方法优化中的理论和实践
很多事情的运作直至成功都离不开强大的理论指导,但光有理论指导却不一定能成功,实践也很重要,实践也是成败的一大重要因素。
理论指导实践,实践验证理论,二者相辅相成,二者同样重要。
下面我们就用一件事来阐述一下二者的关系吧。
前一阵我们接到一个样品,是一个蜂胶检测的样品,客户自己也有仪器,但检测效果不理想(客户之前做的样品还行,可能是这批样品有些特殊,检测结果不理想),于是拿到我们这,希望我们能帮着把这个样品做出来,并且提供做出该样品的方法。
该样品是蜂胶样品,样品中的主要成分和含量客户要求保密,我们在这就不明确了,希望大家能够理解。方法是高效液相色谱法,下面就具体介绍下。
实验过程
客户提供了检测方法和配制好的标准品及样品,另外又带了些蜂胶成品。
仪器
高效液相色谱仪(等度+紫外检测器+柱温箱),超声波振动仪,溶剂过滤器,进样器,固相萃取仪,离心机
试剂
甲醇(色谱纯),超纯水,磷酸
色谱条件(客户参考标准的方法)
检测器:紫外检测器
色谱柱:C18,5um,4.6 X 250mm
检测波长:270nm
流动相:甲醇:0.1%磷酸=58:42(V:V)
流速:0.8ml/min
柱温:室温
进样量:20ul
标准品色谱图:
样品色谱图:
通过以上色谱图我们可以看出几个问题:一是标准品和样品峰形都不好,分离度也很差,但客户需要的是6号峰、7号峰和8号峰样品的含量,所以客户能接受标准品色谱图效果而接受不了样品的效果;二是标准品和样品的峰高都很高,这说明标准品和样品的浓度都很高;三是检测时间太长了,这个客户也要求尽量缩短。
客户之前自己做的,为了缩短检测时间,用的流动相是甲醇:0.1%磷酸=70:30(V:V),色谱图如下:
标准品色谱图:
样品色谱图:
这个检测时间是短了些,但分离度却更差了。
按客户的要求,下面需要我们做的最主要的是提高样品中6号峰和前面物质的分离度,其次是尽量缩短检测时间。
样品浓度这么大,分离度肯定受影响,按我们平时检测的经验,色谱峰高在10mV-500mV效果较好,于是我们先取出适量标准品和样品,分别稀释了10倍进样,流动相是甲醇:0.1%磷酸=70:30(V:V),色谱图如下。
标准品色谱图:
样品色谱图:
分离度好了很多,但还是不太好。接下来我们又重新配制了样品,客户配制样品的过程是样品加水溶解,微膜过滤。我们在样品配制过程中又加了离心和固相萃取两步。结果效果和原来差不多,我们不知道6号色谱峰前面的干扰物是什么物质,固相萃取柱不好选择,这可能也是实验失败的重要原因,看来这种方法行不通。
下面我们考虑到改变下检测波长会不会通过干扰物和6号峰对每个波长的响应值不同来提高分离度,于是分别采用260nm和280nm进行检测。结果260nm时6号色谱峰前面那个干扰物和7号色谱峰变大了,6号色谱峰却变小了,其它的色谱峰基本不变;280nm时大多色谱峰都变小了,包括6号色谱峰和前面干扰物色谱峰。
通过上面的实验我们可以得出改变检测波长后,6号色谱峰和前面干扰物的分离度更差了,这种方法也是行不通。下面我们又分别把进样量由20ul改为10ul、5ul,色谱图如下。
进样量10ul标准品色谱图:
进样量10ul样品色谱图:
进样量5ul标准品色谱图:
进样量5ul样品色谱图:
到此效果已经有很大的改观了,尤其是5ul的进样量,那下面就用5ul的进样量了。但为了进一步提高分离度,我们又改变了一下流动相,以甲醇:0.1%磷酸=65:35(V:V)为流动相,色谱图如下。
标准品色谱图:
样品色谱图:
这样分离度已经很好了,完全满足客户要求,但客户觉得检测时间有点长,最好再优化下。于是我们首先把泵流速由0.8ml/min改为1.0ml/min,色谱图如下。
标准品色谱图:
样品色谱图:
这样检测时间缩短了一些,并且对分离度影响不大,这一变化收益不小。下面我们又提高了色谱柱温度,分别选了30℃、35℃,色谱图如下。
30℃标准品色谱图:
30℃样品色谱图:
35℃标准品色谱图:
35℃样品色谱图:
通过以上色谱图我们发现色谱柱温度控制在30℃时对分离度影响不大,检测时间也略缩短了些。客户对这个检测结果非常满意,这样新的检测方法诞生了。
色谱条件
检测器:紫外检测器
色谱柱:C18,5um,4.6 X 250mm
检测波长:270nm
流动相:甲醇:0.1%磷酸=65:35(V:V)
流速:1.0ml/min
柱温:30℃
进样量:5ul
为了提高这个样品的分离度,我们做了很多优化检测方法工作,有的效果明显,有的不明显,下面总结如下:
1.稀释样品;
2.减少进样量;
3.减少流动相中有机相含量;
4.改变检测波长;
5.优化前处理方法。
其中前三项效果较好,后两项在这个检测中效果一般(根据经验,这两项在有些检测中,也有很好的效果)。另外有时通过降低泵流速、降低色谱柱温度、更换效果更好的色谱柱等方法也能获得很好的效果。当然通过以上这些工作我们也得出了缩短检测时间的几种方式。那就是:一是增加流动相中有机相含量;二是提高色谱柱温度;三是增加泵流速。当然换一根柱效更高的色谱柱也是很好的选择。
提高分离度理论方法有很多,但实践证明有的可行有的不可行,最后理论加实践获得了比较好的结果。
理论、实践二者相辅相成,二者同样重要,缺一不可。
理论指导实践,实践验证理论,并有可能产生新的理论,这应该就是理论和实践的关系吧。