高效液相色谱的常见问题分析
& t# Q' ~% D5 W
1. 涡流扩散(Eddy diffusion)
$ |- ^3 i: d2 C. d( P 原因和解决方法:流动相碰到较大的固体颗粒,就像流水碰到石头一样产生涡流。如果柱装填得不均匀,有的部分松散或有细沟,则流动相的速度就快;有的部位结块或装直紧密则流就慢,多条流路有快有慢,就使区带变宽。因此,固相载体的颗粒要小而均匀,装柱要松紧均一,这样涡流扩散小,柱效率高。
$ l' S G2 ]8 l+ D
2. 分子扩散(Molecular diffusion)
3 p7 l2 M; `- ^ 原因和解决方法:分子扩散就是物质分子由浓度高的区域向浓度低的区域运动,也称纵向分子扩散。要减少分子扩散就要采用小而均匀的固相颗粒装柱。同时在操作时,如果流速太慢,被分离物质停留时间长,则扩散严重。
. y7 B1 ]3 u, U2 P$ B
3. 质量转移(Mass transfer)
& q! n m' n( P2 u1 r
原因和解决方法:被分离物质要在流动相与固定相中平衡,这样才能形成较窄的区带。在液相色谱中,溶质分子要在两个液相之间进行分配,或在固相上被吸附和解吸附均需要一定的时间。当流速快时,转移速度慢,来不及达到平衡动相就向前移,这各物质的非平衡移动,使区带变宽。
6 F2 O* p; I7 L: ~; e) _+ b* q
4. 动相流速
* m( B# C, c& E6 b! [7 }* T
原因和解决方法:当流速太低时,分子扩散严重,特别是在气相色谱中尤为突出。如将理论塔板高度对流速作图,理论塔板高度随流速增加而急速下降,当达到最低值时,流速再加大则质量转移起主要作用,理论塔板高度又加大。在高效液相色谱中,流速稍快影响不大,但在凝胶过滤色谱中,因为物质要渗透到凝胶内部,所以质量转移影响大,流速加大会降低柱效率。
% F3 W& v% }# D( k; s
5. 固定相颗粒太小
! L$ x2 ?/ a. r4 V: H7 R+ b
原因和解决方法:固定相颗粒越小柱效率越高,对流动相流动的阻力越大,需要加大压力才能使它流动。
2 a5 R4 t8 h/ y3 `3 O
6. 峰拖尾
0 w1 W3 z3 ^8 U3 W& B; B6 S% V* _ 原因和解决方法:
# E8 G: R, y4 J(1) 筛板阻塞,反冲色谱柱 ,更换进口筛板 ,更换色谱柱 ;
1 w% q) r: {/ U5 F: {
(2) 色谱柱塌陷,填充色谱柱;
G6 U* q$ X" c! Z7 l
(3) 干扰峰,使用更长的色谱柱,改变流动相或更换色谱柱;
4 S" E+ j3 ^9 n8 n3 D8 Q1 u
(4) 流动相PH选择错误 调整PH值。对于碱性化合物,低PH值更有利于得到对称峰;
& P8 x( l2 n ^. x2 @7 Y. d
(5) 样品与填料表面的溶化点发生反应,加入离子对试剂或碱性挥发性修饰剂,更改色谱柱。
9 D9 X1 \$ @& \+ p/ m7 i, L, [+ F2 a7. 峰分叉
5 ~9 R) ]2 l5 Y) w: v
原因和解决方法:
8 W, `9 u- q ~6 A: v& e
(1) 保护柱或分析柱污染,取下保护柱再进行分析,如果必要更换保护柱,如果分析柱阻塞,拆下来清洗,如果问题仍然存在,可能是柱子被强保留物质污染,运用适当的再生措施,如果问题仍然存在,入口可能被阻塞,更换筛板或更换色谱柱,
9 @6 s: O# c1 W% h- e( \(2) 样品溶剂不溶于流动相 ,改变样品溶剂,如果可能采取流动相作为样品溶剂。
5 i# E1 [0 o# Q w5 X; j' Z7 V+ ^8. 早出的峰变形
5 Z- k- I1 V% M* b. J$ T 原因和解决方法:
5 s x3 C5 [1 i! w* X
样品溶剂选择不恰当,减少进样体积,运用低极性样品溶剂。
7 `1 k, K8 o3 B+ p* C1 V9. 早出的峰拖尾程度大于晚出的峰
" n0 Z, l! ]1 Z7 N4 b: n; f9 P 原因和解决方法:
& J5 o9 L. C* m% n+ V
柱外效应,调整系统连接(使用更短、内径更小的管路),使用小体积的流通池。
+ L5 }( y' X; u8 b9 a8 {: D! D10. K’增加时,脱尾更严重
- d8 r+ l' [% n" O5 x6 e 原因和解决方法:
/ I. v# j) r$ u8 F7 r
(1) 二级保留效应,反相模式,加入三乙胺(或碱性样品),加入乙酸(或酸性样品) ,加入盐或缓冲剂(或离子化样品),更换一支柱子;
7 Q6 S$ ]0 T7 j2 u/ T9 `, E(2) 二级保留效应,正相模式,加入三乙胺(或碱性样品),加入乙酸(或酸性样品) ,加入水(或多官能团化合物),试用另一种方法;
9 e1 |* B- T+ Y# o
(3) 二级保留效应,离子对,加入三乙胺(或碱性样品)。
3 s* `" R) [1 w% P- [9 F11. 酸性或碱性化合物的峰拖尾
% C- m" G3 A4 L, [" t) U+ m! T 原因和解决方法:
" g4 d$ d7 _- F5 a) N 缓冲不合适,使用浓度50-100mM的缓冲液,使用Pka等于流动相PH值的缓冲液。
) C; Y8 E: H4 t5 Q, r
12. 额外的峰
8 O( Z5 \. v! a2 Z 原因和解决方法:
3 J4 S) N* {8 \& g( m4 g(1) 样品中有其他组份,正常;
: A! m" X! {% k5 F) M$ P* h1 t1 n(2) 前一次进样的洗脱峰,增加运行时间或梯度斜率 ,提高流速;
& _! _" O) [- J: x(3) 空位或鬼峰,检查流动相是否纯净,使用流动相作为样品溶剂,减少进样体积。
1 g7 @3 K: I: F7 ~4 \' D' @3 T
13. 保留时间波动
/ X* k( K7 o, M! A6 H& _1 e8 R
原因和解决方法
0 {: t Y W( \0 T
(1) 温控不当,调好柱温;
. E7 x$ ?6 Q$ b/ P4 a% H
(2) 流动相组分变化,防止变化(蒸发、反应等);
S6 b/ O& c0 l0 ]# ]
(3) 色谱柱没有平衡,在每一次运行之前给予足够的时间平衡色谱柱。
) B Z: U, @2 k6 H0 U" [" r4 J; g
14. 保留时间不断变化
# [8 L1 a2 ?8 c
原因和解决方法:
7 H6 t0 S; G$ w; Z; q
(1) 流速变化,重新设定流速 ;
' Q2 n0 T- }" M9 c* K% t1 C$ x4 ](2) 泵中有气泡 ,从泵中除去气泡 ;
+ _( V) L8 z- Q) n. c9 u
(3) 流动相选择不恰当 ,更换合适的流动相,选择合适的混合流动相。
' ~3 {' L' T7 m15. 基线漂移
/ t: @9 A/ v8 q
原因和解决方法:
8 `1 b( ]& L+ x( \
(1) 柱温波动,(即使是很小的温度变化都会引起基线的波动,通常影响示差检测器、电导检测器、较低灵敏度的紫外检测器或其它光电类检测器), 控制好柱子和流动相的温度,在检测器之前使用热交换器图;
2 a4 k0 u$ ]8 K$ z- t7 } v7 N(2) 流动相不均匀,(流动相条件变化引起的基线漂移大于温度导致的漂移),使用HPLC级的溶剂,高纯度的盐和添加剂。流动相在使用前进行脱气,使用中使用氦气;
. X V+ T3 G6 ~( Q& i(3) 流通池被污染或有气体,用甲醇或其他强极性溶剂冲洗流通池,如有需要,可以用1N的硝酸不要用盐酸);
- V2 l, P2 [7 I1 L2 ?6 ]- ](4) 检测器出口阻塞,(高压造成流通池窗口破裂,产生噪音基线),取出阻塞物或更换管子,参考检测器手册更换流通池窗;
) N2 ?3 ~5 Y+ m0 C
(5) 流动相配比不当或流速变化,更改配比或流速,为避免这个问题可定期检查流动相组成及流速;
& ~, F! G9 F/ m1 _ `2 [! ~
(6) 柱平衡慢,特别是流动相发生变化时,用中等强度的溶剂进行冲洗,更改流动相时,在分析前用10-20倍体积的新流动相对柱子进行冲洗;
8 q: m" u4 w. E' C6 |2 b
(7) 流动相污染、变质或由低品质溶剂配成,检查流动相的组成,使用高品质的化学试剂及HPLC级的溶剂;
) b$ g" W0 x% w: A(8) 样品中有强保留的物质(高K’值)以馒头峰样被洗脱出,从而表现出一个逐步升高的基线, 使用保护柱,如有必要,在进样之间或在分析过程中,定期用强溶剂冲洗柱子;
! o7 Y. d9 ]- C2 F* L
(9) 使用循环溶剂,但检测器未调整,重新设定基线,当检测器动力学范围发生变化时,使用新的流动相;
: ~8 y# Y8 M0 L% d# L/ b(10) 检测器没有设定在最大吸收波长处,将波长调整至最大吸收波长处。
: ]4 P) o- D$ o. A" C) L8 ]* Q
16. 基线噪音(规则的)
9 y' M7 v$ ]8 t+ A 原因和解决方法:
2 p% Q j' S& f5 ^7 n6 S2 o( \
(1) 在流动相、检测器或泵中有空气,流动相脱气,冲洗系统以除去检测器或泵中的空气;
" ]' |# J* B% W. ]/ X& y2 B(2) 漏液,检查管路接头是否松动,泵是否漏液,是否有盐析出和不正常的噪音,如有必要,更换泵密封;
3 [5 ^% Z H! E6 a7 U(3) 流动相混合不完全,用手摇动使混合均匀或使用低粘度的溶剂;
; g5 z; J/ |2 Y4 N& J: z(4) 温度影响(柱温过高,检测器未加热),减少差异或加上热交换器;
! |) l8 u- Q; V7 B! J(5) 在同一条线上有其他电子设备 断开LC、检测器和记录仪,检查干扰是否来自于外部,加以更正;
; a1 P t' l/ L; }+ @( [! e; {
(6) 泵振动,在系统中加入脉冲阻尼器。
# a+ v4 J& W# a5 g; \17. 基线噪音(不规则的)
U: ]1 S3 F* j% c( C1 D$ ] 原因和解决方法:
: p6 }: j8 i1 w
(1) 漏液,检查接头是否松动,泵是否漏液,是否有盐析出和不正常的噪音,如有必要,更换密封,检查流通池是否漏液;
, }/ p, b2 y9 s
(2) 流动相污染、变质或由低质溶剂配成 ,检查流动相的组成;
$ D2 Z; D. F; F Z1 E
(3) 流动相各溶剂不相溶,选择互溶的流动相;
+ r3 F% l7 x. ^3 g- V(4) 检测器/记录仪电子元件的问题,断开检测器和记录仪的电源,检查并更正;
) y E! M; D% Y b5 D* ^: C/ N(5) 系统内有气泡,用强极性溶液清洗系统;
+ E- Z8 ^8 ^" W* X' s$ U7 H# ?(6) 检测器内有气泡 ,清洗检测器,在检测器后面安装背景压力调节器;
4 L1 ]) D7 P" C. L(7) 流通池污染(即使是极少的污染物也会产生噪音),用1N的硝酸(不能用磷酸)清洗流通池;
* I' \; ~% F8 a% D; g; i
(8) 检测器灯能量不足,更换灯;
7 ^6 l- ?% c0 O! y+ x
(9) 色谱柱填料流失或阻塞,更换色谱柱;
3 E- e( x" K/ W4 \(10) 流动相混合不均匀或混合器工作不正常,维修或更换混合器,在流动相不走梯度时,建议不使用泵的混合装置。
/ q0 M+ g) U4 V* {
18. 宽峰
" h6 s1 ?( N* Y) [2 J/ g6 f' Y- n) z 原因和解决方法:
8 u/ k F' l4 S2 a$ ?(1) 流动相组成变化,重新制备新的流动相 ;
! H8 S! y9 A1 V" H(2) 流动相流速太低,调节流速;
9 T8 K$ I, T! d9 _
(3) 漏液(特别是在柱子和检测器之间),检查接头是否松动、泵是否漏液、是否有盐析出以及不正常的噪音,如果必要更换密封;
; j# |* ]8 |* U# N2 y(4) 检测器设定不正确, 调整设定;
0 R: Q& ]" x- D2 z(5) 柱外效应影响, 柱子过载,检测器对反应时间或池体积响应过大,柱子与检测器之间的管路太长或管路内径太大,记录仪响应时间太长 ,小体积进样(例如:10ul而不是100ul)以1:10或1:100的比例稀释样品, 减少响应时间或使用更小的流通池,使用内径为0.007-0.01的短管路,减少响应时间;
S% p2 {( p$ K$ y5 N(6) 缓冲液浓度太低,增加浓度 ;
. {) A% L* Y; v, B8 ](7) 保护柱污染或失效 ,更换保护柱 ;
! Z; x7 Q, o7 V R, p* ]: _" b- l
(8) 色谱柱污染或失效,塔板数较低,更换同样类型的色谱柱,如果新柱子可以提供对称的色谱峰,则用强溶剂冲洗旧柱子;
" k* |. t3 q0 N1 O% J* _(9) 柱入口塌陷,打开柱入口,填补塌陷或更换柱子;
, ~! n- f2 i# {2 G! K
(10) 呈现两个或多个未被完全分离的物质的峰,选择其它类型的色谱柱以改善分离效果 ;
4 _7 B/ f& A, O6 s0 G8 X(11) 柱温过低,提高柱温,除非特殊情况,温度不宜超过75℃ 12、检测器时间常数太大,使用较小的时间常数;
2 c* J$ d) P n5 C) U& }% B
19. 分离度降低
?/ ^" A, G. H$ ^; L: q
原因和解决方法:
% E7 ?; M) x2 r6 d# t
(1) 流动相污染或变质(引起保留时间变化),重新配置流动相 ;
# \: b4 w6 F7 W: N3 U- ^* }(2) 保护柱或分析柱阻塞图 ,去掉保护柱进行分析,如果必要则更换保护柱,如果分析柱阻塞,可进行反冲,如果问题仍然存在色谱柱可能被强保留的污染物损坏,建议使用恰当的再生程序,如果问题仍然存在,进口可能阻塞了,更换入口处的筛板或更换色谱柱。
3 L0 ?2 Q% T9 k" _, \20. 所有的峰面积都太小
* L, @& K# i0 J: e# t* l
原因和解决方法:
& ?0 ^3 v" Z5 G" e% }, L- J) a(1) 检测器衰减设定过高,减少衰减的设定;
) X# q& A! k' Y6 X z, D; \7 L(2) 检测器时间常数设定太大,设定较小的时间常数;
; _( w" X2 s! X) Q6 o" ~
(3) 进样量太少,增大进样量;
* A6 ]% p) m5 l* W7 H, b, v5 `# h
(4) 记录仪连接不当,使用正确的连接。
4 F, u, k8 R% Y4 Z, x% G
21. 所有的峰面积都太大
( [- Q t2 e$ v 原因和解决方法:
( L, K ]9 y: K(1) 检测器衰减设定过低,采取较大的衰减;
9 q2 u1 v [* m( F. |6 s( @7 k; W
(2) 进样过多,减少进样量 ;
0 y/ D# D/ ^& h4 K, b. G- f
(3) 记录仪连接不正确,正确连接记录仪。