减少HPLC分析中乙腈用量方法

减少HPLC分析中乙腈用量方法二则

本网编辑 0 2020-05-27

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乙腈和甲醇作为流动相时的峰的保留时间的差异。面对全球范围的乙腈供应紧缺，如何减少乙腈在HPLC分析中的消耗量成为一个热门的话题，我们可以通过采取以下三种措施来减少乙腈在HPLC分析中的消耗量：将乙腈更换为其他溶剂；减小色谱柱的尺寸规格；通过减小填料的粒径来提高通量。这里暂介绍前两种方法。

图1. 乙腈和甲醇作为流动相时的峰的保留时间的差异。

面对全球范围的乙腈供应紧缺，如何减少乙腈在HPLC分析中的消耗量成为一个热门的话题，我们可以通过采取以下三种措施来减少乙腈在HPLC分析中的消耗量：将乙腈更换为其他溶剂；减小色谱柱的尺寸规格；通过减小填料的粒径来提高通量。这里暂介绍前两种方法。

将乙腈更换为其他溶剂

乙腈在HPLC分析中作为常用溶剂使用，是由于其本身的优良特性，比如较低的黏度（可以降低柱压）；即使是在较低的波长也没有紫外吸收。甲醇可以作为乙腈的替代溶剂，但是通常甲醇的洗脱强度要比乙腈弱，使用甲醇也会使柱压增加。更重要的是，对于不同的样品，两者在分离度（选择性）方面也会有所差异。图1表明将流动相从乙腈水溶液更换为甲醇水溶液时样品的保留时间发生了变化。

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色谱条件如下：

色谱柱：TSKgel ODS-100V 5 μm （4.6 mm ID×15 cm）；

流量：1.0 ml/min；检测器：UV；检测波长：254 nm；柱温：40℃；进样量：10 μl；

样品：1.苯酚（40 mg/L），2.邻苯基苯酚（5 mg/L），3.萘（20 mg/L），4.联苯（5 mg/L）

当流动相从60%乙腈（图1上）变为60%甲醇（图1中）时，各组分的出峰时间延后了。当甲醇的浓度变为70%时，各组分的洗脱时间与60%乙腈时的洗脱时间基本相同（图1下）。因此，通常较高浓度的甲醇水溶液可以与较低浓度的乙腈水溶液得到相同的保留时间，同时分离度没有明显差异。

色谱图右上方的柱压说明：当使用甲醇水溶液作为流动相时，其柱压要比乙腈水溶液作为流动相的柱压高（见图2）。

图2. 乙腈水溶液和甲醇水溶液黏度变化曲线（引自 "Mr. Nabe's liquid chromatography handbook"）。横坐标为水体积百分比，纵坐标为黏度；●—●为甲醇水溶液随水浓度变化的黏度变化曲线；○—○为乙腈水溶液随水浓度变化的黏度变化曲线。

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图3说明了用不同有机溶剂作为流动相时得到的色谱图。各个流动相的分离度（选择性）并没有明显的差别，通过调整有机溶剂的浓度可以得到与乙腈作为流动相时相似的色谱图。

然而，柱压比使用甲醇时的柱压更高，因此对系统的耐压要求也更高了。

这项研究中用到的溶剂洗脱强度顺序为：四氢呋喃>二氧杂环己烷>乙醇>乙腈>甲醇。

综上所述，其他有机溶剂作为流动相使用时，通过调整有机溶剂的浓度可以得到与使用乙腈时相似的色谱图。然而带来的结果是柱压可能会升高，而且根据样品的不同，分离度（选择性）也可能会存在差异。

图3. 不同有机溶剂作为流动相时的峰的保留时间的差异。

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减小色谱柱的尺寸规格

通常在HPLC分析中，经常使用直径4.6mm的柱子。而在保持分离度不变的条件下，通过减小色谱柱的尺寸可减少流动相的消耗量。从图4中可以看出，流动相的消耗量将随着色谱柱内径的减小而相应减少，具体如下所示：

4.6 mm I.D.→3.0 mm I.D.→2.0 mm I.D.

100%→43%→19%。

尽管2mm内径的色谱柱只适合用于半微量高效液相色谱系统，但是3mm内径的色谱柱可用于常规的液相色谱系统，因此使用3mm内径的色谱柱可以作为减少流动相用量的方法之一。

而且减小色谱柱的内径还可以增加峰高度和提高灵敏度。当使用3mm色谱柱时，进样量仅为4.6mm柱的40%就可以达到与4.6mm柱相同的峰高度。

图4. 不同内径色谱柱对溶剂用量的影响。

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色谱条件如下：

色谱柱：TSKgel ODS-100V 3μm；（4.6 mm I.D.×15cm）；（3.0 mm I.D.×15cm ）；（2.0 mm I.D.×15cm）。

流量：1.0 ml/min（4.6 mm I.D.）； 0.43 ml/min（3.0 mm I.D）；0.19 ml/min（2.0 mm I.D.）。

检测器：UV；检测波长：254 nm；柱温：40℃。

进样：5μl（4.6 mm I.D.）；2μl（3.0 mm I.D.）；1μl（2.0 mm I.D.）。

样品：1. 苯酚（40 mg/L）；2. 邻苯基苯酚（5 mg/L）；3. 萘（20 mg/L）；4. 联苯（5 mg/L）。

内容来源：《实验与分析》

责任编辑：展源

审　　核：何发