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离子化合物,在色谱柱里发生了什么?

月旭科技
2023.9.25

(图片来源:包图网)

在反相色谱分离过程中,待测物质保持适宜并稳定的分子/离子平衡状态,是确保色谱分离效果的一个基本前提。然而,离子化合物,进入色谱柱后,真的有这么“老实”吗?

色谱柱填料中存在的硅醇基,对离子化合物来说,使其原本的离子稳定平衡状态受到破坏,硅醇基与分析物产生次级吸附,引起峰形拖尾。举一个典型的例子:离子化合物质子化碱BH+可以跟固定相的硅醇基发生离子交换作用。

以缓冲液中含有钾盐为例:

色谱柱中发生的离子交换作用延长了分析物的保留时间,导致峰形拖尾,使用B型球形硅胶色谱柱分离时,所用流动相的pH过高或过低都可能导致不同的峰拖尾现象。当pH≥6时,常会出现类似图(a)的拖尾指数峰;当流动相pH<5时,峰的拖尾一般偏向右侧,如图(b)所示。

图(a)

图(b)

  低PH时:

拖尾现象是由于被保留的离子化分子之间的电荷排斥作用所导致的。对于碱性化合物,柱子要比在分析中性化合物时更快地出现过载,因此当注入碱性化合物的量超过0.5μg时,会导致峰形明显拖尾(假设柱子的内径为4~5mm)。

改善方法:

1、低pH时出现的拖尾现象可以通过增加流动相的离子强度得到缓解。

2、在缓冲液摩尔浓度不变的情况下,调整流动相的pH,使其有利于提高缓冲液离子强度,此方法能够有效减弱碱性物质的峰形拖尾。在LC-MS的检测分析中推荐使用易挥发性的甲酸盐作为缓冲液。

改善案例:

改善前:

改善后:

流动相中加缓冲盐,并调整离子对试剂的浓度。

  PH≥7时:

使用B型柱分析碱性样品仍会出现峰形拖尾的现象,有报道认为可能归咎于BH+缓慢的吸附-解吸作用。

拖尾的程度取决于有机溶剂的种类:

乙腈(最差)>甲醇≈四氢呋喃(最好)

  一般情况下:

峰拖尾可以通过提高柱温或增加强洗溶剂含量得以改善。当流动相pH<5时,采用阳离子交换容量较低的柱子有利于使峰拖尾的程度最小化。混合颗粒基质色谱柱在pH<8时,可以避免硅胶填料离子化,因而在此条件下分离质子化碱可以得到理想的峰形。

特殊情况下:

在使用较低pH的流动相分析过程中,样品量<1μg时,未离子化的羧酸会导致峰形拖尾,在样品量较大时(1~50μg)峰形却会有所改善。导致此现象的原因未明,可能与高样品量分析物之间形成竞争关系有关,可以认为与柱子的因素无关。

相关拖尾问题及详细解决方案,请

<反相液相色谱峰拖尾问题,解决全过程!>

作者:况熙

排版:赵尉婷

审核:邹天骏

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