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一文詳述進樣量對色譜峰的影響

時間:2025-11-21瀏覽:73次

     對于柱長為50~250mm,內徑為4~5mm進行的分離,樣品中單個化合物的量應該≤50μg,樣品的進樣體積也應≤25μL(當把流動相用作進樣的溶劑)。


     對于內徑比較小的柱子,樣品大小應該減少至與柱子直徑的平方成正比。如果樣品中包含可電離的分子,樣品量>1μg就會出現柱子超載的現象。


     樣品進樣量對HPLC分離效果影響基于以下原因:

  • 為了避免由于樣品進樣量太大,而在分離中出現不想要的變化;

  • 為了增加痕量分析中檢測器的敏感度需要使用盡可能大的樣品進樣量;

  • 為了在制備HPLC中大化回收凈化后的產品量。


     由于樣品的進樣體積或進樣量太大而造成的分離度和(或)保留時間的變化,分別稱為體積超載和質量超載。


     體積超載:樣品體積對分離效果的影響。


     假設樣品中的分子濃度保持不變,樣品體積對峰的尺寸和形狀的影響如下圖所示,隨著樣品的進樣體積按照進樣順序1~4不斷增加,色譜峰開始逐漸加寬,然后形成一個平扁的頂部。

一文詳述進樣量對色譜峰的影響

 


    幾種不同的色譜柱構造,它們的最大樣品進樣體積如下:

(150mmx4.6mm,3μm顆粒)Vs≤80μL

(100mmx4.6mm,3μm顆粒)Vs≤50μL

(30mmx4.6mm,3μm顆粒)Vs≤30μL

(30mmx2.1mm,1.5μm顆粒)Vs≤4μL。


     如果色譜圖中較早洗脫出來的峰的分離度并不是關鍵,那么就可以進樣較大體積的樣品。

     樣品可能溶解在某種溶劑的溶液中而不是在流動相里。當樣品溶劑比流動相要弱時,可以進樣體積較大的樣品而不會對峰寬和分離度造成負面影響。相反,進樣溶解在比流動相強的溶劑里的樣品,往往會使得色譜圖中較早洗脫出來的色譜峰發生譜帶加寬和(或)扭曲變形。用比流動相強的溶劑來配備樣品是一種常見的錯誤, 如果有可能應該盡量避免。如果不方便更換樣品溶劑,那么雖然樣品溶解在較強的溶劑里, 但是只要進樣體積夠小,色譜圖就不會受到影響(可以忍受)。

     以1:1的比例用較弱的A溶劑(比如水)稀釋樣品,然后以2倍的體積進樣。這樣做能有效地減少樣品溶劑帶來的問題(尤其是當一個樣品溶劑>50%B) ,而同時也能保持進樣的樣品量不變。較大的進樣體積和較強的樣品溶劑可以在梯度洗脫法里使用,因為在梯度洗脫開始的時候樣品會和較弱的流動相(較低的%B )混合。如果有疑問,那么將進樣體積減小為原來的一半以及增加為原來的2 倍,并且觀察不同的進樣體積對分離度的影響,接著再根據相應的情況作進一步調整。


      質量超載:樣品重量對分離效果的影響。


     即便樣品的進樣體積較小,溶解樣品的質量也會有可能導致色譜柱超載,造成樣品峰的加寬和變形。這種情況的發生是因為柱子保留樣品分子的容量是有限的;也就是說靠近峰帶的固定相中樣品飽和。下圖顯示的是一個由于柱子超載而造成的譜帶加寬的例子。樣品進樣量的大小順序為1a<1b<1c<1d<2<3<4(最大進樣量)。

一文詳述進樣量對色譜峰的影響

 


     只要樣品中各個成分的重量不要過多( 通常對于4.6mm內徑的柱子進樣量<50μg ,內徑小的柱子,進樣量也相應要減少),每個峰帶在柱子內的移動就不會受到樣品中其他峰帶的影響。因此,樣品中單個化合物的重量,往往決定了色譜柱是否會超載,峰形是否會發生改變,而與樣品總重量無關。其中一個化合物引起色譜柱的超載,也不會影響到樣品中其他色譜峰的分離(只要它們都是基線分離的)。只有當單個化合物的進樣量太大,才會發生色譜柱超載的現象并同時出現色譜峰的拖尾( 比如對于內徑為4.6mm 的柱子進樣量>50μg)。

一文詳述進樣量對色譜峰的影響

 




01

避免進樣過多所引起的問題


     以常規的HPLC分離實驗執行樣品分析的時候,針對同樣的分離程序,最好能保證不同化合物的k、N和Rs值保持不變。這個要求簡化了基于保留時間的定量分析和色譜峰的識別。要保持k、N和Rs的值不變,就必須保證樣品的進樣量足夠小,以避免柱子超載,并且分離效果也就不會隨著樣品進樣量大小而變化,通常需要樣品量和體積都不超過一定的界限。樣品體積一般在HPLC實驗里是保持不變的,主要擔憂的是樣品中的分析物濃度過高。再次,Wmax的值應該是指樣品中各個化合物的重量, 而不是樣品的總重量。舉例說,如果樣品中沒有一個成分超過樣品總量的10% ,那么與僅僅含有單個成分的樣品相比,此樣品的最大樣品進樣量就可以多10倍。



02

 比預想的樣品濃度要高


      如果一個分析物在不同樣品中的濃度不同,那么質量超載就可能會由于樣品濃度過高而發生,造成分離度丟失,保留時間改變。分析物的濃度或重量對分離結果造成的這種影響,應該在最后的HPLC 程序中都要考慮到(在方法建立之后);樣品的最大進樣濃度或者最大進樣重量Wmax應該早早確定,這樣就能避免因為樣品超載引起的問題,包括檢測器的超載,引起非線性的檢查結果。超過這個濃度的樣品就要再次稀釋或者重新分析。


03

 痕量分析


     在痕量分析中,最好能把峰高大化,從而增加信噪比。通常被進樣的痕量分析物的量都非常小,因此不會造成色譜柱超載的問題,但是樣品中的其他成分卻可能會引起色譜柱超載,可能會對分析物的分離效果造成潛在的負面影響。也就是說一個化合物的進樣量如果過大,則可能會影響鄰近的另一個色譜峰譜帶的分離效果。


     如果樣品中包含過多干擾性的化合物,在展開HPLC分離實驗前最好就是能把樣品清潔一遍,除去干擾的化合物。在痕量分析中,進樣最大可能的樣品體積是有利的。當感興趣的色譜峰和鄰近的峰分離非常好并且也有足夠的樣品可以使用的話,增加樣品的進樣體積有助于一步增加峰高。如果溶解樣品的溶劑遠比流動相弱,那么我們就可以使用較大的進樣體積,并且色譜峰的大小也能保持與進樣體積成正比,而不會出現額外的譜帶加寬的問題(這個方法尤其在梯度洗脫的時候會常用到)。這種增加檢測器靈敏度的方法是以充足的樣品量為前提的。

 

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