广东省农产品质量安全协会

GUANGDONG AGRICULTURAL PRODUCT QUALITY SAFETY ASSOCIATION

文章
  • 文章
搜索

协会动态

Association Dynamics

首页 >> 协会动态 >>交流合作 >> 液相色谱法中干扰峰都来自哪?
详细内容

液相色谱法中干扰峰都来自哪?

时间:2021-05-20     作者:广东省农产品质量安全协会

干扰峰的来源

一、试剂/溶剂

高效液相色谱法中,常用的试剂主要是有机溶剂、各种盐类及水。有机溶剂一般多为购买的色谱级,所以出现问题的几率较小。但是分装出的有机溶剂,由于多次使用,被污染的概率较大,因此引入干扰峰的几率较高。

其次是水,水中的杂质是干扰峰的主要来源之一,这是大家极易忽视的问题。采集波长较低的检测方法,建议使用高品质水,这样可以避免很多因为水质带来的问题。再次是各种盐类,这也是色谱干扰峰的主要来源之一。如图2所示,与图1相比,如图2加入磷酸二氢钾后,16.5min处出现干扰峰。对于无机盐引入的干扰峰,在方法开发初期一般就会给眼关注,寻找解决方案。方法确定后,盐的品种及级别也同时确定,因此盐对方法的影响基本可控。

水和无机盐引起的干扰峰,比较快捷的解决方案是安装鬼峰补集柱,这样可以有效的避免此类干扰。如果使用离子对试剂,则需选择不影响离子对试剂的鬼峰补集柱。

001.png 

二、器材

干扰峰来源的第二个方面是流动相配制及样品前处理过程中接触的各种器材。

首先是流动相配制过程中接触的器材,包括烧杯、玻璃棒、pH计、滤杯、滤膜、流动相瓶等。烧杯、玻璃棒是配制流动相首先接触的器材,因此建议配制流动相的烧杯、玻璃棒专用。滤杯实验人员只要清洗干净一般不会带来污染。需要注意的是,如果过滤含有离子对的流动相,建议增加清洗次数,避免清洗不干净污染后续流动相。因此,对滤杯的清洗应该建立基本的洗涤规程,保证实验人员对使用的器材清洗到位。滤膜也是干扰峰引入源头之一。

如图3所示,乙腈经过有机系滤膜过滤后,在梯度洗脱中会引入较大干扰峰。鉴于色谱级试剂厂家已经过膜,且多数仪器都有脱气机,所以笔者建议无需再对甲醇、乙腈等纯有机相过滤。流动相瓶引入干扰峰的现象主要出现在夏季,这是由于夏季温度高,纯水相容易滋生细菌。后续的流动相瓶使用人员清洗不到位,所以导致引入干扰峰。因此流动相瓶的清洗要建立严格的洗涤规程。

再次样品前处理过程中接触的器材。前处理过程中接触的器材主要包括容量瓶、滤头、注射器及进样瓶。容量瓶的清洗同流动相瓶、过滤装置一样,要建立良好的清洗规程。移液器材以及滤头、注射器,多为塑料制品,其化学惰性较玻璃制品差,因此容易引入干扰峰。如下图4、图5、图6所示案例,此方法检测波长为210纳米,溶剂为正己烷-异丙醇(90:10),溶剂分别接触移液枪枪头、一次性吸管、一次性注射器后,均引入不同的干扰峰。

002.png 

进样小瓶若为一次性使用,一般不会引入干扰峰。如果进样瓶反复清洗,多次使用,则应建立清洗规程并对其清洗干净程度进行确认。

三、液相系统

与前两类干扰峰相比,液相系统干扰峰的解决更加困难。液相系统是一个动态过程,所以此类问题解决过程耗费时间长,而且要求实验人员有很高的色谱素养。对此类问题来源主要归结为三类:强保留物质、离子对污染和管路滋生细菌。

首先是强保留物质的干扰,其主要特征是宽峰。此类问题多数发生在等度洗脱中,梯度洗脱主要出现在高比例有机相处。这是由于强保留物质在当次进样中未洗脱出,在后续进样洗脱出来所致。如图79分钟处的色谱峰。

003.png 

对于此类干扰峰,可通过延长采集时间或增加洗脱强度来消除对后续样品的干扰。

系统干扰峰第二个方面是离子对、螯合剂这种难以洗脱的试剂对液相系统的污染。此类污染物多半是由于使用完毕含有离子对、螯合剂之类的流动相后,对系统的冲洗不彻底所致。此类污染物主要对一些采集波长较低的方法产生干扰,普遍表现是基线噪音大或者干扰峰,但随着方法的运行会逐渐趋于正常。系统干扰峰第三个方面是系统滋生细菌。对于系统滋生细菌,多数读者可能觉得不可思议,因为液相系统使用完毕都会用有机相冲洗保存。目前很多方法流动相A都是水相,虽然水相每日都会新配制,但如果由滤头到比例阀这一段管路长时间在水相中就会滋生细菌。随着时间的运行,梯度洗脱中会逐渐的产生干扰峰。此类问题虽然比较隐蔽,但比较容易解决,只要每日对放置纯水相的通道用有机相冲洗即可避免此类问题。实际工作中,色谱工作者遇到的最大困难是如何识别判断干扰峰属于哪一类。由于找不清问题根源,所以也就难以有针对性的解决问题。

异常的色谱峰产生的原因

异常的色谱峰指的是色谱图中的无峰或出现负峰、宽峰、双峰、肩峰、峰形不对称等情况。异常峰是色谱实验工作中最棘手的问题。这些峰严重影响色谱分析的结果。色谱图中不可能有纯正的高斯对称峰,轻微的拖尾是正常的 , 这是由分离系统所决定的。在此仅对几种异常峰进行分析。

1、峰前或峰后有小峰的分析产生原因大致分为以下几种情形

1样品不纯。可改变不同的流动相和色谱柱,对样品进行分离比较,选择合适的分离条件。

2分析柱或保护柱柱头塌陷。此情况较常见,可更换分析柱或保护柱后对峰形进行比较。柱头塌陷时往往所有的峰都会出现峰分裂 。对色谱柱再生和清洗可以改善分离效果。

004.png 

005.png 

(3)色谱柱柱容量下降。当长时间使用后,有一些强保留组分吸附在柱子中,不大的进样量往往就会出现峰分裂。用强洗脱能力的溶剂清洗色谱柱,或更换色谱柱可使问题得到改善。

4样品溶剂与流动相不匹配或进样体积过大。当样品溶剂比流动相极性大时,有时即使进样体积很小,也容易出现峰变形和裂分现象。建议用流动相溶解样品。

(5)流动相不恰当。此情况较罕见,有些样品在特定的色谱条件下可能存在结构的动态平衡,而出双峰,这种双峰是无法分离完全的,改变色谱条件尤其是pH值会使峰形正常。

(6)样品分解。不稳定的样品在色谱分离过程中变成其他物质而出现双峰。这时需改变样品处理方法或色谱分离条件。
    2、负峰分析在色谱分析中有时会出现负峰或倒峰,大峰的左下就有一负峰。出现这种现象可能是由以下几种原因引起的,可针对不同情况进行排除,进而使问题得到解决。

(1) 流动相吸收本底值过高。此时可适当改变检测波长。

(2) 进样过程中进入空气。进行排气处理 , 直到基线平稳再进样。

(3) 样品组分的吸收低于流动相。可改变流动相或改变检测波长。

(4) 配制样品的溶液与流动相不一样。重新配制样品 , 用与流动相一样的溶剂配制或稀释样品。
    3、前沿、拖尾峰分析

拖尾:1 干扰峰,优化条件分离;2 色谱柱塌陷,更换色谱柱;3 流动相pH不合适,调节pH值;4 管路没有接好,存在较大的死体积,可以重新接一下。

前沿:1 溶剂选择不合适,选择合适的溶剂;2 样品过载,降低进样量;3 柱温太低,升高柱温;4 色谱柱损坏,更换色谱柱;
   图谱前沿和拖尾的原因主要是流动相选择不合适,可以相应调整流动相的极性,或者适当加入酸来调整,可以得到较好的改善。一般来讲,酸碱在流动相中对于前沿和拖尾影响较大。 柱前沿是可能因为柱超载,拖尾是可能因为样品被污染,选择合适的流动相,调节好PH能够改善这以情况。
    前辈们总是会告诉我们,拖尾峰与柱子有关,可能是过载,稀释样品再做,或换新柱做。有时候托尾峰往往是有机性相近杂质没有分开,此时,可以优化分析方法,或更换柱子试一试;也可能由于柱子使用时间太久柱效下降出现塌陷等原因;再有也会根样品本身性质有关,基团需要流动相中添加能与之结合优化峰形的化学物质,要根据具体情况而定。
    4、色谱双峰产生的可能及判断和处理液相上有一句经典的话说得好出两个峰肯定不是一种物质,出一个峰不一定是一种物质。而色谱双峰指的是明是一种物质,但在色谱图中出现双峰,而表明含二种物质。我将这种情况分为四种原因。

(1)色谱柱 如果你分析样品时发现每个色谱峰都双峰出现(出峰越快,双峰的可能性会减少),尤其采用单一纯物质时,可以肯定色谱柱出问题-柱头受损或柱头固定相变脏或流失。如果进样量少,原来色谱柱正常,色谱峰的形状多为一大峰带一小峰,不一定拖尾,这一般应是柱头受堵,将色谱柱反过来接,用流动相冲洗或酸洗或其它溶剂,将堵在柱头的残留物冲掉,再反过来,一般情况下就行了。当然不反冲,正冲有时也会正常的。如果峰拖尾,双峰强弱相差不大,柱头固定相变脏或流失可能性更大,高频红外碳硫分析仪这是可以将进样那头拧开,将微孔滤片超声,柱头刮去一部分填料,重新填上新填料拧紧,不过这种活,需要一定技术,同时不能老干那种事,否则用不了几次,色谱柱就会应柱效很低而报废。
    2)溶剂极性及进样量 许多HPLC分析者对此可能不以为然,一般的HPLC的书籍和文献都不会提到这方面的内容,而这确是双峰产生的一个很重要的原因。目前HPLC分析多为反相色谱,流动相多为甲醇、乙腈、水,加各种添加剂以改善分离性能。样品一般用与流动相相溶的溶剂溶解。最佳的溶解方法是用流动相溶解,但是很多情况是不一致的。
    当用溶剂极性强度大的试剂,如纯甲醇、纯乙腈,纯乙醇,而分析体系中以水为主,样品进样量大,如定量管为20ul,此条件下完全可以肯定,单一的纯物质出双峰,第二峰比第一峰小(每次都不太一样),且拖尾,保留时间会提前(相对进样量少而言),将进样量减少一半以上,峰型将变为正常。这是样品的溶剂与流动相极性相差太大,而流动相来不及将其稀释达到平衡造成的。上面提到进样量造成双峰的一个原因,另一个原因是,进样量不一定大,但绝对量很大,色谱图上的双峰紧靠在一起,基本上齐高,不拖尾(如果出峰很快,也可能是色谱柱问题)。将样品稀释再进样就可以了,这是由于进样量过大,色谱柱过载造成的。 
    3)样品的特性 有些样品由于其化学结构的特点,存在互变异构现象,而这种互变异构体无法分开,而是以一个动态平衡存在。在色谱分析时,在一个特定的条件下,一种物质将出现双峰,双峰靠的很近,基本齐高,不拖尾,条件稍一变化,尤其pH,双峰现象将消失,如红霉素等。有的样品紫外的色谱图上看不到双峰,但在LCMS下,用质谱检测器,其质谱的总离子流图上较明显,例如我分析过的农药啶虫眯(吡虫清)。
    4参数 记录的参数一般都内定的,不必修改,但GCHPLC的参数是不完全一致的,例如CR3A数据记录仪上的一般记录时间间隔GC2msHPLC 5ms,如果记录间隔时间缩短,一个峰将变为二个峰或更多。
    5、鬼峰、倒峰、未出峰

系统未进样(漏液、样品不溶解)

样品没有处理好(破坏,衍生化等)

检测器紫外灯不灵敏

进样阀、仪器管路中残余物质

流动相污染

 

6峰裂分

裂峰产生原因的确定

样品基质复杂或分析多种样品——柱污染或部分阻塞滤片

流动相pH>=7——由于硅胶溶解导致柱塌陷(除非使用专门的柱子)

溶剂比流动相的强度大——可能产生裂峰或宽峰,由样品量决定(溶剂化效应)

7、峰拖尾、峰展宽、峰前伸

峰拖尾原因的确定

评价柱选择——使用高纯度硅胶柱或不同键合技术柱

评价流动相效果——改变流动相pH和添加剂消除次级效应(流动相中组份与柱子相互作用)

减小进样量

消除柱外效应

冲洗柱子——检查柱子老化/塌陷

来源:实验与分析微信公众号2021-01-12)


地址:广州市天河区先烈东路135号农业农村厅大院4号楼607室

邮编:510500

电话:020-37288847    37288045

邮箱:gdnzxh@163.com

业务指导单位:广东省农业农村厅

技术支持:广州市聚农信息科技有限公司

粤ICP备08032068号-10

Copyright @ 2021.  All Rights Reserved

~欢迎关注~

技术支持: 720建站 | 管理登录