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藥物分析方法建立中,樣品溶劑該如何選擇?
發布時間:2020-07-02編輯:
供試品溶劑的選擇是實驗中不可忽視且很重要的部分,一方面靠經驗,一方面還要考慮到所產生的溶劑效應。溶劑效應是什么?舉個最簡單的例子,很多時候,此效應可以導致峰形變差。而樣品溶液的組成與進樣體積都對會導致溶劑效應。如何避免產生的樣品溶劑效應?在 HPLC分析中樣品溶劑的選擇和流動相是怎樣的聯系?GCMS、紫外檢測都分別有哪些溶劑選擇經驗。



劑的選擇要求,先簡單的概括一下:


1、能夠溶解待測物質;

2、不影響待測物質檢測;

3、能夠在一定時間范圍內保持待測物質穩定。


一、什么是溶劑效應


樣品溶液的溶劑強度強于流動相溶劑強度時可能會造成的峰展寬、峰分叉現象。


即色譜圖上較早洗脫的峰前沿或者開叉,與此同時較晚洗脫的峰則較為正常的現象。


這些現象可能是由以下原因引起的——樣品溶液的溶劑很可能強于流動相。


可能發生溶劑效應的情況:出峰時間早;保留弱;進樣量大。


微信圖片_20200702170936.jpg


上圖中,色譜圖上較早洗脫的峰扭曲變形或者開叉,與此同時較晚洗脫的峰則較為尖銳與對稱,這些現象顯示一個比較特殊的起因――樣品溶液的溶劑很可能強于流動相。此種強溶劑效應的例子在左圖中可見。此處的樣 品溶液的溶劑是100%乙腈(100%的強溶劑),而流動相的組成則較弱,18%的乙腈與72%的水。第一個峰是開叉的,并且與第二個峰相比,明顯地變寬 了。當樣品溶液的溶劑變成流動相時,所有的峰形都改善了,且變得尖銳。見右圖。


為什么呢?這是因為當樣品進樣時,有可能出現峰展寬,最佳的樣品溶液組成和體積將會保持在10%甚至更低,在這個例子里,當樣品溶劑與流動相溶劑強度不同時,換句話來說,也就是樣品未用流動相溶解,因此,有些樣品分子溶解在強溶劑中,并隨強溶劑流過柱子,而有些則溶解在流動相中,從而導致峰分叉。


當樣品與流動相強度相差較小,進樣影響也會小,第一個峰可能會寬于第二個峰,而當這種展寬導致必要的分離度降低時,這樣情況應引起注意,在左圖中,使用一根短柱,和5μL進樣,這與最佳進樣體積4μL相近,用了極性更強的溶劑導致分離度明顯的降低,從2.1降到1.5(如右圖,分離度為2或更大是評估一個完善方法的一個必要參數,也是每個方法的驗證參數,1.5只是一個基本的分離度,任何一個方法或一根柱子都必需滿足這個條件,當進樣為一倍時,也就是10μL時,分離度更一步降低,此方法就不行了。


液相色譜系統的很多問題都能在譜圖上反映出來,其中一些問題可以通過改變設備參數得到解決,而其它的問題必須通過修改操作程序來解決。


二、樣品溶劑選擇不當的解決方法


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三、HPLC溶劑的要求


1、高純度,溶劑與固定相不互溶,并能保持色譜柱的穩定性。由于高效液相靈敏度高,對流動相溶劑的純度要求也高。不純的溶劑會引起基線不穩,或產生“偽峰”。


2、溶劑對于待測樣品,必須具有合適的極性和良好的選擇性,即足夠的溶解能力。溶劑的極性要與待測樣品相匹配,如果溶解度欠佳,樣品會在柱頭沉淀,不但影響純化分離,且會使柱子惡化。


3、溶劑要與檢測器匹配


對于UV-Vis,所用流動相在檢測波長下應沒有吸收或UV 吸收很小。


4、化學穩定性好


不能選與樣品發生反應或聚合的溶劑。


5、低粘度,沸點適中


減小溶質的傳質阻力,降低柱壓,利于提高柱效。

常用的低粘度溶劑有丙酮、乙醇、乙腈等;粘度過低的溶劑也不宜采用,如戊烷、乙醚等,易在色譜柱或檢測器內形成氣泡,影響分離。


四、HPLC溶劑關鍵性能


1、UV吸收性


HPLC級試劑是用特殊方法生產的含有最少的顆粒和最低的紫外吸收物質,除去具有吸收UV的雜質,在規定的波長上吸光度限制在規定值以內。


2、梯度洗脫性能


在一個分析周期內程序控制流動相的組成,如溶劑的極性、離子強度和pH值等,用于分析組分數目多、性質差異較大的復雜樣品。


采用梯度洗脫可以縮短分析時間,提高分離度,改善峰形,提高檢測靈敏度。


①溶劑的互溶性,不相混溶的溶劑不能作為梯度洗脫的流動相。


當有機溶劑和緩沖液混合時,可能析出鹽的晶體,尤其使用磷酸鹽時需特別小心。


②純度要求更高,以保證良好的重現性。進行樣品分析前必須進行空白梯度洗脫,以辨認溶劑雜質峰,因為弱溶劑中的雜質富集在色譜柱頭后會被強溶劑洗脫下來。用于梯度洗脫的溶劑需徹底脫氣,以防止混合時產生氣泡。


③ 防止壓力過大。


混合溶劑的粘度常隨組成而變化,因而在梯度洗脫時常出現壓力的變化。


例如甲醇和水粘度都較小,當二者以相近比例混合時粘度增大很多,此時的柱壓大約是甲醇或水為流動相時的兩倍。


五、反相液相色譜


柱效高、分離能力強、保留機理清楚,是液相色譜分離模式中使用最為廣泛的一種。適用于非極性-中等極性組分。


固定相:極性小的烷基鍵合相 C8柱,C18柱;


流動相:流動相極性 > 固定相極性 極性大的甲醇-水或乙腈-水


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HPLC里面的溶劑效應是如何產生的,該如何避免?如何判斷分叉的峰是否由溶劑效應造成,第一就是通過HPLC儀器比對一下兩個劈叉峰的紫外吸收波譜,看看他們是否能完全一樣的μV特征吸收,第二將進樣體積調節到0.1μl看看,峰是否好轉,如果滿足上面兩個條件幾乎就可以肯定是100%的溶劑效應。產生原因:


1、樣品溶液的溶劑很可能強于流動相。例如樣品溶液的溶劑是100%乙腈(100%的強溶劑),而流動相的組成則較弱,18%的乙腈與72%的水;


2、就是進樣量比較大;


3、樣品的pH值與HPLC流動相pH懸殊,比如酸性流動相體系,樣品pH偏堿性(pH=10),這種情況下也很有可能發生 其實上面三個原因歸結起來就是一個原因,那就是樣品的溶劑與流動相存在一些不一樣,當樣品進入流動相的時候,由于這種巨大的差異,一部分樣品溶解進入了流動相,一部分還留在進樣的溶劑里面,所以在HPLC上出現了保留的差異,所以要解決這個問題的最佳方案就是,使用流動相的起始梯度溶解樣品,如果由于溶解度的問題,不得不改用其余的溶劑,那就只能降低進樣體積來解決,比如 5μL,1μL。


GC-MS 測定PAHs,HP-5MS (Agilent) 柱,固相萃取后使用甲醇洗脫。用甲醇做溶劑,是否會影響柱效和柱壽命。是否是最佳選擇?甲醇的沸點比較高,極性比較大,如果換成正己烷類的弱極性,低沸點,配合一定的色譜條件可以實現溶劑聚焦作用,顯著提高保留時間較短的化合物的靈敏度和檢出線。甲醇相對于正己烷等極性小的溶劑,造成的柱流失大,國外用乙腈做GC-MS溶劑的文獻很多,很多用來減少前面溶劑轉換步驟,結合大體積進樣等,溶劑先揮發分流走掉,從而進入柱子乙腈溶劑的較少,可認為對柱子影響不大,同時甲醇乙腈對比,乙腈的柱流失要少。


現有個樣品,其結構中只有孤立的C=O。由于樣品溶于乙醇,所以第一次做紫外掃描時就以乙醇作為溶劑。結果在202nm處測得了最大吸收。檢測該化合物的HPLC條件是以乙腈-水作為流動相的。我用流動相作為溶劑再對該化合物進行紫外掃描。結果在197nm處測得了最大吸收。而在200~400nm范圍內僅在285nm處測得一很小的吸收峰。在做紫外掃描時,樣品溶劑不同,測得的樣品的最大吸收波長也會不同。


如果用HPLC-UV檢測該化合物,波長選為202nm(以乙醇作為溶劑測得的),是否合適呢?在做HPLC檢測時,樣品的溶劑如果不是流動相之一,會不會影響檢測結果呢?C=O在270~300nm有較弱的紫外吸收(ε=10~100),285nm的峰應為C=O的吸收。乙腈-水的極性強于乙醇,由于N-π躍遷的存在,將發生藍移(最大吸收202變為197),在紫外區的邊緣測定有關物質則干擾甚大,不合適;測定含量勉強可以,如果僅測定含量可以根據吸收情況適當增加到210nm左右。如果溶劑跟流動相一樣,那紫外吸收也應該一致,否則樣品就非完全同一物質。紫外測定選擇最大吸收波長進行含量測定,可以提高檢測靈敏度,減少其他干擾,但這是相對的。


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