關(guān)于液相色譜峰的拖尾問題的小知識
大家如果仔細(xì)查看色譜圖,就會發(fā)現(xiàn)幾乎每一個(gè)色譜峰都有一定程度的拖尾現(xiàn)象。
這本不是問題,但是當(dāng)拖尾嚴(yán)重到一定程度,就會影響我們的分析結(jié)果,所以今天就讓我們來談一談關(guān)于液相色譜峰的拖尾問題。
什么是拖尾峰?
前沿陡峭,后沿較前沿平緩的不對稱峰,稱為拖尾峰。下圖就是一個(gè)拖尾峰,我們會發(fā)現(xiàn)這個(gè)峰的右半邊峰寬是大于左半邊峰寬的,尤其在基線處更加明顯。
那如何評價(jià)色譜峰的拖尾呢?絕大多數(shù)情況下制藥行業(yè)的從業(yè)人員會選擇用美國藥典(USP)中拖尾因子(Tf)來評價(jià)而其余的分析行業(yè)內(nèi)人員則會選擇用對稱因子(As)來評價(jià),拖尾因子和對稱因子到底有什么關(guān)系?
其中,拖尾因子Tf=(a+b)/2a,其中a和b分別是5%峰高處的左右半峰寬
對稱因子As=c/d,其中c和d分別是10%峰高處的左右半峰寬
如果a=b,c=d,那么拖尾因子和對稱因子的數(shù)值都等于1,也就是該峰不拖尾。實(shí)際工作中,當(dāng)拖尾因子和對稱因子小于2時(shí),這兩個(gè)值是非常接近的,如下圖所示。
拖尾峰會對工作造成什么影響?
1. 影響峰高的計(jì)算
先來看看第一個(gè)峰(Tf=1.0)和最后一個(gè)峰(Tf=3.5),它們的峰面積雖然是相同的,但是由于最后一個(gè)峰拖尾很嚴(yán)重,所以它們的峰高相差三倍。當(dāng)我們使用峰高來計(jì)算最低檢出限時(shí)拖尾峰的負(fù)面影響就會比較明顯。
2. 影響峰面積的計(jì)算
當(dāng)我們對色譜峰進(jìn)行積分來計(jì)算峰面積時(shí),峰的起點(diǎn)和終點(diǎn)通常情況下通過色譜峰的斜率來確定。色譜峰越拖尾,它的尾部基線越平緩,終點(diǎn)就越難確認(rèn)。這一點(diǎn)在基線波動(dòng)較大時(shí)體現(xiàn)的更加突出,那么它就會影響我們積分得到的峰面積。
3. 影響對某些痕量組分的確認(rèn)
在藥典計(jì)算有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)要求中會提到,峰面積達(dá)到主峰面積0.1%的組分都要參與計(jì)算。
那么當(dāng)一些小峰和前面的峰分離度不是很好時(shí)就會容易被隱藏在前面峰的拖尾處從而無法參與計(jì)算。
綜上所述,拖尾峰會對色譜分析的定性定量結(jié)果都會產(chǎn)生影響。
產(chǎn)生拖尾峰的原因是什么?
1、拖尾峰的形成是因?yàn)樵谏V分離時(shí)出現(xiàn)了一種以上的保留機(jī)制,并且其中一種保留機(jī)制是超負(fù)荷的。在日常分析中大多數(shù)情況下會使用反相色譜。以常用的C18柱為例,C18是被鍵合在載體硅膠表面的,而硅膠是由硅和氧聚合而成的,所以它的表面會出現(xiàn)各種形態(tài)的硅羥基。
雖然理想的狀態(tài)是流動(dòng)相中的樣品只和固定相C18發(fā)生作用。而實(shí)際上一半以上的硅膠表面并沒有被鍵合上C18,所以硅膠表面會裸露出大量的硅羥基(Si-OH)。
而單獨(dú)的自由硅羥基會和流動(dòng)相中的樣品發(fā)生作用,形成拖尾。于是在最近的十幾年中,色譜柱供應(yīng)商致力于生產(chǎn)出高純度的硅膠載體。由于新型硅膠在無金屬離子環(huán)境下制造,所以表面不會殘留金屬離子也會減少拖尾。另外,硅膠表面盡可能減少自由的硅羥基,未與固定相鍵合的硅羥基盡可能形成螯合或聚合狀態(tài),用來減少拖尾峰的產(chǎn)生。
2、當(dāng)色譜柱經(jīng)歷過高溫、強(qiáng)酸,或者一些極端使用方法導(dǎo)致固定相流失較多后,色譜柱中的自由硅羥基也會變得越來越多從而更加容易造成拖尾峰。
3、拖尾峰的形成也有可能是因?yàn)橹獾乃荔w積較多,導(dǎo)致樣品在死體積處發(fā)生了滯留和擴(kuò)散。
4、當(dāng)樣品中出現(xiàn)了堿性化合物,堿性基團(tuán)更容易與色譜柱中的硅羥基發(fā)生作用形成拖尾峰。
如何改善拖尾峰?
1、對于過去的自由硅羥基較多的色譜柱,建議在流動(dòng)相中加入三乙胺來抑制拖尾。實(shí)驗(yàn)表明三乙胺有非常好的拖尾抑制效果。另外,由于三乙胺呈堿性需要大家在使用時(shí)考慮色譜柱的ph值耐受范圍,某些情況可能需要加入酸性調(diào)節(jié)劑。對于新型的表面以耦合和聚合硅膠為主的硅膠載體,我們就很少使用三乙胺來抑制拖尾,而是通過調(diào)整流動(dòng)相的ph<3來抑制硅膠的離子化。
2、當(dāng)色譜柱柱效降低導(dǎo)致拖尾峰時(shí)建議更換色譜柱。
3、建議在液相色譜中正確安裝并且使用與您的儀器匹配的管線接頭,以減少死體積的產(chǎn)生。