2023-05-09 12:36:26, YoYo老师 三耀精细化工品销售(北京)有限公司
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在进行液相色谱分析时,我们通常有以下诉求:
继之前介绍的实现保留与达成分离,今天YoYo老师将为您带来液相方法开发攻略第三节——关于峰形和理论塔板数!
• 实现保留
• 达成分离
• 峰形和理论塔板数
• 寿命
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No.250 | 液相方法开发攻略 - 第一节:实现保留
No.251 | 液相方法开发攻略 - 第二节:达成分离
在目标化合物达成分离后,接下来需要关心的问题就是改善峰形。
改善峰形可以从以下四部分进行考虑。
• 确认峰形不理想的原因
• 优化色谱条件
• 更换色谱柱
接下来,YoYo会顺着这个思路,对液相方法开发中目标化合物的峰形及理论塔板数的改善方法进行介绍。
确认峰形不理想的原因
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当色谱峰形出现问题时,首先应确认是由于液相方法导致还是由色谱柱本身引起的。
如果是色谱柱本身引起的前延、拖尾、裂峰等峰形问题,则需要通过冲洗色谱柱、调整流动相等方式进行改善。
YoYo以前推送过关于峰形改善的文章,详细说明了峰形变差的原因及解决对策,请戳下方链接复习~
● 传送门 ●
优化色谱条件
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如果是由于液相方法导致的峰形问题,可以参考以下方法进行优化。
• 改变有机相种类
• 提高柱温
• 减小进样量
• 增加流动相中盐的浓度
• 流动相中添加扫尾剂三乙胺(TEA)
添加三乙胺后(根据实验需要调节合适pH),可降低硅胶表面残存硅醇基影响,改善拖尾情况
• 流动相中添加0.1% TFA
可抑制硅醇基的解离,同时也可作为离子对试剂来增强化合物的保留
在这里,YoYo将对前三点稍作举例说明。
有机相种类对峰形的影响
▲苯扎溴铵
▲不同有机相条件下 苯扎溴铵的分析
*注:峰上标数字为不对称因子。
HPLC Conditions :
色谱柱:CP C18 AQ S5; 4.6 × 150
流动相:5 mM 醋酸铵溶液*/乙腈 = 35/65
5 mM 醋酸铵溶液*/甲醇 = 25/75
流 速:1 mL/min
温 度:40 °C
检 测:PDA 214 nm
进样量:20 µL
样 品:0.1 mg/mL
*醋酸铵溶液:每1000 mL中含三乙胺10 mL,用冰醋酸调pH至5.0
以苯扎溴铵的分析为例,将有机相种类由乙腈更换为甲醇,苯扎溴铵峰不对称因子得到了明显改善,由1.81降到1.55。
▲盐酸丁卡因
▲盐酸丁卡因的分析
HPLC Conditions :
色谱柱:CP C18 MGII S5; 4.6 × 250
流动相:20 mM磷酸盐缓冲液*/乙腈 = 52/48
流 速:1.0 mL / min
柱 温:30°C、40°C
进样量:10 μL
检 测:PDA 310 nm
*磷酸盐缓冲液:含磷酸二氢钠和磷酸氢二钠各10 mM(pH=6.9)
以盐酸丁卡因的分析为例,适当提升柱温可能会改善峰形,根据具体项目,可以尝试对柱温进行调整,来观察保留时间及峰形等变化,寻找最优条件。
进样量对峰形的影响
以甜菜碱的分析为例,如下图,依次进行进样量分别为20 µL, 5 µL, 2 µL的分析,随着进样量的降低,甜菜碱的峰形得到了明显改善。
过大的上样浓度一方面会导致峰形变差,另一方面也可能会降低色谱柱的使用寿命,因此在方法开发过程中,建议根据检量限的要求来确定上样浓度。
▲甜菜碱的分析
HPLC Conditions:
色谱柱:CP SCX UG80; 4.6×150
流动相:5 mM NH4H2PO4 (pH=2.5) / CH3OH = 90/10
流 速:1000 µL/min
温 度:40 ℃
检 测:PDA 205 nm
进样量:20 µL, 5 µL, 2 µL
样 品:1 mg / mL (标准品)
峰形得到改善后,理论塔板数也会随之改善。如果理论塔板数仍不符合要求,在排除色谱柱柱效问题之后,可以适当尝试更小粒径、延长保留时间等方法来提高理论塔板数。
更换色谱柱
····
····
····
方法调整后,峰形还是不理想,这时可能要考虑是不是所使用色谱柱的负载量本身不足,导致样品对色谱柱发生了过载?
当上样浓度过大导致峰形不理想时,可以考虑以下两种思路,更换更适合的色谱柱。
• 选择更高负载量色谱柱
→增加“填料”
→更换比表面积更高的色谱柱
→更换碳含量更高的色谱柱
• 选择吸附更少的色谱柱
→更换金属杂质含量更低的色谱柱(采用高纯度硅胶基材)
→更换表面残留硅醇基更少 / 完全屏蔽的色谱柱
和传统的硅胶填料色谱柱不同,大阪曹逹CAPCELL PAK系列色谱柱采用独特的聚合物包被技术,消除硅胶基材表面的金属杂质和残留硅醇基影响之后,在聚合物包膜上进行官能团的修饰键合,从而能得到更尖锐的峰形、良好的分离能力,以及更高的理论塔板数。
▲传统填料与CAPCELL PAK填料修饰键合示意图
另外,样品和色谱柱之间会存在吸附和解离的过程,当部分样品在色谱柱上吸附过强时,就容易产生峰形拖尾等问题,特别是一些蛋白类样品。
Proteonavi作为一款蛋白/多肽分析专用柱,经过聚合物包被处理技术,填料表面对蛋白样品的吸附更低,因而峰形更好;同时,由于对样品的吸附非常低,即使痕量样品也能被检出,是蛋白质/多肽分析时的好帮手。
Proteonavi
Proteonavi是采用在多孔球形硅胶填料表面键合丁基(C4)的高性能蛋白质•多肽分析专用色谱柱。该填料既具有硅胶类填料的高分离能力和耐压性,又具有耐酸性、抑制蛋白质吸附等特长。
• 具备优越的耐酸性
• 填料表面的蛋白吸附极低,即使样品量少也能被检出
• 可对应从分析到制备的规模扩大化
▲各公司蛋白质分析用色谱柱的耐久性比较
结 论
在进行液相方法开发时,可以按照实现保留、达成分离、优化峰形、考察寿命的顺序进行。
在第三个环节优化峰形时,首先要确认峰形不理想的原因。
如果确定是由于液相方法导致的峰形问题,则需要优化色谱条件,比如通过改变有机相种类,提高柱温,减小进样量等方式。
如果峰形仍然不理想,则需要考虑更换色谱柱。
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