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hplc提高分离效果的方法

HPLC(高效液相色谱)用于化学分析,通过将样品分离、检测来进行定量分析,选择或者开发合适的方法很重要,这里讲一下如何提高分离度,即提高分离效果
工具/原料
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高效液相色谱

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合适的流动相

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合适的色谱柱

方法/步骤
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首先需要了解一下分离度的概念,分离度的公式如下图的公式:附上峰形图,可以更好的理解其中的表达式其中,tR1和tR2分别是峰1和峰2的保留时间;W1和W2分别是峰1和峰2在峰底(基线)的峰宽,即通过色谱峰的拐点所作三角形的底边长度。当R>1.5时,两峰可以完全分离。

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提高分离度,即是提高分离度公式中R的值,从公式中可以看出,可以通过提高相对保留时间以及降低峰宽来实现,当然这只是理论方案,那么实际应用中如何实现呢?

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一、相对保留时间取决于组分及色谱柱其固有的热力学性质,两组分的保留时间差异越大,即固定相对组分的选择性越高;而两峰底宽越窄,表示柱效越高。因此选择合适的固定相非常重要,可以达到提高分离度的效果,同时选择合适的流动相及流动相比例也可以提高分离效果。

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二、增加柱温可以提高大多数情况下的分离效果。(注意不是所有都适用)

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三、可以使用离子对试剂。用于分析电离能力较强的样品,其原理是将分析物上的离子进行结合,形成在色谱柱上有保留的分子。常用的离子对试剂有:用于酸性化合物的: 四丁基氢氧化铵、四丁基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵用于碱性化合物的: 戊烷磺酸钠、己烷磺酸钠、庚烷磺酸钠、辛烷磺酸钠、癸烷磺酸钠

方法/步骤2
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其实分离度公式还有另一种表达方式,可以方便大家理解实际应用,公式如下图,其中N为柱效,α为选择性,k为容量因子,下面进行详细一点的介绍

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一、柱效(Efficiency),跟前面提到的一样,柱效越高,分离度越好,即选择色谱柱,另可通过两种方式增加塔板数来提高分离度:使用长柱或双柱串联,或者使用细粒径填料的色谱柱,其中,前者会带来分离时间延长的问题,后者对液相色谱系统有更高的要求,随科技发展,工作效率提高,后者更可取一些

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二、选择性(selectivity),指色谱柱-流动相体系分离两种组分的能力。主要与固定相、流动相组成有关。提高选择性为提高分离效果的最有效最可操作的办法,落实到实际中,即是色谱柱和流动相的选择。以反相模式为例,反相色谱柱(例C18)是以分配作用对化合物进行保留的,不同化合物的分离基于它们在键合相与流动相中分配系数的差异,如果两种化合物的水溶性、在烷烃-水体系的分配系数等方面存在明显差异,那么这些化合物通常是能够利用反相柱达到分离;PH柱对具有苯环的化合物具有特殊保留。正相模式下,硅胶柱、胺基柱、氰基柱与带有极性基团的化合物之间存在极性相互作用,对化合物的基团具有选择性,常常用于结构类似物、异构体化合物的分离。流动相方面,降低流动相的洗脱强度通常可以增大分离度;而有机溶剂类型也会影响分离,比如反相条件下,乙腈和甲醇的选择性就存在很大差异,而这种差异需要在实践中摸索,但无论如何,多种溶剂类型带给我们更多的实现分离的可能。

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三、容量因子,随容量因子增大分离度增加,提高容量因子的方法为增加键合相密度,另外改变键合基团类型也能改变k值。但从上面的公式中可以看出,k对于分离效果的提高的作用较为有限。

总结

除去理论上的各种分析外,实际操作中,主要可以尝试的方法即改变分析时的各个不同参数,例如改变流动相PH值、更换色谱柱、降低进样量、降低流速、改变柱温等。具体的案例需要具体分析,总之,要保证想要测试的样品获得满意的分离度是一个比较有挑战性的工作,需要在工作中多尝试和积累。推荐多查看文献,多学习。

注意事项

需要长期摸索和学习,推荐多读书、看文献

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