在液相系统分析过程中,有没有遇到过峰前延、色谱峰展宽,分叉等现象?为什么有时候同一个样品减小进样量色谱峰就变的很好看?日常的分析工作中,我们通常将更多精力集中在流动相和仪器方法的选择上,忽视了样品进样溶剂的重要性。如果溶剂选择不当则会产生“溶剂效应”,使我们在定性和定量分析中产生误判,影响分析结果。
什么是溶剂效应
通常情况下对于溶剂效应的理解为:稀释剂溶剂强度大于流动相时造成色谱峰变形的现象。
举例:用纯乙腈溶解样品,注入流动相为乙腈-水(18:82)的反相系统中,会造成峰分叉或拖尾的结果,而采用流动相来溶解样品,峰形又会恢复正常。
用通俗的话来描述,溶剂效应的产生是由于样品溶剂与流动相不匹配引起的。
样品溶剂与流动相的“不匹配”包括:
● 二者的洗脱能力差异。
● 二者的互溶能力差异。
● 样品分子在二者中的溶解性差异。
● 样品分子在二者中分子态和离子态的分布差异。
溶剂效应产生的机理
色谱分析,进样过程可分为三个阶段:
● 第一个阶段是样品到达色谱柱。
● 第二阶段是样品部分进入色谱柱。
● 第三个阶段是样品全部进入色谱柱。
而溶剂效应主要产生于进样过程的第二个阶段,即样品部分进入色谱柱。
而在这一阶段中,溶剂效应的产生机理可以用三个部分来进行阐述:
● 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。
● 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完全被流动相替代,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。
● 所有目标物在色谱柱中正常移动,但分裂已不可逆转。
经过检测器,同一目标物给出了两个色谱峰。其中进柱前即扩散进入流动相的那部分目标物组成了后面的色谱峰,它的保留时间与目标物的真实保留时间基本吻合。
如何解决溶剂效应
1.溶剂强度
对于这一最普遍的溶剂效应,解决办法即调整稀释剂或流动相,使二者洗脱能力接近,或稀释剂洗脱能力稍低于流动相都是可以的。一般情况下,为避免溶剂强度差异导致的溶剂效应,反相色谱中较为稳妥的做法是稀释剂与流动相保持一致,若流动相或流动相中的有机相无法直接溶解样品,则用可以溶解样品的溶剂溶解成高浓度储备液,然后用流动相稀释至所需浓度。
2.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。
3.电离状态
电离状态的差异许多情况下会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。
4.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)。
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