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学以致用之乙腈与甲醇在色谱行为中的区别

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2024/09/11

液相色谱（LC）

“ 乙腈和甲醇在色谱分析中有着显著的区别，这些差异主要体现在它们的化学性质、动力学性能、洗脱强度、紫外吸收截止波长、溶解能力、经济成本以及对色谱柱背压的影响上。”

01
—
化学性质与氢键形成

乙腈是一种极性的不可电离非质子酸，由于存在C≡N三键，它可以带来π-π相互作用，同时，氮原子的高电负性使其能够作为氢键的受体与另一分子形成氢键。

甲醇是一种极性的可电离质子酸，它的-OH基团上的氧原子具有高电负性，可以部分极化分子，产生微负电荷，而氢原子则产生微正电荷，这使得甲醇能够与另一个分子相互作用形成氢键。

案例：下面这对异构体化合物，有机相选用乙腈无法有效分离，用甲醇后则可以达到基线分离。甲醇作为质子供体，提供质子环境，增强氢键作用。

02
—
洗脱强度

在反相色谱中，乙腈的洗脱强度大约是甲醇的1.25倍，也就是说通常情况下，乙腈的比例大约是甲醇的比例的80%时，样品峰的保留强度比较接近，在方法开发更换有机相时可以参考，当然也会有对有机相比例特殊敏感的样品。比如最近分析一个样品，乙腈梯度30%就下来了，甲醇梯度80%才出峰。

03
—
紫外吸收截止波长

乙腈的紫外截止波长较低，约为190nm，而甲醇的截止波长约为210nm。这意味着使用乙腈时可以在更低的波长下进行检测，而使用甲醇作为有机溶剂，尽可能使用高于210nm的波长，因为210nm以下，甲醇会有紫外吸收，会产生更多的基线噪音或基线漂移。

04
—
溶解能力

甲醇总体上具有更好的溶解度特性，这意味着较高比例的甲醇水溶液能更好地溶解大多数盐。在样品的溶解度方面，甲醇也优于乙腈，能完全溶解更多类型的样品，这可能会带来更好的整体峰形和选择性。

05
—
动力学性能与背压

乙腈的粘性比甲醇小，因此通常会导致整体柱压和系统背压降低。乙腈和水的混合物还会发生吸热反应（冷却溶液），从而在溶液中捕获气体，这可能有利于脱气过程。

甲醇和水的混合物会发生放热反应，甲醇/水混合液使密封件更快地进入其溶胀状态，这可能对密封件和色谱柱造成更大的磨损。

06
—
经济成本

乙腈的价格高于甲醇，因此当有可能使用甲醇代替乙腈时，可以使用甲醇以节省实验室成本。总体来说，乙腈的优势大于劣势，大约70%的反相分离中使用乙腈。然而，选择哪种溶剂应基于具体的分析需求、样品性质、经济考量以及实验室条件。正确的选择可以显著提高色谱分析的效率和准确性。

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