完成,因此峰形与用流动相直接溶解样品无大差异。随着进样的体积增大,留在溶剂本身里的溶质的量逐渐增大,当进样体积增大到一定数量,留在溶剂里的溶质的量变得不可忽略,在色谱图上就表现为色谱峰的分叉、拖尾等。 


溶剂相容性

直接溶解样品时,许多小伙伴会选择使用氯仿和甲苯等可溶性溶剂,甚至DMSO等“通用溶剂"来溶解样品。这种进样的结果是溶剂与流动相不相容,溶质在流动相中难以扩散。对于另一实例,表面活性剂常加入到参比制剂的溶出曲线中的溶剂中。注入含表面活性剂的溶剂后,含表面活性剂溶剂中溶质的分布系数与流动相中的分布系数有很大差异,会导致峰形问题,甚至保留时间漂移。


电离态

电离态的差异主要是由溶剂和流动相的pH值差异引起的。我们都知道,在反相体系中,由于目标化合物的现有状态不同,保留行为会有很大差异,而现有状态取决于目标化合物在不同pH体系中的电离状态。如果样品在溶剂和流动相中的电离状态相差很大,并且样品溶液在接触流动相的过程中没有时间缓冲到流动相中的电离态,那就是时间。如果较长,则很容易显示保留时间未对准或峰形变形。

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(流动相为pH 3.0缓冲盐。绿色谱图为对照品,另外三个谱图样品的溶剂从下至上分别为0.1%磷酸、纯化水、pH 3.0流动相)


三、如何解决溶剂效应


改变溶剂强度

解决溶剂效应最稳妥的办法就是改变样品溶剂的强度,例如用流动相去溶解样品,梯度洗脱的条件下,可以选择初始流动相作为样品溶剂;或者选择与流动相洗脱能力接近的溶剂作为样品溶剂。若流动相或流动相中的有机相无法直接溶解样品,或溶解性较差(常在制备色谱中碰到),则用可以溶解样品的溶剂将样品溶解配制成高浓度储备液,然后再用流动相尽可能的去稀释至所需的浓度大小。


降低进样体积

当样品溶剂洗脱能力大于流动相时,由于样品溶剂瞬时流动相的作用,容易产生峰形前延。峰形前延的程度与进样量有关,进样量越大,前延越厉害,溶剂效应越明显。反之进样量越小,溶剂效应也越小。因此降低进样体积能有效削弱或消除溶剂效应。


柱前管路

对于梯度洗脱而言,在不影响分离度的情况下,可以改用较粗内径的柱前管路。(注意:若是等度洗脱,此方法会降低柱效;若是梯度洗脱,基本不影响柱效)。 以上便是本期液相色谱种“溶剂效应"的全部内容。高效液相色谱进样前,必须选择一种合适的溶剂体系,若溶剂选择不当会使得峰形发生不同程度的异常,进而影响分析结果。


改变电离状态

当稀释剂与流动相的pH不一致时,稀释剂在流经色谱柱时,会改变周围环境的pH,从而可能改变分析物的电离状态进而影响其保留行为。通常表现为保留时间的漂移或不稳定。可以通过将样品溶液的pH调节至与流动相一致,或增大流动相的缓冲能力来改善。





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