如何提高液相方法开发选择性

张明 0 2024-05-27

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要解决这一重要问题，必须首先研究液相色谱中的三角相互作用。气相色谱中的流动相只有将分析物通过色谱柱的功能，而没有任何相互作用，而液相色谱中的情况则要复杂得多。

分析物与固定相之间的相互作用（与气相色谱相同）以及流动相与固定相之间的相互作用都必须考虑在内。在一个简单的模型中，我们可以假设流动相和分析物竞争固定相上的空间。这种竞争表现为热力学平衡，因此也受温度控制。最后但同样重要的是，还要考虑分析物和流动相之间的相互作用。

图 1 总结了液相色谱中不同相互作用之间存在的复杂情况。有必要对各个变量进行进一步讨论，以确保用户能够预测实现目标选择性所需的变化。不过，图 1 确实提供了一个很好的概览，也可视为选项的检查清单。根据温度、流动相组成或固定相化学成分的变化，有一些经验法则可用于预测保留率的变化。

遗憾的是，目前还没有确定选择性所需的预测公式，因此无法提供简单的经验法则来帮助色谱分析人员。即使是目前关于液相色谱中物理化学相互作用的知识水平以及所有列出的分析物理化特性，也无法从理论上预测分析的保留率或选择性。因此，实际的改进是以经验方法为基础的。

具有丰富化学知识的 HPLC 用户都有自己的选择性改进策略。这些策略通常基于对分析物与固定相表面以及分析物与流动相组分之间分子相互作用相对变化的评估。HPLC 中存在所有可能的理化相互作用，如色散力、偶极子相互作用、氢键、库仑相互作用、π-电子相互作用或络合物形成。以下非常基本的规则有助于做出一些预测：

增加分析物与固定相表面之间的相互作用会提高保留率
增加流动相组分与固定相表面之间的分子相互作用会降低保留率
增加分析物与流动相组分之间的相互作用会降低保留率。

同样重要的是要明白，反相色谱中的保留从来不是完全基于纯粹的疏水或分散作用，而总是受到次要保留机制的影响。这些次要保留机制可能是需要的，也可能是不需要的。充分了解这些关系对选择性优化非常有帮助，一些基本规则如下：

中性分子的保留几乎不受缓冲液和流动相 pH 值的影响。优化选择仅限于固定相特性和流动相溶剂成分。
流动相 pH 值是一个非常有效的优化参数，适用于酸碱等净电荷随 pH 值变化的分析物。除了 pH 值之外，缓冲液的类型和色谱柱的温度也与此类分析物的选择性密切相关。使用离子对形成添加剂通常也很有帮助。
众所周知，反相色谱在分离位置异构体时非常吃力，而在分离烷基同系物时却非常有效。如果分子中极性基团的位置可以区分两种分析物，那么使用极性改性的反相材料或流动相添加剂是很有帮助的，它们可以吸附在固定相上并引起极性相互作用。
如果酸性分析物（质子供体）在具有质子受体功能（含氮官基团）的固定相上分离，则甲醇有机相在选择性调整方面更为优越。

在详细讨论 pH 值、添加剂和温度的影响之前，我们需要了解优化色谱峰分辨率的另一个重要因素。色谱峰分辨率受色谱峰之间保留时间差和峰形的影响。我们已经讨论过色谱中谱带展宽的内在影响，它会导致色谱峰对称变宽。这种峰宽可以用塔板数进行标准化描述。然而，在实际液相色谱中，完全对称的色谱峰是个例外，因此，消除色谱峰变形的根本原因是方法优化的一个重要标准。

色谱峰不对称性的每一次增加都会对分辨率产生负面影响（在其他条件不变的情况下）。在某些情况下，消除色谱峰不对称性比提高选择性的影响更大。上述大多数考虑因素也会对色谱峰的对称性产生影响。色谱峰不对称通常与次级相互作用（不需要的相互作用）的影响有关，改变实验条件通常会改变这些影响的程度。

内容来源：研发分析之路

责任编辑：展源

审　　核：何发

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