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三大峰形问题原因剖析!

嘉峪检测网        2023-06-24 09:00

峰形异常(包括峰拖尾,前延和裂分等)是高效液相色谱中最常见的问题之一,因此在绝大多数系统适用性实验中都包括峰形的测定,量化的峰形也可以随时被追踪到。
 
不好的峰形会减少邻近洗脱出来的峰的分离度(如图1),降低测定的峰面积的精确度和准确度;同时,峰形的变化也是色谱柱开始失效的信号之一。对于色谱分析人员来说,快速找到异常背后的原因并针对性地解决也是一项重要的专业能力。
 
图1 峰型异常
 
一、出现相同类型的拖尾峰
 
色谱图中所有峰拖尾或峰变形通常是由物理作用导致的,而非化学作用。
 
如果色谱图中的峰形均表现相同类型的变形(图2),主要问题发生在分析物在色谱柱中迁移之前。
 
图2. 由于色谱柱筛板部分堵塞或色谱柱塌陷,色谱图中所有峰形均出现了变形
 
1、原因剖析:
 
玻璃料或柱头的空隙部分堵塞,此类峰变形最常见的原因是筛板部分堵塞或色谱柱头塌陷。
 
除非在推荐的pH范围之外使用色谱柱,否则现在的柱子基本不会受到空隙的影响。
 
但是,筛板堵塞仍然是一个普遍存在的问题。对于5μm的色谱柱,入口端的筛板通常具有2.0μm的孔隙度;对于3μm的色谱柱,具有0.5μm的孔隙度。
 
如果颗粒物来自于样品,或磨损的泵密封圈或者流动相颗粒物进入色谱,它们通常会聚集在筛板上。
 
这些颗粒会影响样品在色谱柱入口端的分流,使得部分样品通过不同的流动路径到达色谱柱,因此会晚于另一部分样品。
由于此时或此位置未发生分离,因此所有分析物会以相同的方式被扰乱,进而色谱图显示所有峰均具有相似的峰拖尾或变形。
 
2、解决办法:
 
为了防止这一问题的发生,如果流动相可能含有颗粒(如缓冲沉淀物或灰尘),应对其进行过滤,并在泵密封严重磨损之前更换新的密封圈。
 
如果样品含有颗粒碎片,应用0.5μm微孔滤膜对样品进行过滤或对样品进行5min左右的短暂离心,以去除颗粒。
 
强烈建议在自动进样器下游安装0.5μm孔隙度的串联过滤器,以过滤任何意外进入HPLC系统的颗粒物。如果串联过滤器滤片发生堵塞,系统背压会升高;而更换滤片十分简单、快速和经济。采用串联过滤器可显著延长色谱柱的使用寿命,而且经济实惠。
 
二、裂峰或双峰
 
如果峰形解析不正确或是未完全分离的重叠峰,可能会被误认为色谱柱或缓冲液的问题。
 
如果仅部分解析两个峰形,则可能会认为其是裂峰或双峰。如图3显示的情形。
 
图3. 由于存在第二个组分而产生分裂峰。(a)25ng / mL,和(b)等离子体中10ng/ mL的药物(第二个峰)(10 ng/mL血浆中的药物(第二个峰))
 
在图3(a)中,可观察到与图2极为类似的峰变形,其表明筛板堵塞。
 
更换色谱柱不能解决此问题,所以筛板堵塞并非导致这一现象的原因。如果减少色谱柱上样品,如图3(b),峰形看起来更像是两个峰,而不是一个肩形峰。
 
由此进行了进一步的研究,证实了存在第二个峰。调整方法的条件后,两个峰完全分离。
 
三、伸舌峰
 
由于目前的色谱柱性能优良,伸舌峰的现象已相当少见。
 
伸舌峰一般是色谱柱内发生沟流或色谱柱结构的坍塌导致的。
 
如果在制造商推荐的条件下使用色谱柱,这种情况则很少发生。
 
大多数硅胶柱在pH2-8的范围内可以保持稳定。
 
pH低于2时,键合相会发生水解;pH高于8时,硅胶会溶解。
 
如果您需要在此pH范围以外使用操作HPLC系统,请确保选择在选定条件下会保持稳定的色谱柱。
 
图4显示了因柱过载(色谱柱发生沟流)导致的伸舌峰。
 
图4. 过载导致的伸舌峰。(a)正常的峰形;(b)伸舌峰。
 
图4a中显示了正常的峰形;在约500次进样后,观察到伸舌峰(图4b)。
 
这种改变是该方法所特有,经常在前一次分析结束后,下一次分析开始时突然发生。
 
出现伸舌峰后,唯一有效的解决办法就是更换色谱柱。
 
该柱内径为100x2.1mm,柱内填充5μm 粒径的C18填料 。流动相A是10mM碳酸氢铵(pH9.0) ;B是甲醇(MeOH)。
 
该方法包括5%B等度洗脱段,然后用80%B淋洗。
 
这种特殊的色谱柱可专门用于高达100%的水流动相,且无封端。
 
当流动相pH值升高时,封端可保护硅胶免于溶解。
 
在这种情况下,所使用的色谱柱流动相pH应远高于推荐的范围,并且无需保护性封端。硅胶在pH为9时会逐渐溶解,直到柱床结构不再稳定,并且柱床会发生移动,产生塌陷或通道,而这又会导致图4b伸舌峰的形成。
 
可以使用较低的流动相pH或采用在较高pH下能够保持稳定状态的色谱柱,以避免这一问题。
 

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来源:质谱学堂