高效液相色谱法是制药、食品、环境等行业中应用最为广泛的分析技术,具有分离效率高,选择性好,灵敏度高等优点。目前,色谱柱填料纯度和种类、色谱柱规格及填充工艺均日益改进,为分析工作者提供了丰富的选择。同时,流动相的选择包括有机相的种类、混合比例、添加剂和pH值等,选择合适的流动相对于液相色谱的分析至关重要。流动相通常是由水和有机溶剂(如:乙腈、甲醇等)组成的混合溶液,一般可通过添加三乙胺、乙酸铵、甲酸、乙酸、三氟乙酸等来提高分离度或改善色谱峰形。因此,在高效液相色谱分析方法开发过程中,固定相和流动相的选择是实现良好分离效果的关键之一。
在分析方法开发或使用过程中,流动相添加剂选择或使用不当,不仅会导致分离效果不达预期,甚至可能导致色谱柱或仪器的损坏,因此,流动相、添加剂、离子对试剂等的正确选择是色谱分析的重中之重。比如:在药物分析时,由于大多数药物是可电离的,即酸性、碱性或两性离子。一般情况下需要通过加入pH调节剂、缓冲盐等添加剂,抑制样品组分解离或与待测组分“结合”,从而实现组分合理保留并获得良好峰型的目的。常见的流动相添加剂包括:磷酸盐缓冲液、铵盐缓冲液、三氟乙酸、三乙胺、离子对试剂等。
离子对试剂应用简介
离子对试剂主要用于液相色谱法分析中,当样品电离能力较强时,样品在反相色谱柱上的保留时间很短或者根本不保留。这时需要加入相应的离子对试剂,将分析物上的离子进行结合,形成在柱子上有保留的分子,从而将其留住。离子对试剂主要用于提高高效液相色谱的分离效果。当使用液相色谱法分析电离能力比较强的样品时,样品在反相色谱柱上的保留时间很短或者根本不保留,这时要加入相应的离子对试剂。离子对的疏水性越强,其在反相固定相上的保留越大,从而达到样品分离的目的。
以离子对试剂在强碱性/强酸性化合物分离中的应用为例:分析物为强碱性化合物,通常会在流动相中添加烷基磺酸盐离子对试剂,如:戊烷磺酸钠等;分析物为强酸性化合物,通常流动相中会添加四烷基铵盐或烷烃铵盐离子对试剂,如:四丁基溴化铵等,经过长时间的色谱柱平衡,流动相中离子对试剂的疏水端(烷基部分),与固定相长链强力吸引;亲水端(磺酸阴离子或氮正离子)则暴露于固定相与流动相的相界面上。当被分析离子化合物进入色谱柱时,强碱性化合物/强酸性化合物与相界面上的磺酸阴离子/氮正离子产生静电作用,从而产生保留。
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离子对试剂的使用小窍门
当使用的离子对试剂疏水性较强(如:烷基磺酸盐)或季铵盐试剂(如:四丁基铵)时,柱平衡通常较慢,需要注意基线稳定性和保留值重现性。
若发现选择的离子对试剂不合适而想换一种离子对试剂时,如果不更换色谱柱,最好先充分清洗掉原来色谱柱中的离子对试剂,再用新流动相平衡色谱柱。不同的离子对试剂有不同的清洗方法,通常建议如下:
· 对于阴离子试剂:建议使用50%~80%的甲醇-水清洗;
· 对于季铵盐类试剂:建议使用50%甲醇-缓冲剂清洗,其中加入磷酸钾的目的是降低试剂铵基与硅羟基发生作用。
离子对试剂对色谱柱的影响:如果使用的离子对试剂疏水性非常强,那么它会在固定相上产生持久的保留,对色谱柱产生不可逆的的改性。因此需要专柱专用,特别在开发新色谱方法的时候,不要使用这种被改性过的色谱柱。
某些情况下需要严格控制流动相的pH和柱温,另外,对于要加入挥发性离子对试剂的流动相,配制时建议在溶剂液面以下放液,避免出现重现性问题。
使用离子对试剂的流动相条件,有时会观察到同时出现正峰和负峰的现象,这些峰会干扰建立方法或者日常检测,这类问题主要原因是使用纯度不高的离子对试剂、缓冲盐或者其他其他流动相添加剂等。另外,不纯的离子对试剂,也影响分析物的保留时间。
使用含离子对试剂的流动相,特别是疏水性较强的离子对试剂,柱平衡缓慢,如果平衡时间不够,会出现保留时间漂,结果不稳定的情况,一般建议含离子对试剂的流动相采用等度洗脱条件,因为走梯度,易出现基线波动和保留重现性问题,为保证色谱柱达到较好的平衡状态,使用前最好能小流速过夜平衡。
较弱的离子对试剂,如:三氟乙酸、五氟丙酸酐等,这些试剂不会减慢柱平衡过程,通常用流动相平衡10-20倍柱体积就足以达到平衡。当样品中同时含有酸性和碱性化合物时,这两种离子对试剂都可能有效,但我们不能把这两种试剂都添加到流动相中,这些试剂之间有形成离子对的趋势,会抵消它们对分离的净效应,而且同时使用两种试剂还会使方法建立变得更为复杂。
当需要有选择性地增加碱性溶质的保留时,首选的离子对试剂应是烷基磺酸盐,而四烷基铵盐则在需要增加酸性溶质的保留时应用。
通过调节流动相,解决碱性化合物的色谱峰拖尾现象
选择正确的离子对试剂
使用离子对试剂可以增强碱性化合物的保留,改善碱性化合物峰形。适合碱性化合物的离子对试剂主要有:庚烷磺酸钠、己烷磺酸钠、十二烷基烷磺酸钠等。在酸性条件下,碱性化合物的阳离子会和烷基磺酸根阴离子形成中性离子对,使碱性化合物变成中性化合物,并增强疏水性。
使用三乙胺或二乙胺
当我们发现碱性化合的峰形出现拖尾时,在流动相里添加1%的三乙胺,再用磷酸把流动相调回酸性。在酸性条件下,三乙胺阳离子和键合相中游离的硅羟基结合,占据键合相中所有与碱性化合物作用的活性中心,屏蔽碱性化合物的二级作用,从而改善峰形。其中二乙胺相比三乙胺,沸点更低,更加适合LC-MS质谱检测。
调整流动相pH值
对碱性化合物来说,流动相的pH不仅仅对峰形,还对保留因子和选择性都有很大影响。一般来建议碱性化合物的流动相 pH≤2.5,会有比较好的峰形。
选择高纯度的缓冲盐
让流动相维持在一个相对稳定的pH条件下;同时增加流动相足够的离子强度。高浓度缓冲盐中金属离子“包裹”游离硅羟基,并呈正电状态,阻断碱性化合物与固定相的二级反应,减小拖尾,改善峰形。缓冲盐的弱酸根(阴离子)作用是维持流动相体系在一个稳定的pH环境,提高方法重现性。同时,在选择缓冲盐/添加剂时要确保缓冲盐和添加剂与固定相兼容。

常用离子对试剂、缓冲盐、改进剂等
LiChropur™离子对试剂产品特色
✅ 纯度可达99%以上:易形成稳定的离子对,提高待测样品的分离度和重现性;
✅ 低紫外吸收:250 nm下紫外透光率≥98%;200 nm下紫外透光率≥70%,提高检测灵敏度,有效减少流动相在紫外检测器中的吸收,从而降低背景噪音;
✅ 低水分含量、良好的化学稳定性:不会与流动相发生反应,适用于不同的流动相组合和检测条件;
✅ 溶解性高:可在流动相中均匀分布,以便获得一致性的分离效果,避免堵塞色谱柱或有盐类析出导致清洗困难等;