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高效液相色谱中引起色谱峰展宽的主要因素及解决方案-小蝌蚪黄色网站科技

高效液相色谱中引起色谱峰展宽的主要因素及解决方案

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作者:小蝌蚪黄色网站 来源:液相售后 2025-09-02 11:54:53

做高效液相色谱(HPLC)分析时,谁不盼着能跑出尖锐又对称的色谱峰呢?那尖尖的峰就像分析结果的 “定心丸”—— 分离度更高,灵敏度也更足,不管是定性还是定量,出来的数据都让人心里有底。可实际操作中,麻烦总在不经意间冒出来:色谱峰要么变宽 “摊成一片”,要么拖个长长的尾巴,甚至直接分叉,不光让分析进度慢下来,更怕的是因为这不准的峰形,连数据解读都出了错。

其实色谱峰会“变形”,说到底是样品里的组分在色谱系统里“走偏了”—— 要么是不该扩散的扩散了,要么是往前跑的时候被不该出现的阻力拦住了。这些看似零散的问题背后,藏着一串环环相扣的影响因素。把这些因素摸清楚,才能真正找到优化方法、解决麻烦,让分析结果更靠谱。



一、色谱柱:峰形好坏的 “核心担当”

要是把色谱系统比作一个 “分离工厂”,那色谱柱就是负责核心工作的 “车间”,它的状态直接决定了峰形的模样。

柱效降了,峰自然就宽了—— 这是直接的原因。色谱柱用得久了,柱效难免会慢慢下降,而藏在背后的 “凶手” 主要有三个:

柱床塌了:就拿常用的硅胶基质色谱柱来说,要是长期用高 pH 值的流动相,固定相就会慢慢溶解,柱床里就会出现空隙。原本整齐的 “通道” 乱了,样品组分走起来没了章法,峰形自然就散了。

固定相“跑了”:键合相的共价键要是水解或者断了,不光色谱柱分辨样品的“能力”打折扣,还会让样品被莫名吸附,峰不仅变宽,还会拖着尾巴走。

柱头被污染了:样品里或者流动相里的强保留物质,会牢牢粘在柱头上,要么把筛板堵了,要么占了固定相的 “位置”,形成一个个 “乱吸附的点”,峰形直接就被破坏了。

还有个容易被忽略的问题是筛板堵了:色谱柱两端的烧结筛板孔径特别小,本来是用来固定填料的。可样品里的小颗粒、强保留杂质,会慢慢把筛板的孔堵住,柱头压力越来越高,流动相流速也变得忽快忽慢,峰想不宽、不拖尾都难。


二、柱外效应:仪器系统的 “隐形干扰”

就算你有一根状态绝佳的色谱柱,仪器本身的 “小空隙” 也可能给峰宽添乱 —— 这就是大家常说的 “柱外效应”。尤其是用小内径色谱柱(比如 2.1mm 的)、短柱,或者分析低保留小分子的时候,这种影响会更明显。

进样环节别大意:要是进样体积太大,样品在柱头上一铺就是一大片,初始谱带就宽了;就算体积合适,要是样品溶剂比流动相 “劲儿大”(也就是常说的 “溶剂效应”),样品会在柱头上早早被冲下来,峰要么往前翘,要么直接变宽。

连接管路要 “精”:管子太长、内径太粗,里面的死体积就大。样品还没到检测器,就会在这些空里慢慢扩散、混合,峰自然就宽了。所以大家都会尽量用 “又短又细” 的连接管,比如内径 0.005 英寸的,就是为了减少这种干扰。

检测器流通池别忽视:很多人容易忘了流通池的体积,可它其实很关键。要是流通池太大,就像多了个 “混合罐”,本来已经分开的峰,到这儿又混到一起,峰宽肯定就上来了。现在用的高效色谱柱,大多会配体积小的微流量池,一般小于 10μL,就是为了避免这个问题。


三、流动相和温度:藏在 “热力学” 里的影响

流动相怎么配、温度怎么控,看着是基础操作,却会从热力学和动力学上悄悄影响峰形。

流动相的 “配方” 很关键:流动相的溶剂强度、pH 值,会直接影响样品的保留情况和扩散速度。要是条件没选对,样品可能会和固定相、硅醇基发生额外的相互作用,峰就会拖尾巴。尤其是分析能电离的化合物时,选对缓冲盐、把 pH 值控制好,简直是 “必做功课”。


流速不能“随心所欲”:流速太快的话,传质阻力(也就是常说的传质方程中的C项)会变大,峰容易宽;可流速太慢也不行,虽然传质阻力小了,但分子会慢慢纵向扩散(也就是B项),峰照样会宽。所以得根据色谱柱的特性和样品的情况,找到那个“刚刚好”的流速 —— 通常就在范第姆特曲线的低点,这时候柱效高,峰形也好。

温度稳定是 “底线”:色谱分离本身就是个热力学过程,温度变了,保留时间、分离的选择性、柱效都会跟着变。要是柱温箱的温度忽高忽低,保留时间会飘,峰也会变宽。所以每次分析前,把柱温箱温度稳住,是保证结果能重复的基本要求。


四、样品本身:峰形的 “源头关卡”

想让峰形好,从处理样品的时候就得留心,毕竟 “源头” 没管好,后面再调整也难。

样品溶剂要 “匹配”:就像之前说的,要是用比流动相 “劲儿大” 太多的溶剂溶解样品,会破坏样品在柱头上的 “聚焦效果”,峰要么变宽,要么直接分叉,前期的准备工作等于白做。

别让样品 “过载”:不管是浓度太高,还是进样体积太大,只要超了色谱柱的线性容量,麻烦就来了。固定相用来吸附的 “位置” 被占满了,峰要么往前翘,要么拖尾巴,不仅宽,还不对称,数据自然也不准。


色谱峰变宽主要影响因素

表1:色谱峰变宽主要影响因素



色谱峰变宽原因快速排查步骤与对应解决方案

表2:色谱峰变宽原因快速排查步骤与对应解决方案


解决方案

色谱峰展宽不是单一问题,想解决它,得从整个系统入手:

认真保养色谱柱:遵循使用说明书、使用保护柱或者在线过滤器等,能让色谱柱用得更久,状态也更稳定。

减少系统死体积:每次换配件、接管路的时候,多检查连接点,选合适的管路和配件,别让“小空隙”拖后腿。

样品溶剂和流动相 “对齐”:尽量用初始流动相,或者比它 “劲儿小” 的溶剂溶解样品,避免溶剂效应。

优化方法参数:多试试不同的流速、柱温、梯度程序,找到适合的条件,别凭经验 “一刀切”。

做好系统适应性测试:每次开始分析前,先跑个标准品,看看柱效(理论塔板数)、拖尾因子、分离度怎么样,确认系统状态好,再正式分析,心里也更踏实。


HPLC系统的日常维护

表3:HPLC系统的日常维护




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