色谱保留值测试方法

保留时间不重现有两种不同的情况：既保留时间漂移和保留时间波动。前者是指保留时间仅沿单方向发生变化，而后者指保留时间无固定规律的波动。将此两种情况区分开来对找到问题的原因往往很有帮助。如，保留时间的漂移往往由柱老化引起；而柱老化不可能引起保留时间的无规律波动。事实上，保留时间漂移的多半原因是不同机理的色谱柱老化，如固定相流失（例如通过水解），色谱柱污染（由样品或流动相所致）等。保留时间漂移的几种最常见的原因如下：　　一色谱柱平衡　　如果我们观察到保留时间漂移，首先应考虑色谱柱是否已用流动相完全平衡。通常平衡需要10-20柱体积的流动相，但如果在流动相中加入少量添加剂（如离子对试剂）则需要相当长的时间来平衡色谱柱。　　流动相污染也可能是原因之一。溶于流动相中的少量污染物可能慢慢富集到色谱柱上，从而造成保留时间的漂移。应注意：水是很容易污染的流动相成分。　　二固定相稳定性　　固定相的稳定性都是有限的，即使在推荐的PH范围内使用，固定相也会慢慢水解。例如，硅胶基质在pH为4时水解稳定性最好。水解速度与流动相类型和配体有关。双官能团配体和三官能团配体比单官能团配体的键合相要稳定；长链键合相比短链键合相稳定；烷基键合相比氰基键合相稳定的多。　　经常清洗色谱柱亦会加速色谱柱固定相的水解。其他硅胶基质键合相在水溶液环境中也可以发生水解，如氨基键合相等　　三色谱柱污染　　保留时间漂移的另一个常见原因是色谱柱污染。HPLC色谱柱是非常有效的吸附性过滤器，它可以过滤并吸附流动相携带的任何物质。污染源可以是：流动相本身，流动相容器，连接管、泵、进样器和仪器密封垫，以及样品等。通常通过实验可判断污染的来源。　　样品中如果存在色谱柱上保留很强的组分，就可能是使保留时间漂移的潜在根源。些根源通常是样品基质。如：配药中的赋形剂，生化样品（如血清）中的蛋白及类脂类化合物，食品样品中的淀粉，环境水样中的腐殖酸等。通常样品中的强保留组分具有较高的分子量，在此情况下，保留时间漂移的同时或其后会有反压的增加。可以通过使用固相提取（SPE）等样品前处理方法来去除样品基质的影响。　　避免色谱柱污染最简单的方法是防患于未然。相比之下，找到问题的所在并设计有效的清洗步骤以去除污染物要困难的多。通常使用在给定色谱条件下的强溶剂，但并非所有污染物都可以在流动相中溶解。如THF可去除反相色谱柱中的许多污染物，但蛋白在THF中就不能溶解。DMSO常常用于去除反相色谱柱中的蛋白。　　使用保护柱是个非常有效的方法。反冲色谱柱仅是不得已时采用的办法。　　四流动相组成　　流动相组成的缓慢变化也是保留时间漂移的常见原因。如流动相中易挥发组分的挥发及循环使用流动相等。　　五疏水坍塌　 当小孔径、端基封口良好的反相填料色谱柱使用接近100%的水为流动相时，有时会发生分离突然丧失及被分析物质保留明显降低或完全不保留的现象，这就是疏水坍塌。此现象是由流动相不浸润固定相表面而致。挽救的办法实现用含大量有机组分的流动相浸润固定相，再用高水含量的流动相进行平衡。由是色谱柱长期储存也会发生此现象。使用内嵌极性基团的反相色谱柱（如WatersSymmetryShieldRP色谱柱）或非端基封口的色谱柱（如WatersResolve色谱柱）也可避免发生坍塌。

保留时间不重现有两种不同的情况：既保留时间漂移和保留时间波动。前者是指保留时间仅沿单方向发生变化，而后者指保留时间无固定规律的波动。将此两种情况区分开来对找到问题的原因往往很有帮助。如，保留时间的漂移往往由柱老化引起；而柱老化不可能引起保留时间的无规律波动。事实上，保留时间漂移的多半原因是不同机理的色谱柱老化，如固定相流失（例如通过水解），色谱柱污染（由样品或流动相所致）等。保留时间漂移的几种最常见的原因如下：　　一色谱柱平衡　　如果我们观察到保留时间漂移，首先应考虑色谱柱是否已用流动相完全平衡。通常平衡需要10-20柱体积的流动相，但如果在流动相中加入少量添加剂（如离子对试剂）则需要相当长的时间来平衡色谱柱。　　流动相污染也可能是原因之一。溶于流动相中的少量污染物可能慢慢富集到色谱柱上，从而造成保留时间的漂移。应注意：水是很容易污染的流动相成分。　　二固定相稳定性　　固定相的稳定性都是有限的，即使在推荐的PH范围内使用，固定相也会慢慢水解。例如，硅胶基质在pH为4时水解稳定性最好。水解速度与流动相类型和配体有关。双官能团配体和三官能团配体比单官能团配体的键合相要稳定；长链键合相比短链键合相稳定；烷基键合相比氰基键合相稳定的多。　　经常清洗色谱柱亦会加速色谱柱固定相的水解。其他硅胶基质键合相在水溶液环境中也可以发生水解，如氨基键合相等　　三色谱柱污染　　保留时间漂移的另一个常见原因是色谱柱污染。HPLC色谱柱是非常有效的吸附性过滤器，它可以过滤并吸附流动相携带的任何物质。污染源可以是：流动相本身，流动相容器，连接管、泵、进样器和仪器密封垫，以及样品等。通常通过实验可判断污染的来源。　　样品中如果存在色谱柱上保留很强的组分，就可能是使保留时间漂移的潜在根源。些根源通常是样品基质。如：配药中的赋形剂，生化样品（如血清）中的蛋白及类脂类化合物，食品样品中的淀粉，环境水样中的腐殖酸等。通常样品中的强保留组分具有较高的分子量，在此情况下，保留时间漂移的同时或其后会有反压的增加。可以通过使用固相提取（SPE）等样品前处理方法来去除样品基质的影响。　　避免色谱柱污染最简单的方法是防患于未然。相比之下，找到问题的所在并设计有效的清洗步骤以去除污染物要困难的多。通常使用在给定色谱条件下的强溶剂，但并非所有污染物都可以在流动相中溶解。如THF可去除反相色谱柱中的许多污染物，但蛋白在THF中就不能溶解。DMSO常常用于去除反相色谱柱中的蛋白。　　使用保护柱是个非常有效的方法。反冲色谱柱仅是不得已时采用的办法。　　四流动相组成　　流动相组成的缓慢变化也是保留时间漂移的常见原因。如流动相中易挥发组分的挥发及循环使用流动相等。　　五疏水坍塌　 当小孔径、端基封口良好的反相填料色谱柱使用接近100%的水为流动相时，有时会发生分离突然丧失及被分析物质保留明显降低或完全不保留的现象，这就是疏水坍塌。此现象是由流动相不浸润固定相表面而致。挽救的办法实现用含大量有机组分的流动相浸润固定相，再用高水含量的流动相进行平衡。由是色谱柱长期储存也会发生此现象。使用内嵌极性基团的反相色谱柱（如WatersSymmetryShieldRP色谱柱）或非端基封口的色谱柱（如WatersResolve色谱柱）也可避免发生坍塌。

确定色谱峰保留时间不稳定的原因首先需要找出变化的模式。保留时间在多次进样间随机变化 建议首先检查泵和溶剂混合装置。校验泵是否工作正常，可以用量筒和秒表来测量流速。校验流动相组成没有变化，可以在流动相中加入跟踪剂来观察基线的变化。如果流动相组成是稳定的，基线也应该很稳定。如果流动相组成有变化，你会观察到基线的相应变化。举例说明，如果你使用反相条件，UV检测器，可以在有机相溶剂中加入0.1%的丙酮，监测254 nm下的基线变化。另一种方法也可以，你需要人工配制流动相，然后通过溶剂混合装置。如果保留时间的变化消失了，问题就出在溶剂混合装置上。一天之内的进样保留时间一致，但是不同天数之间的保留时间变化 这种情况下，仪器本身不太可能有问题。保留时间变化最有可能的原因是流动相组成的变化。在反相色谱中，保留因子k和流动相中有机溶剂的体积含量成指数关系。根据经验，如果有机溶剂含量误差1%，那么保留时间的变化在5%到15%之间，典型情况在10%左右。建议仔细称量有机溶剂，最好的配制流动相方法是用质量称量代替体积称量。 此外，流动相如何脱气也可能导致保留时间的变化。最好的脱气方法是使用真空超声脱气大约一分钟左右，这会最大程度的减少溶剂蒸汽的挥发。另一个方法是用氦气流喷射，在流动相被氦气平衡后，氦气流必须被关闭，否则氦气会带走溶剂蒸汽，溶剂的组成会由于蒸发而发生变化。 如果样品组成是离子状态或者离子化的，那么控制流动相的pH值非常重要。小到0.1单位的pH变化会导致保留时间漂移10%左右。所以准确测量pH值并保证pH仪被很好地的校准。在反相色谱中，随着流动相pH值的升高，酸保留时间会减少，碱的保留时间会增加。 化学老师常说“缓冲溶液之所以被称为缓冲溶液，因为它是用来缓冲pH 值的。如果它做不到，那就不能称之为缓冲溶液”。举个例子，醋酸铵溶液只是醋酸铵溶液，醋酸缓冲液包括醋酸根离子和醋酸，如果它们的当量相同，此时的pH值就是醋酸缓冲溶液的pK值4.75。缓冲溶液在它的pK值上有最大的缓冲能力。色谱峰保留时间朝同一个方向漂移 如果所有色谱峰的保留时间都朝同一个方向漂移，很可能是温度原因所致。根据经验，每℃的变化导致保留时间变化大约1%到2%左右。在通常情况下没有什么问题，但是在许多地方空调和暖气在周末的时候会关闭，然后会出现样品在周末的保留时间会和平时不一样。使用柱温箱可以很好的避免这个问题。其它原因 在反相色谱中，如果分析离子或离子化的样品，保留时间会受到缓冲溶液的离子强度的影响，但是影响会很小，通常可以忽略不计。典型的状况是缓冲液的摩尔数改变20%，保留时间变化约1%。由于缓冲液组分通常是称量的，那么大的误差是不会发生的。 在离子对色谱中，离子对试剂的浓度会影响离子化样品的保留。与离子对试剂电荷相反的分析物保留时间会增加，相同电荷的保留时间减少，中性化合物基本不受影响。在低浓度下，例如小于5 mM/L，样品组分保留时间的变化受与离子对试剂浓度影响，与离子对试剂的浓度成正比。在高浓度离子对试剂下，例如10 mM/L左右，填料表面被离子对试剂饱和，那么试剂浓度的改变不会对样品保留时间有明显的影响。这是在方法开发时需要考虑的问题。如果你需要把方法做到不受任一个变量的影响，那就应该那么做。 在正相色谱中，保留时间对流动相中极性组分的浓度非常敏感。这个组分无论是你需要还是不需要的，通常是指水。水含量的变化会导致保留时间的变化，比较好的解决办法是使用半饱和的非极性溶剂，例如正己烷或二氯甲烷。为了达到半饱和状态，通常需要往一定体积的溶剂中加一些水，搅拌一段时间使其饱和，然后把它和等体积的“干燥”溶剂混合。通过这个过程，理论上能让你在使用含水非极性溶剂时得到比较好的重现性，避免保留时间的漂移。