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                消除液相色譜中溶劑效應的四大策略盤點

                2023-09-11 15:25:07  來源: 色譜學堂

                溶劑效應以及它對于色譜分離的影響,簡單來說,就是用于溶解樣品的溶劑跟初始流動相的洗脫強度差異較大時,容易造成色譜出峰變寬、變形、甚至分裂,從而影響到分離度、對稱性以及信噪比。

                 ?。▽τ谌軇┬€不了解的同學,可以先看下面這個視頻來學習:)

                今天,我們系統性地來看看有哪些辦法可以幫助我們降低,或者說緩解溶劑效應對于色譜分離的影響。

                  從大的策略方向來看,這些辦法一共可以分成四大類:

                  01  基于“色譜方法”的解決方案

                  其中最直接有效的辦法,就是在樣品前處理階段,通過固相萃取的手段將樣品溶劑從100%的強有機溶劑置換成相對洗脫強度比較弱的溶劑或者水和有機溶劑的混合。讓樣品溶劑跟流動相初始強度達到一定程度的匹配,從而降低溶劑效應的影響。

                但是當上面的辦法無法實施時,就需要想其他辦法了。

                  基于“色譜方法”的解決方案里面還有一招,就是降低進樣量,更確切的說,是降低進樣體積。

                  原因也很好理解,進樣體積越小,強度更大的溶劑被流動相稀釋的速度越快,從而對樣品分子的影響就更小。

                  

                下面有一個實際案例,這是一個用100%甲醇作為樣品溶劑的方法,而初始流動相是30%的甲醇。

                  當進樣量為100微升的時候,色譜峰可以說是慘不忍睹。當把進樣量降低一半,到了50微升的時候,峰型已經好轉很多。最后把進樣量調整到10微升時,色譜峰已經變成了漂亮的對稱的高斯峰了。

                  而且,隨著進樣體積的減少,也相應增加了樣品的濃度,以保證絕對的進樣量保持一致。

                  02  基于“硬件”的解決方案

                  第二大類我們稱為“基于硬件”的解決方案。之前視頻中提到過的“為什么死體積越大分離越好”的例子中,通過更換自動進樣器到色譜柱間的管路,就是這樣的成功案例之一。

                  這個方法雖然看似簡單粗暴,土氣實足,在之前的視頻留言中還被人吐槽。但是,增加樣品在色譜柱前端稀釋體積的辦法,的確是比較有效的降低溶劑效應的辦法。

                  賽默飛在最新的Vanquish Core的液相自動進樣器里面的strong solvent loop,采用的就是這辦法。這可是大廠官方的解決方案,高大上的名字,配上幾百美金的價格,是不是瞬間感覺就不一樣了?

                  當然,這種辦法的副作用就是會增大系統的死體積。賽默飛的strong solvent loop的體積就達到了46.2μL,所以在降低溶劑效應和降低樣品擴散這二者中間,需要保持一個合適的平衡。這也對樣品方法在老液相系統和新液相系統中的轉移提出了更多的挑戰。

                    03  基于“軟件”的解決方案

                  第三大類是基于“軟件”的解決方案。也就是利用色譜軟件設置特殊的進樣程序,采用三明治進樣(Sandwich Injection)、或者共進樣(Co-Injection)的方法,對樣品進行提前的稀釋,降低其溶劑的強度,從而減小溶劑效應的影響。

                  下面就是一個變色龍軟件上進樣程序的例子,在50微升的樣品兩端,分別使用了20微升的水相溶劑,達到在線稀釋的效果。

                  在島津的Nexera 系列(LC-40)和 i-Series系列的液相中,也有類似的叫做自動前處理的功能(Automatic Pretreatment function)。

                  下面這個圖里面可以看到,自動進樣器先吸取樣品,然后吸取一定體積的稀釋溶劑(這個方法里面是水),然后將他們共同注射到進樣口內。

                  從下圖結果來看,采取了普通進樣方式的色譜結果,色譜峰在隨著進樣量增大時,變得越來越寬,峰型也越來越不對稱。

                  而使用了共進樣功能(Co-injection)方式的結果,色譜峰在進樣量從1微升增大到10微升的過程中,始終保持著尖銳和對稱的峰型。

                  04  基于“軟硬兼施”的解決方案

                  第四大類是基于“軟硬兼施”的解決方案,代表就是安捷倫最近推出的1260二代 Hybrid Multisampler自動進樣器,翻譯過來叫雜交自動進樣器(聽起來有點點奇怪,不過名字不重要,重要的是功能,大家對于這個名字翻譯有好的建議,也可以在評論區提出來)。

                  Hybrid的意思就是在經典的進樣模式以外,還有另外一種模式,叫Feed Injection。

                  特殊設計的樣品注射器可以把樣品直接注入到運動的流動相里面,而且還可以調節注入的速度。

                  在注入速度很快的時候,進樣模式就跟經典的進樣很類似了。當注入速度比較慢的時候,能夠有效地讓樣品在流動相中充分稀釋后再進入色譜柱,從而避免甚至消除溶劑效應的影響。

                  在深入了解了溶劑效應的形成原因后,才能有的放矢地尋找不同方向的解決方案,以幫助我們獲取更好的儀器實驗數據。

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