概述
在液相色譜分析過程中,我們經(jīng)常遇到的問題主要有二種,一種與液相色譜儀本身因素有關(guān),如液相色譜的閥門、混合器、檢測器的光源以及其它的一些硬件設(shè)備。出現(xiàn)這類問題后,如果能找出問題根源,解決起來一般很簡單,而且這類問題可以通過對儀器的精心維護(hù)來避免;而另一類問題則是分析方法本身造成的問題,如出現(xiàn)色譜峰形狀不好、峰與峰之間不能分開、基線飄移等等。不幸的是,如果出現(xiàn)這類問題,看起來似乎很明顯,但是要找出原因并解決這類問題卻非常困難。為了減少出現(xiàn)這一類型的問題,就必須在分析之前,仔細(xì)研究并選擇一個好的分析方法,有了一個好的分析方法,就很容易獲得理想的分離效果,而且在出現(xiàn)問題是也很便于找出原因。要選擇一個好的分析方法,就必須對液相色譜分析的一些基本原則要有一個很深的了解。
一、分析方法選擇的基本原則
假如你想做一頓豐盛的晚餐,首先必須看一下食譜,然后檢查一下你所需的東西是否齊全,如果少了配料還必須去商店購買,這樣你才可能做出一頓可口的晚餐。同樣進(jìn)行液相色譜分析時,也必須按照一定的程序進(jìn)行,首先你必須要有專門的儀器和試劑,然后有目的地選擇分析方法,這樣你才可能得到好的分析結(jié)果,避免走一些彎路。
二、柱子的選擇
現(xiàn)在大部分液相色譜分析都是使用反相色譜柱,其中以C18和C8柱最為流行,然而,色譜分析并不是流行歌曲,這兩種色譜柱之所以運(yùn)用廣泛是因為在大多數(shù)情況下,使用這兩種柱子都能獲得理想的分離效果。盡管一些樣品的分離并不是這兩種柱子(如表一所示),但C18和C8經(jīng)常是最好的固定相,C18和C8柱兩者之間并無明顯的差別,但在我們實驗室中以常使用的是C8柱。色譜分析人員遇到的多數(shù)樣品需要利用反相色譜柱進(jìn)行分析,但一些樣品可能需要其它的分析技術(shù)才能成功地分離,這些樣品及分離方法在表一中作了簡要的敘述。
表一:樣品及分析方法
在過去的15年中,高純度、低金屬雜質(zhì)含量的硅膠基質(zhì)色譜柱是最為實用的色譜柱之一。但傳統(tǒng)色譜分析用的硅膠顆粒具有差異性及酸性表面,固定在柱子表面后,導(dǎo)致出現(xiàn)拖尾峰,而且柱與柱之間的重現(xiàn)性較差。最近硅膠基質(zhì)中出現(xiàn)一種新的產(chǎn)品,這種硅膠具有Metal-free特性,因此,柱子性能更穩(wěn)定,重現(xiàn)性也更好,分離后峰的形狀也很不錯。這種改性后的硅膠稱為B型硅膠。由于具有上述優(yōu)點,大多數(shù)色譜制造商都用不同的名稱來表明它們與傳統(tǒng)的產(chǎn)品之間的不同。大多數(shù)色譜柱制造商都生產(chǎn)以B型硅膠為基質(zhì)的色譜柱,因此你可以選擇你所喜歡的供應(yīng)商提供的產(chǎn)品。由于這種產(chǎn)品具有上述特性,建議使用A型硅膠柱的改為使用B硅膠柱。
三、柱子尺寸規(guī)格的選擇
液相色譜分析時柱子選擇的另一個因素就是柱子大小、及填充顆粒的直徑(dp)的選擇。最常用顆粒直徑為5μm,但顆粒的直徑(dp)為3.0及3.5μm的也適合分析使用,但大多數(shù)色譜工作者都喜歡使用顆粒直徑為5μm的色譜柱,因為這種色譜柱具有很長的使用歷吏。顆粒的dp小意味著可以獲得較高的理論塔板數(shù),但所需的柱壓增大,而且dp為3.0μm的色譜柱易堵塞,所以一些色譜制造商又生產(chǎn)出dp為3.5μm的色譜柱。
在我們實驗室中經(jīng)常使用的是150mm×4.6mm,dp為5μm的色譜柱。另一種可以選擇 的色譜柱為75mm×4.6mm,dp為3.5μm的柱子,這種柱子的分離效果與前一種色譜柱分離效果相似,但使用時間減小一半。這兩種柱子還有一個優(yōu)點就是在合理的壓力下(<2000psi ),流速可以設(shè)定在1.5-2.0mL/min之間,而流速高意味著可以縮短分析時間。
有些分析者建議使用30 or 50mm長的柱子作為前處理柱,但這種柱子不能提供足夠的塔板數(shù)。另一種意見是使用窄孔柱(2mmid)或微孔柱(≤1mmid),這兩種柱子所需的溶劑少,但是這兩種柱子所需的某些儀器與正常使用的色譜儀有些不同,而且正處在一個研究階段,建議等這兩種色譜柱研究成熟之后再使用。
150mm×4.6mm,dp為5μm的色譜柱最為常用,75mm×4.6mm,dp為3.5μm的色譜柱也中較常見,在一般情況下流速可設(shè)定為1.5mL/min。
四、有機(jī)相的選擇
獲得成功分離的另一個重要因素就是流動相有機(jī)溶劑的選擇,如果使用反相色譜柱可以有三種有機(jī)溶劑可以選擇,甲醇、乙腈和四氫呋喃。每一種溶劑都有其獨特的優(yōu)點,但色譜分析人員很少能預(yù)見哪一種溶劑更合適,所以具體選擇哪一種溶劑你必須充分考慮同行的意見。
在我的實驗室中多數(shù)工作分析藥物中的成份,其中有些樣品的紫外吸收很弱,所以,分析時紫外檢測器的波長為220nm甚至更低,但是四氫呋喃的紫外吸收比較強(qiáng),所以在波長低于240nm時,就不能選擇這種溶劑。盡管低濃度的甲醇在較低的波長下也可使用,但是在低于220nm時,甲醇的濃度不易控制。選擇何種溶劑還必須考慮其與樣品及空氣之間不發(fā)生作用,而四氫呋喃易分解,形成過氧化物,所以使用這種溶劑時須格外小心。一些研究人員發(fā)現(xiàn),在四氫呋喃中加入水可以解決這個問題,但它與色譜柱平衡所需的時間比甲醇、乙腈長,而且其不愉快的氣味也是一個不利因素。與四氫呋喃相比,甲醇和乙腈的最大優(yōu)點是在柱壓較低的條件下,流速可控制在1-2mL/min之間。
考慮到理想溶劑的特點,如粘度低、紫外吸收弱、與樣品不相互作用,而且使用方便,所以首選的有機(jī)溶劑應(yīng)是乙腈,當(dāng)然利用甲醇作為有機(jī)溶劑的也較為常見。
五、水相的選擇
假如樣品為一般化合物,可以用水作為水相,然而離子化合物在藥物分析時普遍存在,而這類化合物需要控制pH值才能得到很好的分離。如流動相的pH值必須高于或低于樣品的PKA1.5個單位。在分析有機(jī)酸時,當(dāng)pH值低于3時,色譜柱一般還比較穩(wěn)定,然而當(dāng)PH值高于8時,就需要緩沖液,因為此pH值已經(jīng)超出了二氧化硅的有效使用范圍。寬PH值的二氧化硅柱也比較常見,但是對高pH值物質(zhì)的分離,很少有這方面的報道。所以建議使用緩沖液來減少二氧化硅的流失。
考慮到樣品的特性及柱子的穩(wěn)定,建議在分析PH值較高的物質(zhì)時應(yīng)使用緩沖液,2.5mm的磷酸鹽緩沖液 (pH=2.5)是非常合適的水相。如果在分析方法中使用了分光儀,那么就必須選擇易揮發(fā)的緩沖液,盡管不如真正的緩沖液有用,但0.1%Trifluoroacetic酸和乙酸能夠滿足pH值的控制要求。
六、其它因素
在你選擇液相色譜的分析方法時,必須考慮到其它的一些因素,比如,溫度。因為溫度變化1度,保留時間將變化1-3%,所以溫度控制十分重要,溫度的變化還影響色譜柱的選擇性,這會使你更積極地投入到溫度選擇中去。在分析時柱溫一般比室溫高一點(如,35℃),因為此溫易控制,而且在低壓下有利于降低溶劑的粘度,從而降低柱壓。有時你需要利用其它的一些方法,如在流動相中加入部分特殊的物質(zhì),不過建議最好在你實在必須時才用這種方法,記住KISS原則(Keep it simple ,stupid),不要使你的流動相過分復(fù)雜。
總結(jié)
在液相色譜分析時條件的選擇非常重要,而且流動相是你常年與之打交道的,所以你必須慎重選擇。一些較為常見的分析條件如表二所示:
表二:分析條件內(nèi)容
(內(nèi)容來源實驗與分析)
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