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通常,溶劑效應(yīng)是由于樣品溶劑強(qiáng)度大于流動(dòng)相強(qiáng)度(比如樣而引起的色譜峰變形現(xiàn)象(如分叉,前沿,脫尾等)。但是,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),有時(shí)我們的樣品溶劑的強(qiáng)度并不大于流動(dòng)相的強(qiáng)度,但由于添加了一些稀釋劑,仍然會(huì)出現(xiàn)峰形變。因此,從廣義上講,“溶劑效應(yīng)”的概念應(yīng)延伸至:樣品中某些組分由于稀釋劑和流動(dòng)相存在差異較大而導(dǎo)致的異常色譜行為。
一、溶劑效應(yīng)的產(chǎn)生過程
階段: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。
第二階段: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)物的氛圍被流動(dòng)相替代,前后兩部分的距離穩(wěn)定下來。因而,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。
第三階段: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)。
簡單概括,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,而樣品在柱前的不充分?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,給定性定量帶來災(zāi)難。
二、溶劑效應(yīng)為何會(huì)發(fā)生?
溶劑強(qiáng)度
在反相色譜系統(tǒng)中溶劑強(qiáng)度的順序?yàn)樗ㄗ钊酰技状迹家译妫家掖迹妓臍溥秽急迹级燃淄椋ǎ?。溶解樣品的溶劑?qiáng)度大于該樣品出峰時(shí)流動(dòng)相強(qiáng)度,樣品溶劑可以看成流動(dòng)相的一部分,一部分樣品溶解于溶劑中會(huì)被迅速洗脫出色譜柱,而一部分樣品溶解于流動(dòng)相,被流動(dòng)相洗脫出,這樣會(huì)造成色譜峰的展寬或者分叉。
進(jìn)樣體積
當(dāng)進(jìn)樣體積較小時(shí),擴(kuò)散至流動(dòng)相中的溶質(zhì)占大多數(shù),且擴(kuò)散在很短時(shí)間內(nèi)完成,因此峰形與用流動(dòng)相直接溶解樣品無大差異。隨著進(jìn)樣的體積增大,留在溶劑本身里的溶質(zhì)的量逐漸增大,當(dāng)進(jìn)樣體積增大到一定數(shù)量,留在溶劑里的溶質(zhì)的量變得不可忽略,在色譜圖上就表現(xiàn)為色譜峰的分叉、拖尾等。
溶劑相容性
直接溶解樣品時(shí),許多小伙伴會(huì)選擇使用氯仿和甲苯等可溶性溶劑,甚至DMSO等“通用溶劑”來溶解樣品。這種進(jìn)樣的結(jié)果是溶劑與流動(dòng)相不相容,溶質(zhì)在流動(dòng)相中難以擴(kuò)散。對(duì)于另一實(shí)例,表面活性劑常加入到參比制劑的溶出曲線中的溶劑中。注入含表面活性劑的溶劑后,含表面活性劑溶劑中溶質(zhì)的分布系數(shù)與流動(dòng)相中的分布系數(shù)有很大差異,會(huì)導(dǎo)致峰形問題,甚至保留時(shí)間漂移。
電離態(tài)
電離態(tài)的差異主要是由溶劑和流動(dòng)相的pH值差異引起的。我們都知道,在反相體系中,由于目標(biāo)化合物的現(xiàn)有狀態(tài)不同,保留行為會(huì)有很大差異,而現(xiàn)有狀態(tài)取決于目標(biāo)化合物在不同pH體系中的電離狀態(tài)。如果樣品在溶劑和流動(dòng)相中的電離狀態(tài)相差很大,并且樣品溶液在接觸流動(dòng)相的過程中沒有時(shí)間緩沖到流動(dòng)相中的電離態(tài),那就是時(shí)間。如果較長,則很容易顯示保留時(shí)間未對(duì)準(zhǔn)或峰形變形。
(流動(dòng)相為pH 3.0緩沖鹽。綠色譜圖為對(duì)照品,另外三個(gè)譜圖樣品的溶劑從下至上分別為0.1%磷酸、純化水、pH 3.0流動(dòng)相)
三、如何解決溶劑效應(yīng)
改變?nèi)軇?qiáng)度
解決溶劑效應(yīng)最穩(wěn)妥的辦法就是改變樣品溶劑的強(qiáng)度,例如用流動(dòng)相去溶解樣品,梯度洗脫的條件下,可以選擇初始流動(dòng)相作為樣品溶劑;或者選擇與流動(dòng)相洗脫能力接近的溶劑作為樣品溶劑。若流動(dòng)相或流動(dòng)相中的有機(jī)相無法直接溶解樣品,或溶解性較差(常在制備色譜中碰到),則用可以溶解樣品的溶劑將樣品溶解配制成高濃度儲(chǔ)備液,然后再用流動(dòng)相盡可能的去稀釋至所需的濃度大小。
降低進(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。因此降低進(jìn)樣體積能有效削弱或消除溶劑效應(yīng)。
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。(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)。 以上便是本期液相色譜種“溶劑效應(yīng)”的全部內(nèi)容。高效液相色譜進(jìn)樣前,必須選擇一種合適的溶劑體系,若溶劑選擇不當(dāng)會(huì)使得峰形發(fā)生不同程度的異常,進(jìn)而影響分析結(jié)果。
改變電離狀態(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)相的緩沖能力來改善。
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