液相色谱手册 液相色谱柱与方法开发指南

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1 液相色谱手册 液相色谱柱与方法开发指南

2 液相色谱手册 液相色谱柱与方法开发指南

3 目录 前言 4 色谱的基本概念 5 柱效 (N) 6 保留因子 (k) 7 选择性或分离因子 (α) 7 分离度 (R s ) 8 压力 9 van Deemter 曲线 10 梯度方程 10 HPLC 柱的选择 12 HPLC 模式 13 色谱柱选择的基本信息 : 常规柱 14 高效液相色谱 (HPLC) 柱 15 UHPLC 柱 16 表面多孔填料柱 16 LC/MS 柱 17 快速色谱 / 纯化柱 18 凝胶渗透色谱 (GPC) 柱 体积排阻色谱 (SEC) 柱和凝胶过滤色谱 (GFC) 柱 19 生物表征柱 19 色谱柱的特性 20 硅胶 20 键合相 20 聚合物 20 孔径 21 粒径 21 色谱柱规格 22 卡套柱系统 23 性能的关键 : 色谱柱的配置和设置 26 减少柱外体积的重要性 27 使用良好的连接接头 28 进行良好的连接 29 进样 31 设置数据采集速率 32 驻留体积及其对色谱的影响 33 测量系统的驻留体积 35 评估驻留体积的影响 37 驻留体积与分析时间 38 螯合物 38 ph 与流动相改性剂 39 梯度操作 40 优化色谱柱的再平衡 41 色谱柱老化 43 键合相流失 43 清洗反相硅胶柱 43 清洗正相硅胶柱 45 清洗反相聚合物柱 45 方法开发 46 方法开发 : 从何处入手 47 模式选择 47 选择色谱柱和填料规格 50 选择固定相 51 反相色谱的方法开发 51 反相色谱固定相的选择 51 反相色谱流动相的选择 54 流动相操作 54 流动相和流动相改性剂问题排查 54 2

4 流动相混合 55 流动相脱气 55 用流动相改性剂控制 ph 55 UV 检测器常用的缓冲液 57 LC/MS 的考虑因素 58 流动相改性剂问题排查 60 问题排查实例 : 基线漂移 60 问题排查实例 : 高 ph 造成的峰展宽和峰分裂 62 问题排查实例 : 流动相改性剂与选择性 62 优化反相色谱条件 64 等度优化 65 梯度优化 68 用于反相色谱的聚合物色谱柱 70 反相色谱等度方法开发步骤指南 71 从常规柱向高效柱进行方法转移的技巧 73 自动化方法开发工具 75 其它 HPLC 模式的方法开发 77 HILIC 77 正相色谱 79 离子交换色谱 81 凝胶渗透色谱 / 体积排阻色谱 82 色谱结果的保护 83 样品制备 84 样品过滤 84 固相萃取 85 液 - 液萃取 (LLE) 86 支持液膜萃取 (SLE) 87 QuEChERS 88 使用高纯度级别溶剂的重要性 89 UHPLC 的特殊考虑 89 在线过滤器 90 低体积在线过滤器 90 保护柱 91 溶剂饱和柱 91 色谱柱入口筛板 91 色谱柱保护和保存 91 最大限度延长柱寿命 91 保存注意事项 93 疏通色谱柱 93 色谱柱变坏时的快速检查 93 确保方法在全球范围内都重现 94 提高方法的耐用性 94 有关驻留体积的提示 95 快速故障排查指南 96 有效排查故障的要点 96 有用的参考资料 102 美国药典指定填料 102 溶剂相溶性 108 流动相改性剂的 UV 截止波长 111 固相萃取吸附剂 112 SPE 吸附剂条件 113 其它推荐的读物 114 其它安捷伦资源 114 词汇表 115 索引 142 安捷伦产品和订购信息订购信息 148 3

5 前言 从何说起呢? 液相色谱是一个庞大而复杂的话题, 但也 是一个我们永不会失去兴趣的话题 遍及世界各地的色谱工作者正在使用 HPLC 技术, 确保我们食物和水的安全 开发挽救生命的药物 保护我们的环境 保卫公共健康, 而这仅仅是其应用的一角 您对色谱技术了解得越多, 您能应用这一神奇技术所能做的工作就越多 如今, 有更多的色谱柱和填料供您选择, 以适应日益广泛的应用需求 安捷伦现在有 2000 多种色谱柱可供选择, 覆盖了最广泛的应用和条件 这就增加了根据您的需要选择最适用色谱柱的机会 帮助您得到最好的液相色谱结果是我们承诺的一部分, 因此, 我们编制了这本液相色谱柱选择手册, 其中包含了大量的提示和技巧, 让您的工作更轻松 更高效 另外, 我们还以 40 多年积累的经验为基础, 为您提供色谱柱和接头日常使用中常见的问题提供建议 本指南涵盖了液相色谱中的主要色谱柱, 重点是反相高效液相色谱 如何使用本指南 : 为便于查询, 各章节有不同颜色标记 附加的词汇表非常全面 虽然限于篇幅, 我们没能收录本书中的每个词汇术语, 但仍不失为良好的资源 虽然本书也涉及了其它技术, 但重点是反相 HPLC 4

6 色谱的基本概念 我们都还记得在学校里学习数学的感觉, 总是想知道怎 么把它用到实际生活中去 科学家们要比专业人员学习 更多的数学, 本章将告诉我们其中的原因 这里, 我们将简要概述一下色谱概念所涉及的公式和理论 对这些概念的理解将帮助您获得最好的结果, 并 在遇到问题时进行排查 我们将从以下的性能基本概念开始 : 柱效 保留 选择性 分离度 压力这些都是理解如何优化结果 成功开发方法的关键 我们还将探讨一些较复杂的概念 : van Deemter 曲线 梯度方程这两项内容对方法开发也很重要 5

7 柱效 (N) 柱效用于比较不同色谱柱的性能 柱效可能是描述色谱柱性能引用频率最高的参数 以理论塔板数 N 表示 柱效 保留时间 峰底宽 方程 1. 柱效方程 保留时间 半峰宽 方程 2. 计算柱效的变换方程 塔板数高的色谱柱柱效更高 理论塔板数高的色谱柱与理论塔板数低的色谱柱相比 在给定保留时间内的色 谱峰更窄 柱效 N = 16 (tr/wt)2 对于色谱峰 B 16 (4.5 分钟/0.9 分钟) 2 = 400 塔板数 k = (tr-t0)/t0 检测器响应 保留 ka = (2.5-1)/1 = 1.5 kb = (4.6-1)/1 = 3.6 kc = (6.2-1)/1 = 5.2 选择性 (C-B) α = k2/k1 α = kc/kb = 5.2/3.6 = 1.44 α = 1.44 选择性 (B-A) α = k2/k1 α = kb/ka = 3.6/1.5 = 2.4 图 1. 柱效 保留因子和分离度的色谱示意图 α = 2.4 6

8 如果我们在约 4σ 峰宽处做切线, 并测量 t w 距离, 就可以用方程 1 计算色谱峰 B 的理论塔板数,N = 16 (t R /t W ) 2 有时,4σ 峰宽很难测量 ( 如, 基线噪音较大时 ), 可以使用变换方程 ( 方程 2), 测量半峰宽 (w 1/2 ): N= 5.54 (t R /w 1/2 ) 2 高柱效的好处很大, 即使选择性较低也可以分离窄峰 柱效受柱参数 ( 内径 柱长 粒度 ) 洗脱液类型 ( 特别是粘度 ) 流速或平均线速度的影响 柱效还受化合物及其保留的影响 常使用每米理论塔板数 (N/m) 进行色谱柱的比较, 但需要在相同的色谱温度条件和峰保留 (k) 下进行 对于 α 较小的固定相, 柱效对分离更为重要 保留因子 (k) 过去称为容量因子或 k (k 值 ), 保留因子是指样品组分停留在固定相中相对其驻留在流动相中的时间之比 用 保留时间除以峰不保留时间 (t 0 ) 进行计算 样品峰的保留时间 保留因子 峰不保留时间 方程 3. 保留因子方程 选择性或分离因子 (α) 分离因子是对两个色谱峰之间时间或距离的最大测量值 如果 α = 1, 则两个色谱峰具有相同的保留时间并共 洗脱 选择性因子 第一个峰的保留因子 第二个峰的保留因子 方程 4. 选择性方程 7

9 选择性因子的定义是容量因子之比 在图 1 中, 您会看到, 峰 A 和峰 B 之间的选择性比峰 B 和峰 C 的选择性 更好 图中提供了计算说明 改变流动相或固定相都可以改变选择性 温度也是调节选择性的一个因素 分离度 (R s ) 分离度代表色谱柱分离目标峰的能力, 因此, 分离度越高, 两峰之间越容易得到基线分离 从方程 5 中可以看出, 分离度与柱效 选择性和保留值相关 可以通过改善这些因素来提高分离度 方程 5. 分离度方程 在图 2 中, 我们可以看到每个参数在分离过程中的不同作用 所有这些参数都呈效应递减趋势 即取值越大, 对分离度的影响就越小 如果将柱长加倍, 将得到更多的理论塔板数, 但分离时间也将延长 2 倍, 而分离度只能得到 2 的平方根即 1.4 倍的提高 如果要对色谱峰进行定量, 那么分离度最小应等于 1 分离度要达到 0.6, 才能分辨两个等高峰间的峰谷 如需建立耐用方法, 理想分离度值一般应大于等于 1.7 基线分离并确保最准确定量结果的分离度应为 1.6 8

10 分离度 选择性对分离度的影响主要是通过 : 改变键合相 改变流动相塔板数是最容易增加的 增加 N 增加选择性增加 k 塔板数选择性 图 2. 分离度为选择性 柱效和保留值的函数 压力 压力方程 ( 方程 6) 包含影响系统压力的 5 个重要参数 : 溶剂粘度 (h) 流速 (F) 柱长 (L) 色谱柱半径 (r) 和 填料粒径 (d p ) 熟悉压力方程将能很好地理解这些重要参数对系统压力的影响 压力的改变 粘度 流速 柱长 方程 6. 压力方程 柱渗透性柱半径粒径 从公式中可以看出, 粒径 (d p ) 稍微降低就会对反压造成明显影响 9

11 van Deemter 曲线 van Deemter 方程是将柱效作为线速度 (u) 或流速的函数对柱效 ( 用 H 表示, 见方程 7) 进行评价 H 称为塔板高度, 或理论塔板高度, 用柱长 (L) 除以理论塔板数进行计算 我们的目标是得到小塔板高度 可以通过使用较小填料色谱柱 优化线速度, 以及使用低粘度流动相, 更有效地实现这一目标 随着粒径减小, 优化线速度将增大 方程 7. van Deemter 方程 塔板高度 (H) 大粒径填料 小粒径填料 总曲线 :van Deemter 传质阻力 纵向扩散 涡流扩散 线速度 (u) 塔板高度越小, 塔板数越大, 色谱分离度将越大 图 3. van Deemter 方程图示 我们经常通过绘制 van Deemter 曲线评价不同色谱柱的性能, 并理解如何根据方法进行线速度的优化 (u opt ) 梯度方程当样品中存在各种类型的组分时, 我们很难用等梯度洗脱 ( 即, 恒定流动相组成 ) 在适当时间内让所有组分都得到分离 梯度洗脱是一个随时间提高流动相强度的过程, 最终使分析速度更快 峰形和定量结果更好 通过梯度洗脱, 峰宽通常将更窄, 并保持恒定 ( 有关梯度洗脱的更多信息, 请参见第 40 页 ) 梯度方程 ( 方程 8) 显示了影响分析的关键因素, 如果忽视它们, 可能会给色谱分离带来问题 该方程显示了流速 (F) 梯度时间(t G ) 梯度范围(DF) 和柱体积 (V M ) 对保留因子的影响 切记, 为保持保留因子恒定, 如需改变分母则需按比例改变分子, 反之亦然 10

12 增加保留因子 k ( 或 k*, 在梯度中 ) 是提高分离度的简便途径, 但如图 2 所示, 它并不如增加柱效和选择性更有效 如通过延长梯度时间增加保留因子, 将使分析时间延长, 如方程 8 所示 梯度时间 流速 梯度保留值 色谱柱死体积 常数 B 溶剂体积变化 方程 8. 梯度方程 在梯度方程中,S 为常数, 与所分离的分子大小有关 小分子的 S 值约为 4 到 6, 多肽和蛋白质的 S 介于 10 到 1000 之间 现在, 经常使用不同尺寸的色谱柱, 或使其更短 ( 例如, 为实现更高通量 ), 或使用窄内径柱 ( 如, 用于质谱检测 ) 必须按比例缩短梯度时间(t G ) 或减小流速 (F), 以补偿柱体积的减少 使用相同色谱柱时, 如果想保持相同的梯度斜率和 k* 值, 则需在梯度时间 (t G ) 内按比例调整梯度组成 (DF) 改变速率或流速 (F) 使用安捷伦方法转移软件是将方法转移到不同规格色谱柱时的绝佳方法 登录 输入 液相色谱方法转移器 (LC Method Translator) 搜索得到方法转移器 11

13 HPLC 柱的选择 色谱柱的选择一半是科学, 一半是艺术 我们之所以这么 说, 是因为这里有一些确定的明了标准 : 与应用相适合的 色谱柱固定相 与系统压力限相适应的规格等等 在多数情况下, 预定义方法可能规定了特定的固定相或色谱柱规格, 所以, 选择色谱柱必须符合这些规格, 确保来自可靠的 高质量色谱柱供应商 ( 我们推荐安捷伦, 但也可以选择别的品牌 ) 此外, 方法开发可能更有技巧, 在这个过程中要测试各种固定相和流动相的性能, 以获得符合您应用需求的选择性 本节首先要回顾一些基本概念 : HPLC 模式 常见的 HPLC 柱填料 然后我们再来专门讨论现在最常用的主要色谱柱类型及其特点 HPLC 柱 UHPLC 柱 表面多孔填料柱 LC/MS 柱 快速色谱 / 纯化柱 凝胶渗透色谱 (GPC) 柱 体积排阻色谱 (SEC) 柱和凝胶过滤色谱 (GFC) 柱 生物表征色谱柱 12

14 我们还将解释一些关键柱参数的重要性 填料 硅胶 键合相 聚合物 孔径 粒径 柱规格 在本节的最后, 我们将对现有卡套式色谱柱进行概要介绍, 包括保护柱 半制备柱, 以及制备和生产柱 本节资料应与包含更多色谱柱固定相和选择性信息的方法开发一节 ( 第 46 页 ) 中色谱柱选择部分结合使用 HPLC 模式在开始评估色谱柱之前, 最重要的工作是要确定 HPLC 模式 目前有很多常用的 HPLC 模式或技术 : 反相 HILIC 正相 离子交换 体积排阻 调查显示, 一般而言 95% 的色谱工作者都在其工作中使用反相色谱, 基于这一原因, 本手册将把这项技术作为重点 不过, 我们也会涉及其它的技术, 指出其主要差别, 并介绍获取更多信息的来源 如需了解各种模式之间差异的更多信息, 请参见第 页 13

15 色谱柱选择的基本信息 : 常规柱液相色谱柱采用不锈钢或聚合物制成, 也有极为罕见的玻璃柱, 柱中填充键合硅胶或聚合物填料 有多种尺寸规格可供选择, 以适应色谱工作者及其使用的不同需求 从用于高通量 LC/MS 的短柱 窄径柱, 到 50 mm 内径的制备柱和用于克级制备的 66 mm 内径快速柱, 制备柱填充内径最大可达 600 mm, 适用于小规模制备 放大和生产 色谱柱规格影响着灵敏度和柱效, 决定着柱载样量 例如, 小内径色谱柱与大内径柱相比, 提高了灵敏度, 但降低了载样量 现代不锈钢分析柱 (1 mm 到 4.6 mm 内径,20 mm 到 250 mm 柱长 ) 使用非常低或零死体积的接头 色谱柱填料被柱两端的不锈钢筛板挡住 来自 HPLC 的液流入口筛板 HPLC 柱 ( 灰色 ) 出口筛板液流流出至检测器 硅胶填料 图 4. 色谱柱示意图 液流方向 色谱柱结构材料 HPLC 色谱柱类型 色谱柱内径 (mm) 填料类型 填料粒径 (µm) 不锈钢 分析柱 硅胶, 传统定量分析 聚合物 分析型溶剂 3 硅胶 降低溶剂消耗 节省柱 分析型窄径柱 硅胶 降低溶剂消耗 分析型微径柱 1 硅胶, 聚合物 3-5 提高灵敏度, 可分析 ng 到 µg 的样品 分析型毛细管柱 硅胶, 3-5 可分析 pg 到 ng 的样品 聚合物 分析型纳升柱 硅胶, 3 可分析 < 1 pg 的样品 聚合物 制备或半制备柱 硅胶, 聚合物 5-50 样品纯化 应用 表 1. 液相色谱柱的一些性能指标 转下页 14

16 色谱柱结构材料 LC/MS UHPLC/MS 色谱柱类型 色谱柱内径 (mm) 填料类型 填料粒径 (µm) 不锈钢 分析柱 3 硅胶 与安捷伦 MS 流量匹配的良 好选择 分析型窄径柱和微径柱 硅胶, 聚合物 石英 分析型毛细管柱 硅胶, 聚合物 UHPLC 不锈钢 分析柱 4.6 硅胶 快速柱 分析型溶剂节省柱 3 硅胶 分析型窄径柱 2.1 硅胶 应用 需要更高选择性或需要特殊检测器时 使用 MS 检测器 用于所有快速和高分离度的分析应用 聚丙烯 制备或半制备柱 硅胶, 聚合物 新药发现和研发 制备柱不锈钢 制备柱 聚合物 化合物分离 生产柱不锈钢 生产柱 10 cm 到 100 cm 聚合物 化合物生产 注 : 某些生物 HPLC 柱提供 PEEK 管线, 确保样品流路中无金属 使用 ZORBAX 快速分离高通量 (RRHT)1.8 µm 色谱柱以及 Poroshell µm 色谱柱, 压力上限可达 600 bar 使用 ZORBAX 超高压快速高分离度 (RRHD) 色谱柱,1.8 µm, 压力上限可达 1200 bar 高效液相色谱 (HPLC) 柱硅胶是正相 HPLC 常用的固定相, 也是许多化学键合固定相的支持剂 硅胶表面覆盖着强极性的硅醇基, 在非极性流动相中与样品分子发生相互作用, 也可以作为化学键合的反应位点 正相 HPLC 适用于在水中不溶解的分析物和有机正相溶剂, 与反相 HPLC 中常用的某些缓冲液相比, 对质谱更为 友好 但是, 这种技术有时保留时间的重现性较差, 因为水或质子有机溶剂 ( 含有氢氧键或氮氢键 ) 改变了硅胶的水合状态 反相 HPLC 中就不会发生这种问题, 因此成为了主要的 HPLC 技术 在反相色谱系统中, 硅胶颗粒被化学改性为非极性或疏水性, 流动相采用极性液体 15

17 UHPLC 柱超高压液相色谱 (UHPLC) 一般指在超过 400 bar (6000 psi) 压力 ( 这一压力是过去几十年来常见的最大系统操作压力 ) 下操作的液相色谱 通常,UHPLC 柱装填小粒径填料 (< 3 µm), 与常规 HPLC 柱填充的 3 到 5 µm 填料相比, 在速度 分离度和柱效方面有很大优势 但是, 从压力方程 ( 第 9 页的方程 6) 可以看出, 填料粒径越小, 流动相通过色谱柱所需要的反压就越大, 因此,UHPLC 柱采用了在 400 bar (6000 psi) 以上压力下工作的设计 安捷伦为 UHPLC 提供了三种类型的色谱柱 : 在 600 bar 以上操作的 ZORBAX 快速分离高通量 (RRHT) 1.8 µm 粒径柱 填充 2.7 µm 表面多孔填料的 Poroshell 120 柱 ( 也可以在 600 bar 以上操作 ) 和 ZORBAX 超高压快速高分辨率 (RRHD) 1.8 µm 柱, 在 1200 bar 下稳定 UHPLC 可以得到非常快的分离速度 一般情况下,10 分钟之内完成的 UHPLC 分离为快速,1 分钟内完成的分离常称为超快速 另一方面, 使用 1.8 um 填料 UHPLC 柱, 提高了柱效和峰容量 分析柱最长 150 mm, 内径最大 4.6 mm 现在可以获得差不多 300% 的峰容量, 这对于改善从新药发现到食品安全和环境应用 ( 如农药筛查 ) 中的许多复杂分离非常有用 图 5. ZORBAX 超高压快速高分辨率 (RRHD) 柱 表面多孔填料柱近来表面多孔填料 (SPP) 柱在小粒径填料中比早先的 薄壳型 填料柱更受青睐 如图 6 所示,Poroshell 120 填料包括一个实心核 (1.7 µm 直径 ) 和覆盖在外的多孔硅胶层 (0.5 µm 厚 ) 近来其以较小粒径重新推向市场, 如亚 3 微米粒径, 并用于一般的小分子反相分离, 使这项技术倍受关注 安捷伦的 Poroshell 120 与常规全多孔柱相比, 能够为色谱工作者提供方法开发的明显优势 由于扩散仅发生在多孔外壳, 而实心核没有, 所以与同样粒径的全多孔填料相比, 柱效有所提高 实际上,2.7 µm 表面多孔填料相当于 1.8 µm 全多孔填料的柱效 表面多孔填料柱的巨大优势在于, 由于其粒度较大, 产生的反压大大降低, 从而使色谱工作者可以通过提高流速加快分析速度, 同时得到良好的分离度 Poroshell 120 柱装配 2 µm 筛板, 这一点非常重要, 这样使其对于较脏的样品具有更高的忍耐性, 而不会像装配更小筛板的色谱柱那样容易堵塞 16

18 1.7 µm 实心核 0.5 µm 多孔壳 图 6. Poroshell 填料 由于扩散缓慢, 多肽和蛋白质的分离是比较困难的, 为防止峰展宽, 必须保持低流速 安捷伦 Poroshell 300 柱采用表面多孔 5 µm 填料, 由防渗实心核包被多孔硅胶薄层 (0.25 µm 厚 ) 制成 这项技术降低了扩散距 离, 可以对 500 Da 到 1000 kda 的多肽和蛋白质进行快速 HPLC 分离 LC/MS 柱根据不同的样品类型, 有许多种色谱柱适用于 LC/MS 对于简单的分析样品, 使用短柱 ( 高分离度 ) 可以缩短分析时间, 实现高通量 LC/MS 如果需要更高分离度, 则可使用较长的色谱柱 流速也是影响色谱柱选择的因素 LC/MS 系统一般操作流速范围为 1 µl/min 到 1 ml/min 因而, 要进行高灵敏度 快速分析, 宜选择较小内径柱, 如安捷伦的溶剂节省柱 (3.0 mm 内径 ) 窄径柱(2.1 mm 内径 ) 和毛细管柱与纳流柱 ( 见第 14 页, 表 1) 键合相的最好选择是高效并封端的 C18 键合相 在宽 ph 范围内稳定, 与 LC/MS 使用的挥发性流动相添加剂 ( 包括甲酸和乙酸 ) 兼容 17

19 快速色谱 / 纯化柱 Flash 快速色谱是制备色谱的快速形式, 用优化的预装填柱, 溶剂可以高流速通过色谱柱 用于纯化反应产物, 分离目标化合物, 主要用于制药行业的新药发现 目前, 该技术广泛应用于正相纯化和分离, 同时在反相纯化中的应用也有所增加 Flash 快速色谱是一种相对低压的技术, 最高压力为 200 psi, 因此不需要使用不锈钢柱, 色谱柱采用聚丙烯制成 该色谱柱采用一次性设计 酸 / 碱 分析物极性 Flash 快速柱类型 酸性 低或中等极性 正相 (NP) 酸性氧化铝 (NP) 反相 (RP) 高极性 反相 (RP) 酸敏感 中性氧化铝 (NP) 样品 中性 低或中等极性 正相 (NP) 中性氧化铝 (NP) 高极性 反相 (RP) 碱性 低或中等极性 正相 (NP) 氨基相 (RP/NP) 碱性氧化铝 (NP) 高极性 反相 (RP) 图 7. Flash 快速柱类型 提供广泛固定相的 Flash 快速柱以适用于不同的技术和分析物 18

20 图 8. Flash 快速色谱柱 : 填充各种介质 ( 一般为硅胶 ) 的塑料柱 凝胶渗透色谱 (GPC) 柱 体积排阻色谱柱 (SEC) 柱和凝胶过滤色谱 (GFC) 柱以分子大小为基础的分离通常采用体积排阻色谱 (SEC) 进行 这种色谱类型在分离聚合物, 包括生物聚合物时使用 通常用来表征聚合物分子量及分子量分布 色谱柱一般采用不锈钢, 填充凝胶, 交联键合聚合物或孔径经过严格控制的硅胶颗粒 分离机理与其他色谱类型不同, 溶质颗粒与固定相间不应有化学相互作用, 而是依据分子在溶液中的大小而进行的 我们用凝胶渗透色谱 (GPC) 描述有机聚合物 ( 如塑料 ) 在有机溶剂中的分离, 而使用水相 SEC 描述主要使用水相流动相对水溶性有机聚合物 ( 如聚乙烯醇 ) 和水溶性生物聚合物 ( 如蛋白质 核酸和多糖 ) 进行的分离 凝胶过滤色谱 (GFC) 以前用来描述生物聚合物 ( 如蛋白质 ) 在低压下的分离 我们向您推荐 GPC/SEC 的综合指南, 安捷伦的凝胶渗透色谱和体积排阻色谱说明 ( 出版号 EN) 生物表征柱生物色谱柱, 或生物柱, 是分离生物化合物 ( 如蛋白质和多肽 寡核苷酸和多聚核苷酸, 以及其它生物分子和复合物, 包括病毒颗粒 ) 的色谱柱 生物柱在设计上大大减少或消除了样品与填料之间的不可逆或非特异性结合, 并保留了其生物功能 ( 酶活性 ) 通常, 在生物柱上样品不能与活性金属接触 因此生物柱可以用聚合物 ( 如 PEEK) 石英和玻璃内衬不锈钢或外镀金属部件制成, 以使色谱柱具有生物兼容性 19

21 色谱柱特性硅胶硅胶是理想的色谱填料, 数十年来是键合相 HPLC 柱的主要基础填料 硅胶为刚性颗粒, 可抵抗液流造成的挤压, 当填料粒径在 5 µm 或更低时, 需要加更高压力的情况下显得尤为重要 其极大的比表面积能够满足 HPLC 和 UHPLC 所需的吸附容量, 填料表面的硅醇基或 Si-OH 基团是功能性碳链的理想键合位点 毫不奇怪, 用作柱填料的硅胶颗粒有各种粒径 纯度和酸性 最现代的填料是 B 型硅胶, 痕量金属含量极低, 比以前的 A 型硅胶酸性更低 低酸性硅胶意味着碱性分析物与硅胶表面硅醇基的相互作用更小, 有助于改善峰形 用高纯度硅胶制成的色谱柱, 是目前色谱工作者最常选择的柱子 键合相反相色谱最常用的键合相是 C18( 十八烷基硅烷化,ODS) 这只是硅胶颗粒表面众多连接烷烃或碳链类型的一种 其它常用的线性烷烃硅烷化固定相选择还有 C8 和 C4 苯基, 包括苯基 - 己基和联苯和 AQ CN 以及 PFP 固定相, 能够提供与直链烷烃固定相明显不同的选择性, 以实现成功分离 还有不断增加的针对某些高水相流动相 或其它应用的键合相选择 一般来说, 较大的溶质, 如蛋白质, 最好用键合到大孔硅胶 ( 孔径 : 300Å) 的短链反相柱 (C3 CN 二醇) 分离 多肽和小分子用长链柱 (C8 C18) 分离 但在许多情况下, 这种规律并不适用 因此, 最好在开始时选择处于疏水谱中间位置的固定相 ( 如 C8), 然后根据初步分离结果和样品的溶解性, 再采用疏水性更强或亲水性更强固定相 还可以考虑其它选择, 如离子交换 凝胶过滤 / 体积排阻或 HILIC 色谱 我们将在后面第 页讨论这些内容 聚合物当需要在非常低和高的 ph 下使用色谱柱时, 除了硅胶基质填料还可以选择聚合物填料 聚合物填料是小规模色谱分析的理想选择, 特别是 LC/MS, 因为其化学性质稳定, 不会出现可溶性物质或发生沉淀 例如,RLRP-S 柱中所用的反相球形聚合物填料, 是以带天然疏水性表面的聚苯乙烯 / 二乙烯基苯共聚物为基质的 用聚合物颗粒作为反相色谱填料不需要键合相 对这种刚性的多孔颗粒可以进行涂层和衍生化, 加上各种功能基, 包括弱和强阳离子和阴离子交换剂 20

22 孔径孔径的选择取决于待分析组分的分子量 对于小分子的反相分离, 选择小孔径 (60-120Å) 填料柱 对于小分子和多肽, 使用 Å, 对于聚合多肽和多数蛋白质选择 Å 和 1000Å, 对于分子量很高的蛋白和疫苗选择 4000 Å 对于 GPC/SEC 分离, 分离的分子量范围一般会和孔径信息一起给出, 以便选择合适的色谱柱 这些信息与色谱柱选择一起列于表中 粒径 HPLC 柱在很长的一段时期内都采用 5 µm 作为标准粒径, 直到二十世纪九十年代中期 3.5 µm 粒径柱才在方法开发中得以广泛使用 近来, 随着对更快速度和 / 或更高分离度需求的增加, 色谱工作者开始使用填充亚 2-3 µm 粒径填料, 包括安捷伦生产的 1.8 µm 填料 使用这些填料可在更短的色谱柱上获得更快的高分离度分离 3.5 µm 粒径柱是在常规操作压力下操作的, 可以在所有液相色谱仪上使用, 包括 400 bar 操作压力上限的仪器 1.8 µm 短柱 (50 mm 及更短 ) 可以在优化的标准液相色谱仪上使用, 而长柱则需要更高压力的液相色谱仪 ( 如, 快速分离液相色谱或 UHPLCs), 在 600 到 1200 bar 压力范围下操作 近来, 我们开发了更新的技术 ( 如表面多孔填料 ), 性能类似于亚 3 µm 柱, 但产生的反压较低, 从而使其能够在常规 HPLC 上使用 ( 表面多孔填料, 见第 16 页 ) 如果色谱柱的填料粒径减小一半, 塔板数将增加一倍 ( 假设柱长保持不变 ) 但如果粒径减半, 柱反压则将增大 4 倍 (~1/d 2 p ) 如果柱长加倍, 塔板数和分析时间也会加倍 随着柱长增加, 反压将呈线性增加 例如, 一根填充 3.5 µm 填料的 2.1 x 100 mm 柱, 理论塔板数大约为 , 这一柱效足以使许多样品得到分离 如果将粒径从 3.5 µm 减小到 1.8 µm, 同样是 2.1 x 100 mm 柱, 其柱效将增加一倍, 约为 理论塔板数 但是, 该色谱柱产生的反压将比填充 3.5 µm 填料的柱子增大 4 倍 我们通常并不需要 塔板数的色谱柱, 所以, 可以把柱长减半到 50 mm, 得到期望的 塔板数柱效 用这种较短的色谱柱, 分析时间将缩短一半, 反压也仅为 3.5 µm 填料粒径 100 mm 色谱柱的两倍 21

23 色谱柱规格多年来, 用于分析方法开发推荐最多的色谱柱规格都是 5 µm 填料粒径的 4.6 x 150 mm 或 4.6 x 100 mm 色谱柱 如果需要更高的分离度, 则推荐使用 4.6 x 250 mm 色谱柱 但现在随着色谱柱选择范围的扩大, 我们推荐使用 3.5 µm 4.6 x 100 mm 色谱柱, 或 2.7 µm 表面多孔填料色谱柱作为分析方法开发的起点 在方法开发过程中, 色谱柱内径 ( 如 2.1 或 3.0 mm) 的选择也要适应应用目标 ( 如灵敏度 溶剂消耗 ) 或与某些仪器类型相兼容 ( 毛细管 纳流或制备柱 ) 当需要提高灵敏度或样品量极为有限时, 使用纳流柱 毛细管柱或微径柱 样品量低于 1 pg 时, 使用纳流柱, 流速为 nl/min 样品量在 pg 到 ng 范围内时, 使用毛细管柱, 流速为 4 µl/min 左右 样品量为 ng 到 µg 时, 使用微径柱, 流速一般为 40 µl/min 左右 应用目标 柱内径 (mm) 极高灵敏度 LC/MS 多肽和蛋白质 0.1, 极高灵敏度 样品量有限 LC/MS 多肽和蛋白质 0.3, 0.5 高灵敏度 样品量有限 LC/MS 1.0 节省溶剂 ; 特殊的低体积仪器 2.1 特殊检测器, 如 MS 2.1 高灵敏度 样品量有限 2.1 节省溶剂 ; 标准 HPLC 仪器 LC/MS 3.0 标准分离 4.6 小规模 (mg) 制备性分离 9.4 中等规模制备分离 (100 mg 到 g) 或半制备 21.2 大规模实验室制备性分离 ( 最多 100 g) 30, 50 中试和生产 100 mm 到 1 m 表 2. 应用与柱内径 在需要建立常规方法时, 应考虑将柱尺寸降至分析方法和仪器可容许的最小规格 ; 较小的色谱柱通常价格比较便宜, 溶剂消耗也较少 在某些例子中, 如果柱尺寸减小一半, 灵敏度将提高 4 到 5 倍 ( 假设进样质量保持不变 ) 例如, 在优化的液相色谱上, 使用 2.1 mm 内径柱进样时, 色谱峰的峰高将比使用 4.6 mm 内径柱及同样进样量时提高 3 到 5 倍 如果仪器针对低体积柱进行了优化, 只要保持流量线速度不变, 减少色谱柱直径不会对柱效 理论塔板数 反压带来明显影响 22

24 用不同的方法开发柱数据, 可以很容易计算出较短色谱柱是否能得到与长柱同样结果 通过简单计算 得出的结论将为您节省大量时间 可以使用安捷伦的方法转换软件 ( 登录 搜索 LC 方法转换软件 ) 帮助您完成计算 卡套柱系统 卡套柱芯是安装在已有的柱硬件上, 所以卡套系统具有经济 灵活的特点 分析系统的卡套式柱芯是预填充 的, 而制备和半制备应用则可以用购买的散装填料填充 柱芯类型 特点 优点 分析柱和分析 / 保护柱组合安捷伦 HPLC 卡套式柱芯 可倒装柱端接头, 添加保护柱 经济延长了柱寿命可快速更换色谱柱可使用 2, 3, 4 和 4.6 mm 柱芯 ChromSep: 包含柱套 分析柱芯和保护柱的独立系统 ZORBAX 快速分离和快速分离高通量卡套柱 :1.8 和 3.5 µm 填料的独立系统 保护柱 ZORBAX 卡套型保护柱 : 独立式 卡套柱芯的两端都有独特的滤垫和筛板 有各种柱长和内径组合 有各种填料的柱芯和保护柱 无需特殊工具 适用于高通量 LC/MS LC/MS/MS 和组合分离 填充 Eclipse XDB,pH 范围 2-9 填充 StableBond, 低 ph 条件下使用 单支销售或三支套装 高效 独立 低死体积柱芯 设计独特的高聚物柱芯, 在与金属表面连接时无渗漏 接头可重复使用 有助于防止阻塞模块式灵活性经济使用方便适用于各种分析类型适用于各种分析类型低流失适用于各种分析类型密封耐压高达 340 bar 无需垫圈适合与 1/16 英寸 LC 接头连接 表 3. 卡套系统 转下页 23

25 柱芯类型特点优点 半制备保护柱 ZORBAX 半制备保护柱的卡套 : 独立式 ZORBAX 和 Agilent Prep 卡套型制备柱与保护柱 : 独立式和内置式选件 制备 简单 低死体积组件 设计独特的聚苯基砜管线, 在与金属表面连接时无渗漏 可重复使用的接头 简单 低死体积组件 可重复使用的接头 用于内部和外部保护柱的硬件选件 密封耐压高达 2000 psi (135 bar, 13.5 MPa) 无需垫圈适合连接至 1/16 英寸 LC 接头延长了柱寿命可快速更换色谱柱可与 21.2 和 30 mm 内径柱配合使用 轴向压缩制备柱和装柱机 : 能提供动态轴向压缩和静态 锁定 轴向压缩的独立系统 适用于实验室级和生产级纯化, 有三种高质量和高容量的柱规格可供选择, 内径最高可达 24 英寸 移动式装柱机 使用压缩空气 几分钟内快速安装和卸载 很方便地从克级放大到几公斤级可在各处使用在危险环境下安全使用效率最高 Dynamax 制备卡套柱和保护柱 : 独立的动态轴向压缩系统 模块式设计, 接头可重复使用 降低了硬件成本 10, 21.4 和 41.4 mm 内径 便于放大 一体式保护柱选件 延长了复杂样品制备的柱寿命 生产 聚合物型 PLRP-S, PL-SAX 和 PL-SCX 各种孔径和粒径, 得到高样品通量 良好的化学和热稳定性可实现适当净化 适合生产过程硬件的稳定填充方法 提高效率 延长柱寿命 提高填充柱性能 24

26 标志 柱型 保护柱卡套 内径 mm 固定相 卡套柱卡套 保护柱芯 一体化系统 卡套 Asahipak LiChrospher Nucleosil Purospher Superspher ZORBAX 标准接头 保护柱 独立 卡套 ZORBAX 快速分离柱卡套 无保护柱卡套 4.6 ZORBAX 半制备柱 半制备保护柱 独立 卡套 ZORBAX PrepHT 无图片 保护柱芯 ZORBAX Agilent Prep 柱芯/保护柱芯系统兼容性指南* *独立保护柱芯可用于安捷伦提供的所有卡套柱和标准接头色谱柱 无图标的所有色谱柱均为标准接头柱 表 4. 卡套柱/保护柱卡套系统兼容性指南 25

27 性能的关键 : 色谱柱的配置和设置 在许多关于色谱的论著中论述的 性能的关键 比我们 这里所涉及的要多得多 我们的目的是强调常被忽视或容易造成混淆的几个方面 让我们从系统和 机理 问题开始 : 减少柱外体积 进行良好的连接 进样 理解并测量系统延迟体积 为获得高效柱设置数据采集速率接下来, 我们再把话题转向色谱分析和方法开发过程中需要做的其他一些工作 : 了解螯合化合物 ph 的影响 使用梯度洗脱 优化色谱柱的再平衡在本节的最后, 我们还将了解一下在应用过程中您可能需要做的几项工作 : 色谱柱老化 色谱柱净化 反相 ( 硅胶基质与聚合物固定相 ) 和正相 26

28 减少柱外体积的重要性 柱外体积是指 额外 或 外部 ( 相对于色谱柱 ) 体积, 是系统的一部分, 尤其是各 LC 部件 色谱柱之间 的连接管线体积 进样体积和流通池体积 色谱柱越大, 柱体积 (V m ) 就越大, 减少柱外体积的重要性就越显得没那么高 但是, 如果您使用的是较小的 高效柱, 如 Poroshell 120 和亚 -2 µm 粒径柱, 您就要尽可能地减少柱外体积, 以免其影响您的色谱结果 不必 要的柱外体积可能导致柱效损失, 有时还会造成拖尾 下面的例子就显示了柱外体积的影响 ( 图 9) 只有 10 µl 柱外体积时, 用 4.6 x 30 mm 小柱得到了良好分离 使用同样的柱子, 加上一段管线, 形成 50 µl 的柱外体积, 对两张色谱图的前三个峰进行比较可以看出, 色谱峰变宽 分离度降低 在向系统中添加体积不明的管线时, 这种情况经常发生 添加一段太长的管线, 或内径较大的短管时, 会使高柱效色谱柱的分离变差 所以, 了解您所使用管线的内径和增加了多少体积, 非常重要 另外, 如果您使用的是较小体积的色谱柱, 需要使用微量或半微量流通池 标准流通池会增大柱外体积 原则上, 系统的最大柱外体积 ( 管线体积 进样体积和检测器体积 ) 不应超过柱体积的 10% 10 µl 柱外体积 50 µl 柱外体积 色谱峰 1. 苯丙氨酸 苯基 -3,6- 二氧 -2- 哌嗪醋酸 3. Asp-phe 4. 阿斯巴甜 分析条件色谱柱 : StableBond SB-C18, 4.6 x 30 mm, 3.5 µm 流动相 : 含 0.1% 的 H 2 O: ACN=85:15 流速 : 1.0 ml/min 温度 : 35 图 9. 管线体积对色谱性能的影响 安捷伦销售的毛细管套装, 包含各种规格的毛细管管线和 Swagelok 接头, 您可以根据最小的合适长度配备连 接和管线体积 管线带有彩色标记, 以区分管线内径 在您改用高效色谱柱时, 要用窄内径红色管线 (0.12 mm 内径 ) 进行连接, 而不能用常规 HPLC 仪器上常用的 0.17 mm 内径绿色管线 27

29 使用良好的连接接头 不锈钢管线连接不当经常会带来色谱柱问题, 也是许多人拨打安捷伦技术支持电话的原因 之所以产生连接问题, 是因为不同厂商提供了不同类型的接头 ( 见图 10) 图 10. HPLC 中所用的色谱柱接头 您最好应使用色谱柱厂商推荐的接头 如果位置正确, 大多数分析型反相柱都能与 Swagelok 或 Parker 型接头兼容 不锈钢接头是持久性高压密封的最佳选择 安捷伦推荐带前后垫圈的 Swagelok 型接头, 能让安捷伦液相色谱系统获得最佳性能 在所有仪器连接处都可以使用这种接头, 包括阀 加热器 连接色谱柱等 此外, 为方便操作和在低于 600 bar 的较低压力下使用, 也可以使用手紧聚合物接头, 调节接头底端毛细管恰好插入色谱柱, 有助于避免产生柱外体积和渗漏 这种接头不用扳手即可拧紧 还有一些新型高压接头, 可在高达 1200 bar 的压力下使用 (PN ), 采用可拆卸和重新密封设计 各种接头图例见图 11 28

30 什么时候用哪种接头? 不锈钢 (SS) 接头是获得可靠的高压密封的最佳选择 安捷伦使用带前后密封垫的 Swagelok 压力型接头 具有最佳密封性能 可用于我们全部的液相色谱系统 PEEK(<400 bar 系统压力 ) 接头适用于以下情况 : 经常更换的连接, 比如连接不同色谱柱 对于压力的要求较低 聚酮 方便的手紧柱连接 最高使用压力 600 bar, 部件号 (10/ 包 ) 与不锈钢管线连接 用于 1290 Infinity LC 的高压接头 最高使用压力 1200 bar, 部件号 ( 还有长和超长规格, 与带长和超长螺母的色谱柱兼容 ) 可更换 图 11. 不同类型的 HPLC 接头 PEEK 和聚酮接头尤为适用于需要经常更换的连接, 或需要生物兼容性时 也在对压力要求不高时使用, 如色 谱柱的出口接头 PEEK 接头的最高使用压力为 200 bar, 聚酮接头为 600 bar 进行良好的连接与管线末端到密封圈底端距离相比, 管线可能太长或太短 这种情况可能导致渗漏或峰拖尾 / 分裂, 如 30 页上的示意图所示 如果管线太长, 密封圈位置不当, 将发生渗漏 ( 见图 12) 如果管线推出的距离不够, 将会产生一段死空间, 形成混合腔, 导致柱外体积, 使峰形变坏 如果您使用的是不同厂商的色谱柱, 一定要确保使用正确的接头, 并保证色谱柱末端接头位置正确 29

31 密封圈位置不正确 混合腔 如果 X 距离太长, 将发生渗漏 如果 X 距离太短, 将产生死体积和混合腔 图 12. 不正确的接头示意图 进行良好连接的步骤 步骤 1: 根据您所使用的接头, 选择一个长度 足够的螺母 步骤 2: 将螺母套在管线末端 步骤 1 步骤 2 步骤 3: 小心滑动密封圈组件至螺母中, 然后用手拧紧组件, 确保管线完全插入接头末端 步骤 4: 用扳手逐渐拧紧接头, 将密封圈固定在管线上 不要拧得过紧, 否则将缩短接头的使用寿命 步骤 3 步骤 4 步骤 5: 接头装配完成后, 松开螺母, 检查密 封圈是否在管线的正确位置上 步骤 5 完美的接头 图 13. 进行良好连接的步骤 30

32 如需了解连接操作的更多技巧, 可从液相色谱故障排查系列视频中查看更多信息 : lctroubleshooting:cn, 查看峰展宽视频 进样 进样体积对结果影响很大 如果进样体积过大, 色谱柱可能过载, 将出现峰展宽, 最常发生的将出现前伸 峰, 有时也会出现峰拖尾 图 14 显示了分别用 2 5 和 10 µl 进样得到的结果, 可以看出随进样体积增加色谱峰是如何变宽的 峰 2 5 s 峰宽 50 µl(10 µl 进样 ) 40 µl (1 µl 进样 ) 1 µl 进样 2 µl 进样 5 µl 进样 10 µl 进样 分析条件 色谱柱 : ZORBAX SB-C18, 3.0 x 50 mm, 1.8 µm 流速 : 1 ml/min. 温度 : 45 流动相 : 30-65% ACN 2.5 分钟 检测 : 250 nm UV 稀释溶剂 : 甲醇 样品 : 苯甲酸甲酯 苯甲酸丙 酯和苯甲酸丁酯 图 14. 样品进样体积的比较 确定进样量后, 还需要确保进样溶剂与流动相相似, 以减少峰展宽或分裂 31

33 进样溶剂和体积都对峰形有影响 在这个例子 ( 图 15) 中, 甲醇溶剂中苯甲酸酯样品进样 5 µl, 显示已开始出现峰带变宽的现象了 反相柱规格为 3 x 50 mm, 仪器采用低扩散配置 进样 10 µl, 峰形已经明显不对称了 在反相 LC 中, 如使用 100% 有机溶剂或 100% 强溶剂 ( 本例中为甲醇 ), 大体积进样时, 将使色谱峰过早洗脱出色谱柱, 导致峰变形 如需解决这个问题可以对分析物进行蒸发浓缩, 从而减少进样体积 或者进样溶剂改为用水稀释, 与流动相更为兼容, 即使进样体积较大也不会出现峰变形 117 µl(10 µl 进样 ) 42 µl (1 µl 进样 ) 1 µl 进样 2 µl 进样 5 µl 进样 10 µl 进样 分析条件 色谱柱 : ZORBAX SB-C18, 3.0 x 50 mm, 1.8 µm 流速 : 1 ml/min. 温度 : 45 流动相 : 30-65% ACN 2.5 分钟 检测 : 250 nm UV 样品 : 苯甲酸甲酯 苯甲酸丙 酯和苯甲酸丁酯 稀释溶剂 : 甲醇 图 15. 溶剂效应 : 使用强稀释溶剂, 1-10 μl 进样 设置数据采集速率 使用小体积色谱柱时, 数据采集速率是 人为 峰展宽的常见原因 对于快速洗脱的色谱峰, 要确保在色谱峰上收集到足够的数据点, 数据系统才能准确测定出峰宽 峰面积和保留时间 如果得到的数据点太少 ( 如, 低数据采集速率 ), 色谱峰就会显得比其实际要宽 您应该检查数据采集速率, 确保其设置正确, 以优化色谱结果 图 16 说明了数据采集速率的影响 如果您对现在的色谱柱和梯度条件使用安捷伦方法转移器, 转移器将估算出您所用条件下的期望峰宽值 (5σ) 这一信息对初始方法设置会有帮助 32

34 分析条件 色谱柱 : Poroshell 120 EC-C18, 4.6 x 100mm 仪器 : 1200 SL 2 µl 流通池 流速 : 2.00 ml/min 样品 : 2 µl 进样 流动相 : 乙腈 : 水 =60:40 4-5% 15% 图 16. 不同数据采集速率对 Poroshell 120 EC-C x 100 mm 上峰柱效影响的比较 这里, 我们测定了柱效, 可以看出, 柱效随采集速率的增大而增加 可以通过将检测器设置和 / 或时间常数调节到不影响信噪比的最快数值, 对数据采集速率进行优化 用化学工作站中的峰宽控制可为您的分析选择峰宽或响应时间 化学工作站软件中峰宽的定义是, 半峰高处的宽度 将峰宽设置为样品中色谱峰所期望的最窄值 可以不用更快的响应时间, 以免导致基线噪音增大 驻留体积及其对色谱的影响 低压混合系统的驻留体积等于从比例阀经泵和其它系统组件到柱头的体积总和 ( 见图 17) 高压混合系统的驻留体积等于从各溶剂首次接触, 经两个计量泵再到柱头的体积总和 ( 见图 18) 比例阀 图 17. 驻留体积 : 低压混合四元泵 计量泵 自动进样器 33

35 计量泵 A 自动进样器 计量泵 B 图 18. 驻留体积 : 高压混合二元泵 在梯度分离中, 驻留体积使梯度开始时出现一段等度时间, 相当于驻留体积除以流速 驻留体积太大的仪器 不能进行窄径梯度分离 使用窄径柱时, 仪器配置至关重要 进行窄径 (2.1 mm 内径 ) 和微径 (1 mm 和 < 1 mm 内径 ) 柱优化时, 必须使驻留体积和柱外体积最小化 图 19 中的色谱图例说明了驻留体积对分析结果的影响 请注意, 前面的洗脱峰较宽 问题在于驻留体积使前面的峰出峰较晚, 基本上是被等梯度洗脱的 如果这种情况影响了分离或检测, 就需要减少驻留体积或使用另外的系统 色谱峰 1. 非那西汀 2. 托美汀 3. 酮洛芬 4. 非诺洛芬 5 布洛芬 6. 保泰松 7. 甲灭酸 8. 氟芬那酸 图 19. 驻留体积对梯度色谱结果的影响 分析条件色谱柱 : 流动相 : ZORBAX 快速分离 Eclipse XDB-C8 A: 0.1% TFA 水 B: 0.1% TFA 乙腈 温度 : 35 梯度 : 例 1: 在 6 分钟内 B 由 15% 升至 60%, 流速 1.0 ml/min 例 2: 在 6 分钟内 B 由 30% 升至 75%, 流速 0.2 ml/min 34

36 测量系统的驻留体积首先将色谱柱替换为一段短 HPLC 不锈钢柱管 流动相组成如下 :A- 水 ( 无 UV 吸收 ),B-0.2% 乙腈的水溶液 ( 有 UV 吸收 ) 检测波长 265 nm 以 1mL/min 的流速运行梯度,B 在 10 分钟的时间内由 0 升至 100% 记录后打印出梯度曲线 ( 如图 20) 检测器响应 梯度变化 图 20. 计算驻留 ( 延迟 ) 体积, 步骤 1 用尺子在纸上, 或在 PowerPoint 中插入线段, 在平行于 x 或 y 轴的下列点上划线 : 1. 流动相中含 90% B 的零信号点 % B 的最稳定信号点 3. 在 2.0 分钟处做垂线, 图形如图 21 所示 图 21. 计算驻留 ( 延迟 ) 体积, 步骤 2 35

37 三条线段添加完毕后, 再添加两条线段 计算梯度步骤 50% 处的响应值, 本例中为 24.5 mau, 在图上划一条 水平线 然后再划一条垂线, 与 50% 响应线及所见的检测器信号相交 新图形见图 22 时间 (50%)- 时间 ( 步骤 )x 流速 = 驻留体积 图 22. 计算驻留 ( 延迟 ) 体积, 步骤 3 沿 x 轴至 50% B 垂线处 ( 在此处的响应是 50%), 确定时间, 并尽可能准确 假设流速为 500 µl/mm, 时间如有 0.1 分钟的误差, 估算出的延迟体积将会有 50 µl 的误差 在本例中, 我们估算 50% 响应的时间为 4.04 分钟 计算驻留体积的简单公式是, 时间 (50%) 时间 ( 步骤 ) 流速 = 驻留体积, 在本例中,( ) 分钟 500 µl/min = 1020 µl 这一测量是在 Agilent 1200 RRLC 系统 (1200 SL) 上完成的, 用一根内径为 mm( 英寸 ) 的 100 cm PEEK 限流器使反压达到 340 bar, 以水作为流量输送压缩性补偿的特殊溶剂 该系统包括标准混合器和脉冲阻尼器, 以及自动进样器, 采用普通流路 ( 而不是旁路模式 ), 再连接上述的限流器和 3 mm 2 µl 流通池 36

38 评估驻留体积的影响在不同驻留体积的仪器上运行同一方法, 可以得到不同的结果, 如图 23 所示 驻留体积较小的仪器 驻留体积较大的仪器 图 23. 驻留体积和分离度 在这一例子中, 驻留体积最小和最大的系统都没有得到好的结果 这个方法很可能是在驻留体积处于中等范围的仪器上开发的 要了解驻留体积对您的梯度分离有什么影响, 可以在梯度运行初期延长或缩短等度运行时间以进行观察 要在驻留体积较小的系统上模拟较大驻留体积, 可在梯度程序初始时设置一段持续时间, 相当于两个驻留体积之差 ( 用 ml 表示 ) 除以流速 ( 以 ml/min 表示 ) 要模拟较小的驻留体积, 必须修改进样器程序, 使进样延迟时间等于相同的驻留时间 有些仪器有这种功能, 而其它的则没有 如果要把方法转移到另一实验室的不同仪器上, 记录方法开发所用仪器的驻留体积, 以及驻留体积对分离有何影响非常重要 37

39 驻留体积与分析时间驻留体积还包括进样器体积, 所以, 将进样器的内体积和周围的连接管线降至最低非常重要 大多数安捷伦自动进样器都提供了旁路模式选项, 或带有自动延迟体积减少 (ADVR) 功能, 在样品从样品定量环中冲出后, 将进样器切换回上样位置 根据您选择的进样器, 最多可将系统中的体积减少 300 µl 标准的安捷伦 1200SL 或 1260 Infinity 二元梯度仪器的起始延迟体积大约为 1100 µl, 通过更换较小内径管线 使用自动进样器旁路功能 并拆除混合器和阻尼器, 可减少至 280 µl 左右 可以通过重叠进样缩短快速梯度分离的分析时间 在重叠进样中, 自动进样器在之前的分析过程中吸取样品, 一旦系统准备就绪即可进样 这一功能可以将每次分析的时间缩短 30 秒左右 如果您正在进行的是快速梯度组合化学分析, 则最多可节省 1/3 的分析时间 如果您要用非常小的色谱柱 ( 如毛细管和微径柱 ) 进行大量梯度分析,280 µl 的延迟体积就显得太高了 这时就极有必要使用安捷伦毛细管液相色谱仪配合这些色谱柱了 不要忘记, 使柱外体积最低和选择适当的样品进样稀释剂同样重要 这将有助于最大限度地减少峰展宽和分离度的降低 另外, 正如我们先前讨论过的一样, 还要确保正确设置检测器响应时间, 在快速洗脱峰上获得足够的数据点 ( 后面还要讨论这个问题 ) 否则, 可能会出现变形的人为宽峰 螯合物某些分析物具有易于与金属进行螯合的结构 筛板或柱壁上的金属可能与其发生相互所用, 形成螯合物 用磷酸冲洗有助于解决这一问题 这里介绍一种判断是否存在金属问题的好办法 带有孤对电子的化合物, 加一个金属离子可以形成环状结构 ; 这可能导致不重复保留或产生峰形问题 ( 图 24) 水杨醛 六元环络合物 8- 羟基喹啉五元环络合物 a-benzoinoxomine 五元环络合物 图 24. 评估化合物是否有螯合问题 38

40 在本例中, 磷酸冲洗有益于解决这一问题 注意, 在 前面 的色谱图中, 化合物 2 拖尾因子较高 ( 图 25) 经过酸洗后, 我们得到了一个较尖锐的色谱峰, 化合物 2 的拖尾因子得到了改善 ZORBAX StableBond 柱可以接受 1% 的磷酸冲洗, 因为该色谱柱采用了在酸性条件下稳定的设计 如果您使用的是 Eclipse-XDB Eclipse Plus, 或其它为中等 ph 范围而设计的封端柱, 酸浓度应减为 0.5% 酸洗之前 酸洗之后 mL 1% 磷酸 分析条件色谱柱 : ZORBAX SB-Phenyl, 4.6 x 150 mm 进样量 : 5 µl 流动相 : 75% 25 mm 磷酸铵 缓冲液 : 25% 乙腈 流速 : 1.0 ml/min 温度 : 室温 图 25. 用磷酸冲洗恢复产生螯合化合物的柱性能 ph 和流动相改性剂 流动相的 ph 和样品会对方法开发产生很大影响 ( 如需了解更多信息可参见 流动相操作 和 方法开发 等章 节 ) 应尽可能避免使用极端 ph 不论是过高或过低 因为在这种极端条件下工作将缩短色谱柱的寿命 检查一下您所用色谱柱的推荐 ph 范围, 以确定最佳 ph 范围 大多数分离在 ph 2 到 8 之间进行 酸性和碱性 ( 可离子化 ) 分析物的保留对 ph 非常敏感, 常随 ph 改变而发生显著变化 评估分离的最佳 ph 是方法开发的 重要内容, 详见方法开发一节 39

41 梯度操作样品越复杂, 使用梯度洗脱方法的可能性就越大 梯度洗脱对极性差异大或高分子量的化合物 ( 如多肽和蛋白质 ) 非常有用 虽然等度洗脱方法使用方便, 但由于峰宽随保留时间延长而增大, 后洗脱的峰会变宽 梯度洗脱缩短了后洗脱峰的保留时间, 可以解决这个问题 梯度洗脱的优点包括, 由于梯度压缩效应得到窄峰 由于不断增加色谱柱洗脱溶剂的强度, 从而降低了污染物的堆积 图 26 显示了等度与梯度洗脱方法的比较 使用等度洗脱分离时, 用 70 分钟也没有将 8 种除草剂化合物完全分开, 并且组分 1 和组分 2 共洗脱 降低有机相比例可以分离峰 1 和峰 2, 但保留时间无法接受, 并且峰 8 的检出限也无法接受 使用 20-60% 的梯度, 在 30 分钟内即可分离全部 8 个组分, 并具有相等的检测限 如果提高起始梯度洗脱液的有机相百分比, 分析时间还可以进一步缩短 如, 可以进行有机相 25-65% 的梯度洗脱 反相色谱的梯度分离可以用 2 到 4 种流动相组分完成 在二元梯度中为 A 和 B A 溶剂较弱 ( 常为水或缓冲水溶液 ), 使分析物缓慢地从色谱柱上洗脱下来 B 溶剂较强, 使分析物的洗脱速度更快 B 是可与水混溶的有机溶剂, 如乙腈 (ACN) 甲醇 (MeOH) 四氢呋喃 (THF), 或异丙醇 (IPA) 梯度洗脱方法开发应从测试开始 以下是建立梯度洗脱方法的关键步骤 : 1. 先进行测试, 在一定时间内有机相的浓度从 5-10% 之间线性梯度变化至 100% 如果缓冲液与溶剂 B 不互溶的话, 梯度中有机相的浓度上限为 70% 2. 用最后的比例持续洗脱一段时间, 确保所有样品组分都已洗出 3. 查看色谱图, 以确定恰当的起始梯度组成和梯度曲线 大多数梯度洗脱分离都是用线性梯度完成的, 即有机相组成的变化速率保持恒定 但也可以用其它类型的梯度 例如, 根据所需要的分离和保留时间, 某些梯度程序在不同时间的斜率不同, 或 A 和 B 的相对浓度发生急剧变化 如需了解更多梯度洗脱的内容和实例, 请参见方法开发一节 如需缩短分离时间 改善色谱峰形的检测, 应保持梯度简单 ( 使用较短的梯度时间 ) 并使用较短的色谱柱 (50-75 mm) 40

42 色谱峰 1. 丁噻隆 2. 扑灭通 3. 扑草净 4. 阿特拉津 5. 噻草平 6. 扑灭津 7. 敌稗 8. 异丙草甲胺 分析条件 色谱柱 流动相 流速 温度 图 26. 等度和梯度分析的比较 ZORBAX SB-C8 4.6 x 150 mm, 5 µm A H2O 含 0.1% TFA ph 2 B 乙腈 1.0 ml/min 35 优化色谱柱的再平衡 在方法开发或转换过程中 要保证足够的色谱柱平衡时间 保留时间才可重现 从葡萄汁的梯度分析分离 图 27 中可以看出 色谱柱死体积和色谱柱的再平衡消耗的时间 梯度曲线 压力曲线 橙皮苷 梯度曲线 A 初始的等度维持 B 线性梯度洗脱 C 高有机相冲洗 D 再平衡 分析条件 LC 配备 DAD 的 Agilent 1290 Infinity 色谱柱 Agilent RRHD SB-C x 150 mm, 1.8 µm 部件号 = 1 个柱死体积 Vm 图 27. 梯度实例: 葡萄汁分析 进样 1 µl 葡萄汁过 0.2 um 滤膜 温度 40 检测 UV, 276 nm 溶剂 A 水 溶剂 B 乙腈 这是在前面的梯度运行后 回到初始流动相条件所用的时间 在本例中 再平衡时间为 1.4 分钟 相当于该柱 的 4 个柱体积 41

43 找出色谱图中基线第一次波动的时间, 将这段时间 ( 以 min 表示 ) 乘以流速 ( 以 ml/min 表示 ), 即为死体积的 ml 数 也可以用安捷伦方法转换器计算死体积 依据经验来看, 在方法开发过程中, 需要用 10 个柱体积进行平衡, 但对于已建立的方法, 平衡时间可以估算并缩短, 如, 在本例中为 4 个柱体积 平衡时间的最小值是经过反复摸索确定的, 通过重复运行梯度并记录保留的改变 如果经过多次进样结果都能重复, 如图 28, 平衡时间就足够了 时间 图 28. 确认色谱平衡重叠图 进样 1 进样 2 进样 3 进样 4 进样 5 进样 6 分析条件 LC: 带 DAD 的 Agilent 1290 Infinity 色谱柱 : Agilent RRHD SB-C x 150 mm, 1.8 µm PN 进样 : 1 µl 葡萄汁过 0.2 µm 滤膜 温度 : 40 检测器 : UV, 276 nm 溶剂 A: 水 溶剂 B: 乙腈 样品 : 葡萄汁 为什么要反复实验不断摸索呢? 固定相通过再平衡回到起始条件的速度不同 快慢程度取决于所用的流动相溶剂 缓冲液和梯度范围 这就是方法开发时建议使用 10 个柱体积的原因, 这样可以确保固定相已达到再平衡, 能够进行下一次运行 只要能够完成您所需要的分离, 都可以考虑缩短再平衡的时间 由于平衡体积包括仪器的驻留体积, 而该体积可能随仪器的不同而不同 驻留体积对等梯度方法的保留没有影响, 但在梯度方法中, 却对保留有显著影响 如果您不清楚系统的驻留体积, 则可能会出现严重问题, 因为您的驻留体积可能比柱体积还大 如果您要将梯度方法从一台仪器转移到另一台仪器上, 由于两个系统的驻留体积不同, 保留时间则会发生偏移 流路体积越相近, 保留时间的吻合程度就越高 提示 : 可以通过观察在线信号窗的压力曲线变化进行确认 压力随流动相组成变化而变化 当压力曲线回到初始值时, 色谱柱差不多就达到再平衡了 42

44 提示 : 您需要了解您系统的驻留时间! 方法见 34 页 查看您的系统说明书或向安捷伦技术支持寻求帮助 见本书中安捷伦资源一节 色谱柱老化在您使用色谱柱时, 会用其分析各种目标物 使用各种流动相并分离不同的样品基质, 经过长时间的使用, 色谱柱会受到这些物质的影响发生一些微妙的变化, 从而引起保留的改变 在使用新色谱柱时保留其测试样品色谱图非常重要, 在使用一段时间后进行比较, 就能发现性能上的变化 如果分离度下降导致不能进行良好定量, 这根色谱柱就应该丢弃并更换了 键合相流失虽然色谱柱污染是硅胶基色谱柱性能下降的最常见原因之一, 但随时间推移发生的键合相流失也会改变保留 如果在流动相中使用了某种不兼容溶剂, 键合相可能从硅胶基体上脱离下来, 导致分离度和保留时间的改变, 并增加了峰拖尾 在 ph 2 以下键合相的流失最为严重 可以通过使用稳定键合相色谱柱减小这种影响, 或在 ph 2 到 ph 7 之间 60 以下操作 在高 ph 条件下, 硅胶基质将发生溶解, 从而导致填料流失, 形成空洞 峰形变差 如果一定要在 ph 值大于 9 的条件下进行分析, 应确保使用适合这种工作条件的特殊键合相色谱柱或可以轻松耐受高 ph 流动相的聚合物类色谱柱 如需确定色谱柱是否已损坏, 应该监测并观察其容量因子 选择性和拖尾因子的变化 这同时也有助于您预测何时需要更换色谱柱 清洗反相硅胶柱有时, 可以通过清洗色谱柱缓解柱压高或峰拖尾问题 在清洗色谱柱之前, 我们建议断开色谱柱与检测器的连接, 让清洗溶剂流入烧杯或其它容器中 在某些情况下, 可反冲色谱柱进行清洗 使污染物从柱中流出 在进行此项操作前, 应向色谱柱厂商咨询, 或查阅色谱柱所附说明书 清洗色谱柱需要使用比流动相更强的溶剂 清洗分析柱时, 每种溶剂至少应使用 10 个柱体积 ( 见图 29) 清洗反相柱的步骤如下 清洗完成后, 按厂商建议的液流方向装回色谱柱 柱压过高问题可能不是柱阻塞造成的, 而是系统中的密封垫损坏, 以及颗粒沉积在在线滤头上造成的, 在清洗色谱柱前, 应尝试更换在线滤头 43

45 不要试图更换色谱柱的进样口筛板 因为现在填充色谱柱采用的是高效工艺, 这样做可能为色谱柱带 来不可恢复的损坏 2.5mLx -65%( 没有装填的柱体积 )=1.5mL=1 个柱体积图 29. 计算柱体积 提示 : 为避免沉淀, 如果系统中不含非挥发性缓冲液, 在纯有机溶剂进入系统之前, 首先用不含缓冲 液的水相流动相进行冲洗 反冲或清洗色谱柱的步骤 : 1. 断开色谱柱与检测器的连接, 将管线留在色谱柱末端, 将其放入接收液体的烧杯中 2. 先用不含缓冲液盐的流动相冲洗 ( 水 / 有机相 ) 3. 然后用 100% 有机相 ( 甲醇和乙腈 ) 冲洗 4. 检查压力是否回归正常 ; 如果没有, 再进行下一步操作 5. 丢弃色谱柱或考虑用更强的条件清洗 :75% 乙腈 / 25% 异丙醇 % 异丙醇 % 二氯甲烷 * % 己烷 * * 无论是使用己烷还是二氯甲烷, 使用之前或恢复使用反相流动相之前必须用异丙醇进行冲洗 44

46 缓冲液盐可能发生沉淀并造成色谱柱内反压 发生这种情况时, 应用热水缓慢通入色谱柱, 以去除沉淀 含丙醇的冲洗溶液因粘度增大将产生更高的操作压力 在清洗过程中需要降低流速, 以保持安全的操作压力 清洗正相硅胶柱对于正相色谱柱只能使用有机溶剂, 如果您的色谱柱是传统的分析型 4.6 x 250 mm 色谱柱, 那么每种溶剂至少需要用 50 ml( 相当于 20 个柱体积 ) 尝试下列强度递增的溶剂进行清洗: 1. 50% 甲醇 50% 氯仿 % 醋酸乙酯 清洗正相模式色谱柱还取决于样品类型 如果用这些溶剂的清洗效果不佳, 请与安捷伦联系, 以便我们可以根据您的应用和样品基质推荐更有效的溶剂 清洗反相聚合物柱当使用聚合物类反相柱时, 我们强烈建议流动相中最少含有 1% 的有机改性剂 长期使用 100% 水相洗脱液后再使用有机流动相时可能影响柱效 ; 同时也不能用 100% 的水相缓冲液 冲洗 色谱柱 可以进行反向冲洗, 如果起始压力高, 可降低流速 下面是反相聚合物柱的清洗步骤 : 1. 使用当前流动相运行清洗梯度, 再用高比例有机溶剂 (95%) 清洗数个柱体积 重复 2 到 3 次 由于缓冲液可能在高有机相中发生沉淀, 因此如果您的流动相含缓冲液, 有机相比例不要超过 70%, 或者在清洗之前用不含缓冲液的流动相将缓冲液清洗掉 2. 尝试使用较高强度的有机改性剂, 如 TFA, 去除发生疏水键合的污染物 3. 有时用含 1.0% TFA 的水 / 乙腈 (v/v) 可以去除多肽或蛋白污染物 4. 用强酸和强碱 ( 包括 1 M 氢氧化钠 ) 适当清洗而不会发生热降解 45

47 方法开发 如果您还没有建立 HPLC 方法, 要进行稳定而重复的分析, 就需要进行方法开发了 具备进行成功方法开发的技 能, 对解决将来可能遇到的复杂分析极有帮助 在本章中, 首先我们将向您介绍对所有 HPLC 模式都适用的概要性的内容 : 方法开发的关键步骤 模式选择 色谱柱填料和规格 固定相的选择接下来, 我们将着重介绍反相方法的开发 : 反相色谱固定相的选择 反相色谱流动相的选择 流动相操作要点 涉及流动相和流动相改性剂的故障排查实例 用流动相改性剂控制 ph 与 ph 相关的故障排查实例 聚合物色谱柱的反相方法开发 将常规柱上的现有方法转移到表面多孔填料柱的要点 方法开发的步骤指南 自动化方法开发 46

48 本章的最后, 我们还将讨论其它 HPLC 模式的方法开发 : HILIC 正相色谱 离子交换色谱 凝胶渗透 / 体积排阻色谱 方法开发 : 从何处入手 方法开发的总体目标是在尽可能短的时间内优化目标物的分离度 当您开始考虑进行方法开发时, 最好先回顾一下分离度的关键影响因素 可以复习色谱基本概念一章 ( 第 5-11 页 ) 典型的方法开发流程包含以下步骤, 同时也是本章内容的主线 : 1. 选择分离模式 2. 选择色谱柱和填料规格 3. 选择固定相填料 4. 选择流动相溶剂 5. 如果分离模式需要, 调节流动相的 ph 6. 进行等度或梯度初步实验, 以确定边界条件 7. 优化实验条件 模式选择您应该做的第一件事就是选择 HPLC 模式 通常分离模式是由以下因素决定的 : 目标物的类型和溶解度 目标物分子量 (MW) 样品基质以及可使用的固定相和色谱柱 图 30 和 31 根据化合物分子量和将使用的溶剂, 列出了评价分离模式最佳选择的步骤 47

49 溶剂 分离模式 己烷 使用未修饰硅胶的正相色谱 ( 吸附 ) 使用键合相硅胶的正相色谱 有机相 甲醇和甲醇 : 水 或 乙腈和乙腈 : 水 HILIC( 对于在反相条件下弱保留的物质 ) 分子量 <2000 THF 凝胶渗透 ( 小分子 ) 非离子型 HILIC( 对于在反相条件下弱保留的物质 ) 水相 离子型 使用离子控制的反相色谱使用离子对试剂的反相色谱使用未修饰硅胶的反相色谱离子交换 有机相 凝胶渗透 分子量 >2000 水相 凝胶过滤 使用大孔填料的离子交换色谱 使用大孔填料的反相色谱 图 30. 按溶剂和分离模式选择 LC 和 LC/MS 色谱柱 48

50 分子大小溶剂化合物类型分离机制 小水相 / 有机相脂类银离子络合 多环芳烃 有机酸 单糖和二糖 低聚糖 糖醇 正相 碱性 极性 氢键结合 位置异构体 芳香族化合物或结构相似物 强极性 极端条件 反相 C18 配位相互所用反相离子对 配位相互所用 正相氨基 离子交换 配位相互作用和离子交换 配位相互所用 正相氨基 / 氰基 / 二醇 极性反相 C8 或 C18 或 HILIC 反相 C18 离子抑制 反相 C8 或 C18 反相 C8 反相苯基 / 苯基 - 己基 / 二苯基 反相其它或 HILIC 反相聚合物 有机相非极性正相 Si 极性 大水相合成的多分散性聚合物并限定分子量范围体积排阻 有机相 合成多肽 合成寡核苷酸 DNA/RNA 聚合物 重组多肽和蛋白质 大分子质粒 合成的多分散性聚合物和其它可溶于有机溶剂的聚合物 低聚物 正相氨基 / 氰基 / 二醇 反相 反相离子对 阴离子交换 水相 GPC 反相 阴离子或阳离子交换 反相或阴离子交换 凝胶渗透 反相 图 31. 按分析物和分离机制选择 LC 和 LC/MS 色谱柱 有时, 一组特定分析物可以用一种以上的模式分离 例如, 离子型化合物可以用树脂或硅胶基色谱柱进行离子交换色谱分离, 也可以用反相柱进行反相离子对分配色谱分离 49

51 许多色谱工作者都是以反相 HPLC 开始分离, 因为反相色谱已发表了许多应用文章可供参考 用反相色谱可 以分析非极性 非离子型 离子型和极性化合物, 选择适当的流动相和分析条件, 有时整个分析都可以仅用 这一种模式完成 继反相色谱之后, 我们还将在本章的最后讨论其它分离模式 选择色谱柱和填料规格图 32 显示了评价色谱柱固定相和色谱柱规格时考虑的部分参数 要进行高通量分析, 小粒径短柱 ( 如亚 2 µm) 是最佳选择 如果您要对包含多种组分的样品进行复杂的分离, 可以选择填充小粒径填料的长柱, 切记, 这种色谱柱的操作压力可能会显著增加 如果您要进行质谱分析, 窄内径柱 ( 如 2.1 mm 内径 ) 是最佳选择, 因为与质谱检测器联用需要较低流速 制备色谱常使用填充较大粒径填料 (5 或 10 µm) 的大内径柱 对于这种色谱柱, 高流速正好与制备柱的流量需求相匹配 填料的孔径非常重要, 因为待测分子必须与多孔结构 相匹配, 才能与固定相发生相互作用 较小孔径的填料 ( 孔径 80 到 120Å) 最适合分离分子量 2000 以下的小分子 对于分子量超过 2000 的较大分子, 需要使用较大孔填料 ; 例如, 分离蛋白质的常用孔径是 300 Å 对大多数分离来说, 都可以使用不锈钢柱硬件 但是, 如果您要分析的是可能与金属表面发生相互所用的敏感分子, 如某些类型的生物分子, 则需要使用 PEEK 或玻璃内衬不锈钢等柱材料 对于痕量阳离子的分离,PEEK 柱的惰性最高 请注意,PEEK 柱的压力上限为 400 bar HPLC 色谱柱 固定相 色谱柱规格 表面类型 孔径填料粒径长度内径 化学性质化学寿命 / 灵敏度保留因子 物理性质柱效速度 图 32. 部分色谱柱及固定相影响 50

52 选择固定相有包含各种分离模式的多种固定相可供选择 许多色谱工作者都以最通用的十八烷基硅烷化 (C18) 固定相开始进行反相色谱分离, 尤其是对小分子的分离 下面我们将着重讨论反相分离的问题, 本章后面部分再涉及其它分离模式 反相色谱的方法开发反相色谱是到目前为止最通用的 HPLC 方法 大约占所有方法的 60%, 将近 95% 的色谱工作者都在使用 在反相色谱中, 分析物在极性流动相和非极性固定相之间分配 与正相色谱相反 通常, 分析物与疏水固定相之间发生非极性 非特异性相互作用, 即, 样品分配入固定相 我们使用 C18 C8 苯基或 C3 等固定相, 产生极性差异和 / 或基于分子芳香结构的差异 极性较强的分析物比非极性分析物在反相固定相中的保留弱 保留与分析物的疏水性基本上成正比 具有大疏水基团和带较长烷烃链的同系物, 比结构中带极性基团的分子 ( 如氨基 羟基 ) 保留更强 如果有一系列脂肪酸, 如 C12 C14 C16 和 C18, 则 C12 保留最弱,C18 保留最强 流动相主要由两部分组成 : 1. 水, 可含缓冲液, 或用酸或碱调节 ph 2. 可与水混溶的有机溶剂 反相色谱有多种用途, 有时在同一色谱分析中就可以分离非极性 极性 可离子化的和离子型分子 一般来说, 对于可离子化的化合物, 为了增加保留和改善峰形, 我们会在流动相中加入改性剂, 以抑制离子化, 减弱其极性, 使其保留更强 反相色谱固定相的选择下面我们要讨论如何开发反相方法 图 33 显示了如何根据特定分析物的分子量选择合适固定相的一般流程 首先, 必须选择孔径, 以确保目标分子能够进入填料, 在孔隙中与疏水固定相发生相互作用 然后, 选择固定相, 多数情况下是从 C18 固定相开始 根据方法的最终目标不同, 可以选择常规分析柱, 如果需要进行高通量分析, 可以选择 快速分析 反相色谱柱 51

53 小分子分子量 < 2000 大分子分子量 > Å 填料孔径 300Å 首先根据待分析物的分子大小选择填料的孔径 通常小分子可轻易扩散进出 Å 孔径的填料, 但较大的多肽和 蛋白质则不能 基于这个原因, 建议用 300Å 孔径的填料 (300SB) 进行多肽和蛋白质的等度或梯度分离 Eclipse Plus C18 起始色谱柱键合相 StableBond 300SB-C18 对于大多数样品来说, 建议将 C18 作为开始分析的固定相, 因为其可以最大限度地保留中等极性到非极性化合物 如 果用 C18 固定相不能优化分离度, 或您要分析的是蛋白质, 或用常规反相溶剂很难从 C18 上洗脱的强疏水化合物, 可以 考虑使用短链固定相 小分子 大分子 标准分析 快速分析 标准分析 快速分析 Eclipse Plus C x 150 mm, 3.5 µm 部件号 Poroshell 120 EC-C x 7.5 mm, 2.7 µm 部件号 Poroshell 120 EC-C x 100 mm, 2.7 µm ( 表面多孔型 ) 部件号 ZORBAX 超高压快速高分离度 Eclipse Plus C18, 1200 bar 2.1 x 50 mm, 1.8 µm 部件号 ZORBAX 300SB-C x 150 mm, 5 µm 部件号 ZORBAX 300SB-C x 50 mm, 3.55 µm 部件号 Poroshell 300SB-C x 75 mm, 5 µm 部件号 图 33. 反相色谱 : 固定相选择概览 大多数色谱工作者是从 C18 固定相开始, 但如图 34 所示, 如果 C18 不能进行有效分离, 其它固定相也可以提 供不同的选择性 在本例中, 我们在含不同亚 2 µm 填料的快速分离高通量短柱上分离了心血管药物, 使用含 70% 磷酸盐缓冲液 (ph 3.0) 和 30% 乙腈的等度缓冲流动相 52

54 虽然, 所有色谱柱都使样品中的 5 种药物得到了完全或部分分离, 但 SB-CN 柱不仅分离度足够, 而且分离速 度最快 色谱峰 1. 心得乐 2. Diisopyridamide 3. 心得安 4. 双嘧达莫 5. 地尔硫卓分析条件色谱柱 : ZORBAX RRHT, 4.6 x 50 mm, 1.8 µm 流动相 : A:25 mm NaH 2 PO 4, ph 3.0 B:ACN 流动相组成 : 30% B 流速 : 2.0 ml/min 温度 : 30 检测 : UV 240 nm 样品 : 心血管药物 图 34. 反相色谱中键合相的选择性差异 原则上, 应该选择符合样品需求的固定相 疏水性小分子应首选较长链烷烃键合相, 如 C18 如果在 C18 固定相上保留过强, 再选择较短链的 C8 或 C3 固定相 C8 固定相与 C18 具有相似的选择性, 但保留稍弱 对于疏水性很强的分子, 最好使用短链固定相, 如 C3 如果待分析物分子具有芳香结构, 在烷烃固定相上不能完全分离, 可以使用芳香键合相, 如苯基或二苯基 在本例中, 目标分析物具有强极性, 在一般的反相色谱填料上不保留或保留很弱, 可以考虑换一种 HPLC 分离模式, 用亲水相互作用色谱 (HILIC)( 参见 77 页的 HILIC 部分 ) 如果在方法开发过程中, 必须使用高 ph 条件, 就要选择为高 ph 下操作而设计的固定相, 如 Extend-C18, 或聚合物固定相, 如 PLRP-S 短链固定相在高 ph 值下不稳定, 可能发生硅胶溶解 53

55 反相色谱流动相的选择一般来说, 反相 LC 的流动相包括水和作为改性剂的乙腈或甲醇 不太常用的改性剂还有四氢呋喃 (THF) 和异丙醇 我们建议一定要使用色谱级以上的溶剂和改性剂 对于 UHPLC, 安捷伦建议只使用 LC/MS 级以上的溶剂 选择性差异和样品的保留都会因流动相不同而明显改变 样品溶解度也很可能不同, 需要使用特殊的溶剂或多种溶剂 在反相色谱中, 流动相中水相的 ph 和离子强度在开发对条件微小变化不敏感的耐用方法中非常重要 对于离子型化合物, 典型样品的保留随 ph 改变而明显变化 在这类反相系统中, 控制 ph 对于保留和选择性的稳定非常重要 通常在 ph 2 到 4 条件下, 保留时间对 ph 的微小改变稳定性最高, 因此建议将这一 ph 范围作为大多数样品方法开发的起始 ph, 包括碱性化合物和一般的弱酸 考虑到重现性, 所用的 ph 应高于或低于待分离溶质 pk a 或 pk b 上下一个 ph 单位 您可能不清楚分析物的 pk a, 因此, 测试一种以上流动相 ph 可提供最好结果 大多数反相柱都可以在 ph 2-8 条件下使用, 为您的分离选择最佳流动相 ph 提供了较宽的范围 请注意, 测定流动相 ph 时, 要在水相与有机改性剂混合之前在水相中进行测定, 以确保得到准确而可重复的结果 流动相操作当您开始启用刚从包装盒中取出的新柱时, 只能使用与柱内装运溶剂兼容的溶剂 为防止缓冲液在色谱柱内沉淀, 反相操作时不能将缓冲液泵入用 100% 有机溶剂装运的色谱柱 我们的建议是, 先用不含缓冲液的流动相平衡色谱柱, 然后再用含缓冲液的流动相平衡 氰基和氨基柱都既可以使用正相溶剂, 也可以使用反相溶剂, 因此, 在平衡前需要检查您的溶剂是否与装运溶剂混溶 如果想把一根正相柱变为反相柱, 要先用彼此混溶的溶剂冲洗, 如异丙醇 然后再用您的流动相平衡 溶剂的混溶性图表见有用的参考资料一章 请注意, 流动相是可能使 HPLC 柱产生问题的潜在来源 为避免这些问题, 请查看 108 页参考资料一章中的常用溶剂性质及混溶性信息 流动相和流动相改性剂问题排查在图 35 的实例中, 开始在一根较旧的色谱柱 ( 柱 1) 上进行分析, 性能尚可 但色谱操作者改用一根新柱 ( 柱 2) 进行分离, 关键组分的分离度明显变差, 于是便认为新柱 较差 当色谱操作者用新配制的流动相缓冲液进行分析时, 分离度又恢复了正常, 见右侧的色谱图 在这本例中, 问题就出在溶剂瓶中 坏了 的 TFA 或磷酸上 这些溶剂使用了一段时间后, 已产生了变化或被污染 在下一章中, 我们还将讨论更多使用缓冲液或流动相改性剂方面的问题 使用与流动相相同的溶剂进行样品配置非常重要 从 31 页的例子中可以看出, 当进样溶剂比流动相强时, 可能出现峰变宽或分裂 54

56 柱 1 柱 2 柱 2 新配制流动相 图 35. 流动相的变化可能对结果有显著影响 流动相混合有时, 流动相会因为实验室中的混合方式而不同 例如, 如果要配制甲醇 / 水 =50/50 的混合溶剂, 应先量取各自的体积, 分别置于洁净的玻璃容器中, 然后再将其混合, 因为甲醇和水混合溶剂的总体积大于各自体积之和 如果在同一个容器中混合, 混合溶剂的总体积就会不同 因此, 这两份以不同方式配制的流动相组成存在差异 流动相脱气流动相脱气也很重要 在流路中, 溶解在溶剂中的气体可能逸出, 形成气泡, 并有可能干扰泵或检测器的性能 幸运的是, 现在大多数液相色谱系统都配备在线脱气机, 但如果脱气机被设为旁路, 没有脱气机或不能正常工作, 一定要通氦气, 或用其它方法脱气 用流动相改性剂控制 ph 流动相 ph 对色谱分离的影响有多种方式 根据您所分析的化合物,pH 可能影响选择性 峰形和保留 如果是非极性较强或中性的化合物,pH 对分离度和保留的影响一般不明显 图 36 显示了一个 ph 是如何影响分离度的简单实例 左侧, 是一个分别在 ph 3 和 7 条件下分离的非极性样品的例子 请注意, 两张色谱图没有区别 可以看出, 中间的极性化合物在 C18 柱上保留较弱 请注意,pH 对两个化合物的保留时间和峰形几乎没有影响 55

57 如果是可离子化的化合物, 如酸或碱, 可以看出保留因子和选择性随 ph 改变变化非常明显 请看右侧中苯甲酸和苯酰苯胺的例子, 保留因子随 ph 改变而变化 苯酰苯胺是中性化合物, 保留几乎不变, 而苯甲酸的保留在 ph 从 3 变为 7 时变化非常明显 在 ph 7 条件下, 大大高于苯甲酸的 pk a, 苯甲酸是以阴离子的形式存在 这种偏离子形态与水相流动相的亲和性较好, 比 ph 3 时从色谱柱中洗脱更快, 在 ph 3 条件下, 其主要是以离子抑制形式存在 非极性萘二氢苊 极性苯甲醇硝基苯 可离子化苯甲酸苯酰苯胺 可离子化的化合物 酸和碱的保留和选择性随 ph 变化而发生明显改变 图 36. ph 与分离度 在开发可离子化分析物的分析方法时, 重要的是要清楚非离子化形态的分析物比离子化形态的分析物保留更好 如果是酸性分析物, 应选择低 ph 缓冲液流动相, 以防止分析物离子化 了解分析物的 pk a, 才能够有效地选择流动相 ph 缓冲范围应在其缓冲液离子 pk 值的 +/-1 ph 单位, 使流动相的优化具有一定的灵活性 例如, 醋酸盐的 pk a 为 4.8, 缓冲范围从 ph 甲酸盐的酸性较大, 缓冲范围为 ph 如果您的酸性分析物在低 ph 下不能发生离子化, 还可以选择其它缓冲液 如需了解有关缓冲液的更多信息, 可参见 111 页上的图表 对于碱性化合物而言, 在高 ph 条件下才能得到其非离子化形态, 但这对色谱柱不利 但许多碱性化合物在低 ph 条件下的保留就已经足够了 因此, 虽然非离子化形态能得到更高的保留, 但这对与所有的碱性化合物并不是实用和必要的 * 一般而言, 非离子化 一词可与 离子抑制 一词互换 56

58 另一个影响酸性和碱性化合物保留的问题是在中性 ph 条件下硅胶表面的硅醇基可能发生离子化 通常, 这些硅醇基都发生去质子化, 带负电荷 从而使带正电荷的碱性离子保留更强 这会导致离子交换相互作用, 一种次级相互作用 由于与反相柱之间发生了相互作用而不是分配, 导致峰展宽或峰拖尾 这种情况在低 ph 条件下不会发生, 这也是反相色谱中酸性流动相更适合分离离子型化合物的另一个原因 缓冲液选择要点 : 成功的 HPLC 分离不必完全抑制离子化 通常, 在流动相缓冲容量足够的情况下,90% 的抑制即可 流动相的缓冲容量与配制的摩尔浓度, 以及洗脱液的 ph 与缓冲离子 pk 的接近程度有关 通常在高于或低于缓冲离子 pk 1 个 ph 单位内, 可以起到缓冲效果 常用缓冲液 pk 和 ph 范围参见参考资料一章第 111 页上的图表 色谱操作者也可以选择非缓冲的流动相进行 ph 调节 这对于酸性分析物而言也不是不常用的, 用单一的酸溶液进行色谱分离, 酸的浓度应足以使 ph 比需要值低得多 对于碱性物质的分离, 选择是比较有限的 TEA( 三乙胺 ) 不能完全溶于水, 而且 pk (11) 很高, 氨本身可以完全溶于水, 但对大多数色谱柱来说 pk 值过高 UV 检测器常用的缓冲液缓冲液的选择对检测方式有很大影响 对于使用 UV 检测器的色谱操作者来说, 在目标波长下缓冲液应完全透光 缓冲液的 UV 截止波长最好低于 220 nm 许多常用的缓冲液都符合 UV 透光率的要求, 尤其是色谱级或以上的缓冲液 例如, 磷酸及其盐类具有良好的低 UV 透光率, 和乙腈一起, 成为许多方法开发工作者的首选 对碱的分离, 可以选择 TEA- 磷酸盐 磷酸盐在有机相比例高的溶剂中溶解度较低, 针对这一缺陷, 建议磷酸盐缓冲液与有机溶剂混合时, 有机相不要超过 70% 所幸这些需要离子化控制的化合物通常极性都较强, 不需要用高比例有机溶剂对其进行洗脱, 甚至在其离子抑制状态 醋酸盐正如甲酸盐和 TEA 一样, 在 240 nm 以下波长都有 UV 背景吸收, 很难在 210 nm 以下达到有效使用浓度 由于方法开发工作者都依赖于 UV 检测, 通常是从低 UV 波长开始获取 2D 通道和 3D 光谱图, 所以 ACN/ 磷酸盐组合可以满足方法开发的许多需要 提示 : 在参考资料一章, 第 111 页, 我们用列出了常用流动相改性剂的 UV 截止表 随着波长降低, 逐渐接近改性剂的 UV 截止波长, 您将会发现检测方面的问题 57

59 LC/MS 的考虑因素当使用质谱检测器,LC/MS 离子源时, 极其重要的一点是流动相中不能含非挥发性物质, 有时甚至样品中也不能有, 这样做是因为某些物质会在离子源中变干, 可以防止流动相雾化时污染离子源 例如, 溶剂前沿中有一定量样品基质中的无机盐, 可能进入离子源 由于用 LC/UV 进行的方法开发可能以后还需要应用于 LC/ MS, 所以许多工作者不再使用磷酸 磷酸盐 不挥发的反离子, 以及在离子源中可造成离子抑制的挥发性改性剂 (TFA 和 TEA 就是最常见的例子 ) 因此, 如今的趋势是使用甲酸盐和醋酸盐, 及其挥发性铵盐, 成为主要的离子改性剂 虽然它们能完全溶解于有机溶剂, 具有挥发性和高色谱级或质谱级纯度, 但却不能在低波长下使用光学检测器 (UV 或二极管阵列 UV) 改性剂必须加入水相和有机相中, 有机相中改性剂的浓度略低 ( 通常为水相中浓度的 85%), 因为有机溶剂的吸收性质不同 另外,ELSD( 蒸发光散射检测器 ) 也需要完全挥发的流动相, 可以代替 UV 和 / 或 RID( 示差折光检测器 ) 进行许多分析, 不再使用常用的前 -MS 改性剂 浓缩试剂 1 分子量 密度 2 大致强度 摩尔浓度 (M) 当量浓度 (N) 配制 1000 ml 溶液需要的体积 3 (ml) 1 M 1 N 醋酸 (CH 3 COOH) % 甲酸 (HCOOH) % 氢氧化铵 (NH 4 OH) % 基于原子量表 (32 = 12) 2. 代表值,w/w %. 3. 精确到 0.5 ml 4. 相当于 28.0% w/w NH 3 表 5. 用于 LC/MS 的流动相改性剂 58

60 有关 ph 的几点注意事项 : 离子抑制形态下的分析物具有更好的保留 ( 例如, 低 ph 下的酸和高 ph 下的碱 ) 在中性和较高 ph 下, 硅胶上的硅醇基发生离子化, 增加了碱性分析物的保留 ( 例如, 可能发生离子交换相互作用 ) 在方法开发过程中, 可选择流动相 ph 对保留和选择性进行优化 为延长柱寿命, 避免使用极端 ph 值 极高或极低 可以使用缓冲液帮助调节 ph 值 缓冲液可以保持 ph 不变, 提高重现性 选择流动相改性剂时, 一定要考虑检测器 ; 与 UV 检测器匹配良好的改性剂不一定与 MS 检测器兼容 Eclipse Plus 可在宽 ph 范围 (ph 2-9) 内使用 其它选择包括, 高 ph(extend-c18, 聚合物型固定相 ) 和低 ph(stablebond 和聚合物型固定相 ) 当混合醋酸三乙胺或磷酸三乙胺时, 应先加入磷酸盐或醋酸盐, 然后再加入三乙胺, 因为纯三乙胺可 能不溶于水 混合缓冲液的良好习惯 : 1. 使用正常工作的 ph 计 按照目标 ph 值校正 ph 计 用 ph 计对 ph 进行可靠的测量非常重要 2. 确保试剂尽可能新鲜 3. 先把固体溶解在非常接近终体积的液体中 调节 ph 到目标值后, 再添加液体使溶液达到目标体积 4. ph 调节应在加入有机溶剂之前的水相中进行, 加入有机溶剂后再测 ph 不可靠 5. 缓冲液配制完成后, 在 HPLC 系统上使用之前要进行过滤, 去除水或盐中可能存在的颗粒 大多数 HPLC 应用都使用 0.45 µm 滤膜 ;UHPLC 则使用 0.22 µm 滤膜 提示 : 某些盐, 如醋酸铵和甲酸铵, 吸湿性较强, 如果将其长期放在试剂架上, 开瓶并使用较长时间 后, 将吸收水分 所以, 在方法开始时最好实验确定这些盐的不同摩尔浓度, 确保方法对这类不可避 免的波动具有足够的耐受性 59

61 流动相改性剂问题排查可尝试改变流动相 ph 以确定峰形或保留的问题是否是次级相互作用造成的 添加三氟醋酸 (TFA) 会有帮助, 但请记住, 混合溶剂中多加任何成分都可能增加出错几率 在添加前应先尝试使用低 ph 使用 ph 改性流动相出发点的关键是 保持简单 大家喜欢用乙腈的原因之一是乙腈具有低 UV 截止波长 190 nm 而甲醇是 205 nm,thf 是 212 nm 实际上 THF 在 215 nm 处已具有较强的吸收, 很难在梯度中使用 ( 注意, 不含氧的新鲜 THF 很好, 但很难保持 开瓶一段 UV 吸收极易升高 ) 根据您采用的梯度范围,THF 的吸收波动可能高达 2 AU 但在较高的波长下, 如 254 nm, 将不会发生这一问题 认真考虑溶剂的选择和改性剂非常重要 1% 醋酸的 UV 截止波长是 230 nm,0.1% TFA 是 205 nm 更多信息可参见第 5 页的色谱基本概念 过去, 许多色谱操作者都使用磷酸盐缓冲液或稀磷酸 无论在酸性还是在中性 ph 条件下, 都有非常好的 UV 透光率 但是磷酸盐可能发生溶解度问题, 而且是非挥发性的, 因此并不适合在质谱中使用 使用磷酸盐缓冲液时应避免浓度超过 mm, 特别是在有机相比例较高的流动相中, 否则可能发生沉淀 在流动相 A 和 B 中最好含有同样浓度的缓冲液或改性剂 换言之, 在梯度洗脱过程中, 只有有机相溶剂浓度发生改变才能得到最好的色谱结果 当然, 也有例外 有时您可能不需要使用缓冲液, 磷酸就足够了 问题排查实例 : 基线漂移对某些流动相来说, 改性剂在水中的吸收与在乙腈中不同, 当进行梯度洗脱时可能出现漂移 ( 图 37) TFA 就是这种情况 使用 TFA 时, 可尝试在溶剂 A 中使用 0.1% TFA, 而在溶剂 B 中使用 0.09% 左右的 TFA 在图 37 中, 流动相 A 和 B 中都含有 0.1% TFA 时, 用 215 nm 检测, 进行梯度洗脱时基线向上漂移 如果降低 B 中的 TFA 浓度, 如 0.09%, 可以使基线平稳, 从而解决了这一问题 使用较高波长, 如 254 nm, 也可以解决这个问题, 但基于检测能力方面的原因, 有时不能采用 60

62 波长 215 nm 254 nm 影响较小 调节溶剂 B 中的 TFA 浓度, 使基线平稳 图 37. TFA 对基线的影响 色谱峰 1. 非那西汀 2. 托美汀 3. 酮洛芬 4. 非诺洛芬 5. 异丙酚 6. 保泰松 7. 甲灭酸 8. 氟灭酸分析条件色谱柱 : Eclipse XDB-C8 4.6 x 150 mm, 5 µm 溶剂 A: 0.1% TFA 水溶剂 B: 0.1% TFA 乙腈温度 : 35 梯度 : B 在 30 分钟内由 5% 升至 100% 流速 : 2.0 ml/min 这张色谱图 ( 图 38) 显示的是我们期望的状态 良好平稳的基线 注意, 这是与图 37 中实例不同的分析 色谱峰 1. 亮氨酸脑啡肽 2. 血管紧张素 3. 核糖核酸酶 A 4. 胰岛素 5. 细胞色素 C 6. 溶菌酶 7. 肌红蛋白 8. 碳酸酐酶 图 38. 具有期望的平稳基线的梯度分离 分析条件 : 色谱柱 : ZORBAX 300SB-C3 4.6 x 150 mm, 5 µm 梯度 : B 在 19 分钟内由 15% 升至 35% 流动相 : A: 95:5 水 : ACN 含 0.1% TFA B: 5:95 水 : ACN 含 0.085% TFA 这里显示的是对不同分子量的多肽 / 蛋白进行的典型梯度洗脱 我们在流动相 A 中加入了 0.1% TFA,B 中加入了 0.085% 结果得到了平稳的基线, 不仅结果更好, 而且有助于积分 在基线漂移可以忽略不计的情况下, 如果色谱峰大小合适, 就可以进行精确积分了 61

63 问题排查实例 : 高 ph 造成的峰展宽和峰分裂在图 39 中, 可以看到用 ZORBAX StableBond 柱 ( 不是为在高 ph 下使用而设计的 ) 得到的两个截然不同的结果 色谱操作者配制了含 0.2% TEA 的流动相, 但却忘记了将 ph 调低, 因此其流动相实际上 ph 高达 11 他开始过夜连续运行直到第二天, 进样 30 次后得到右侧的色谱图 ph 11 使硅胶发生溶解, 并形成死体积, 从而造成灾难性的峰展宽 只能换新柱了 分析条件流动相 : 50% ACN:50% H 2 O 含 0.2% TEA(~ ph 11) 初始 30 次进样后 图 39. 在高 ph 下使用硅胶柱的后果 因此, 由于 ph 对保留和柱均一性都有很大影响, 应该将其作为方法开发的重要参数 我们建议使用缓冲液, 以控制 ph 值并使其保持稳定 问题排查实例 : 流动相改性剂和选择性选择流动相改性剂或缓冲液时, 要确保其处于缓冲范围内 应查看缓冲液的有效范围, 然后应用这一范围 通常, 比缓冲液的 pk 值高或低 1 个 ph 单位 典型缓冲范围见参考资料后的图表 让我们来看一些低 ph 下方法开发的实例 ( 图 40) 该例使用 ZORBAX Eclipse Plus C18 柱, 在低 ph 条件下进行分离 我们可以使用缓冲液也可以用弱酸溶液作为流动相, 同时我们可以通过调节有机相的百分比调节色谱峰保留 中性 ph(~4-7) 具有更好的选择性, 可能与您的样品兼容性更强 中性 ph 条件下的方法开发过程与低 ph 相同 Eclipse Plus 柱在中性 ph 下具有卓越性能 如果需要改善选择性的话也可以使用其他键合相 Eclipse Plus 柱是方法开发的理想选择 它拥有 ph 2-9 这一极宽的 ph 范围, 适用于在低和中性 ph 范围内进行方法开发 可提供良好的峰形和柱效 62

64 色谱峰 1. 扑热息痛 2. 咖啡因 3. 乙酰水杨酸 4. 未知 图 40. ph 2 和 ph 7 条件下的选择性具有很大差异 分析条件色谱柱 : 梯度 : ph 2.7 Eclipse Plus C8 4.6 x 50 mm, 5 µm, PN 在 3 分钟内由 10% 升至 60% A: 0.1% 甲酸 B: 0.1% FA 乙腈 ph 7.0 A: 20 mm 磷酸钠, 用磷酸调至 ph 7.0 B: 乙腈样品 : 非专利 Excedrin 片 如果您在中性 ph 范围内仍不能得到满意的分离度, 还可以考虑尝试更高 ph 这是因为有时在低 ph 和中性 ph 条件下的分离效果不佳, 不能得到您希望的保留 在高 ph 条件下对碱性化合物进行离子抑制形态下的分 析, 可以增加其保留还可以提高选择性 ZORBAX Extend-C18 为双配位柱, 可以耐受流动相高 ph 的苛刻条件 使用 TEA 等有机缓冲液, 最高在 ph 11.5 的条件下使用 和在低 ph 下进行方法开发一样, 可以调节有机改性剂浓度对分离度进行优化 下面我们将更为深入地讨论我们提出的反相色谱方法开发流程 63

65 低 ph < 3 中性 ph 7 高 ph > 9 A 区 B 区 C 区 方法开发从低 ph 开始, 此时反相 HPLC 柱上的硅醇基发生质子化, 通过消除硅醇基 / 碱的相互作用最大限度地减少了峰拖尾现象 在至少高于或低于其 pk a 1 个 ph 单位的条件下进行方法开发, 这样可以把 ph 略有变化时对保留的影响降至最低 碱性化合物可能以其游离碱的形态存在 在低 ph 条件下, 碱性化合物带正电荷, 其保留可能减弱 在 ph 4 到 5 以上时, 部分硅胶表面 SiOH 基团变为 SiOˉ; 导致峰拖尾的相互作用可能存在 可能增加碱性化合物的保留和分离度 酸性化合物发生质子化, 保留增加 ph 略有变化时保留时间通常很稳定, 可以开发耐用的方法 挥发性流动相添加剂, 如甲酸或 TFA, 常用于 ph 条件的 LC/MS 分析 选择设计良好的封端色谱柱, 用 TEA( 三乙胺 ) 等添加剂或使用 极性 - 交联 键合相, 可最大限度地减少相互作用 通过采用创新的键合化学 坚实封端, 并使用酸性更低的高纯度硅胶, 降低了金属含量 (Rx-SIL), 避免了硅胶的断裂 在这一区域保留基本不变, 可开发耐用的方法 通过采用创新的双配位柱化学 坚实封端 使用 Rx-SIL, 并优化流动相, 避免了硅胶的断裂 氢氧化铵是高 ph 下良好的挥发性流动相改性剂 表 6. 使用硅胶柱在不同 ph 条件下的方法开发 优化反相色谱条件在确定了色谱柱规格 合适的固定相柱填料 流动相溶剂和改性剂后, 即可开始优化方法 方法的优化是根据最终目标决定的 如果要开发质量控制方法, 您可能会需要像等度分离这种可变因素较少的方法 如果目标是得到最高分离度, 节省分析时间并不是首要问题, 可以选择长柱使所有组分都得到最大分离度 如果分离速度很重要, 则应使用短柱和高流速 对于含许多保留不同的目标化合物的复杂样品, 用等度分离可能不能解决问题, 应开发并优化梯度方法 下面我们要讨论两种方法的条件优化 : 1. 等度 ( 流动相组成不变 ) 2. 梯度 ( 流动相强度随时间变化 ) 64

66 在我们的讨论中, 主要涉及二元溶剂系统, 但同样的方法也可以用于三元或四元流动相系统中 我们按约定俗成将水相溶剂和反相色谱中较弱的溶剂称为流动相 A, B 溶剂是有相组成较高和较强的溶剂 在反相色谱模式中, 当增加 B 的百分比时, 通常保留将减少 请注意, 在还没有开发出样品的实际分析方法前, 大部分人开发 HPLC 方法都是采用 反复实验 的方法, 即, 尝试各种不同流动相条件, 以找出最佳条件 等度优化等度优化的一般方法是不断改变流动相强度 (%B), 直到获得适当的保留范围 这种方法有时也称为 溶剂筛查 对于简单的分离,k 值应在 1 到 10 之间 如果 k 值太低 ( 比如,< 1), 早洗脱的色谱峰可能不发生保留峰或融入基质组分, 因此对其进行定量将非常困难而且不可重复 另外, 低 k 值峰受柱外效应影响很大, 可能会使峰展宽 如果 k 值太大 ( 比如,> 10), 分析时间将变得过长, 检测限会因峰展宽而提高 对于反相色谱中的等度方法开发是从流动相有机改性剂最高比例开始, 然后逐渐降低 在降低流动相强度之前, 先要确定所有组分都已从柱中洗出 如果组分保留在色谱柱中, 以后可能在 B 相比例较低的流动相中洗脱, 成为无法解释的 鬼峰 通常, 流动相以 +/-10%( 如,90% B 80% B 70% B 等 ) 或 +/-20% 的幅度改变 利用一些现代软件 ( 如,ChromSword 的 ChromSword,ACD 的 AutoChrom), 显示保留变化曲线, 系统进行自动调节, 更快得到优化条件 当接近最佳等度条件时, 进行手动调节, 幅度应减为 5% 或 3% 请注意, 如果流动相 A 中含高浓度缓冲液 ( 比如, 大于 25 mm), 则不能使用 100% 的 B, 因为当两种溶剂系统开始混合, 随着 B 相百分比的减少, 可能发生沉淀 一旦建立优化条件, 如果目标还没有得到完全分离, 则需继续提高选择性 (α) 如需分离两个相邻的色谱峰会涉及到许多实验参数的调节 温度可以作为一个变量 大多数现代仪器都具有某种类型的柱温控制器, 大部分反相柱可以承受高达 60 的温度, 有些甚至更高 一般来说, 升高温度可以缩短所有峰的保留时间, 但对有些峰的影响可能与对其它峰不同, 从而导致选择性发生变化 其它用于改变选择性的变量如下 : 1. ph( 对于可离子化的化合物 ) 2. 缓冲液 ( 离子 ) 强度 3. 缓冲液类型 ( 比如, 磷酸盐 醋酸盐或甲酸盐, 取决于需要的 ph 范围 ) 4. 流动相有机改性剂 ( 比如, 从乙腈变为甲醇或两者的混合液 ; 可使用三元和四元流动相混合溶剂 ) 5. 流速 ( 一般而言, 由于提高了柱效, 较低的流速可能对分离略有改善, 但也有例外 见下面的提示 ) 6. 离子对试剂浓度 ( 如果使用离子对 RPC) 65

67 如果调节这些参数还不能改善分离, 那么最好的解决办法就是改变色谱柱或固定相 更长的色谱柱具有更多塔板数, 因此有助于分离, 但切记, 分离度只能增加长度的平方根 柱长加倍使分析时间和溶剂消耗加倍, 而灵敏度降低, 但只能使分离度提高约 40% 改用较小粒度色谱柱也能增加塔板数, 但柱压上升 1/d 2 p 使用新的固定相 ( 如 C18 换成苯基柱 ) 需要进行一套新的溶剂筛选实验, 耗费更多时间, 但可能得到最佳的分离结果 但需要额外购买具有不同固定相的反相柱 随着粒径变小, 最佳流速升高, 用亚 2 µm 色谱柱时, 流速可以比用常规柱优化分离时使用的流速 更高 让我们来看一个优化 5 组分简单样品最佳等度分离条件的筛选实验 图 41 显示了三张以 10% 幅度递增的色谱图 分别为 40% 30% 和 20% 有机相 高百分比有机相洗脱过快速, 在死体积内洗脱 ( 未显示 ), 而有机相低于 20% 则太费时 ( 未显示 ) 30% 有机相时,5 个组分分离良好, 且分析可迅速完成 如果需要, 可在 30% 左右进行 1-2% 有机相比例的微调, 以进一步优化分离 这些步骤未在这里显示 请注意进行这些实验时, 所有其它条件不变, 仅改变有机相百分比进行该等度方法优化即可 使用 Eclipse Plus C x 50mm,1.8 µm 柱, 所有实验均可快速进行, 方法开发筛选过程高效率完成 色谱峰 1. 吲哚洛尔 2. Diisopyridamide 3. 心得安 4. 双嘧达莫 5. 地尔硫卓 分离度良好分析速度快不浪费时间 分析条件 色谱柱 : ZORBAX RRHT Eclipse Plus C18, 4.6 x 50 mm,1.8 µm 流动相 : A:25 mm NaH 2 PO 4, ph 3.0, B: ACN 流速 : 2.0 ml/min 温度 : 30 检测 : UV 240 nm 图 41. 通过调节有机改性剂比例对等度方法进行优化的实例 66

68 为了进一步说明优化得到更高分离度的方法, 图 42 显示了使用不同固定相的对比 每一根色谱柱上都使用相同的最佳流动相, 只是键合相不同 这个例子中, 在传统的 C18 柱上没有得到最佳分离度, 而改变固定相则达到了目的 这种方法有时称为 固定相筛选, 可以用一种或更多不同固定相完成 许多实验室都用液相色谱仪和 LC/MS 系统通过这种方式进行 无人值守 的方法开发, 流动相不变, 通过色谱柱选择阀, 以等度或梯度洗脱开发或优化不同固定相的分离 色谱峰 1. 雌三醇 2. 炔雌醇 3. 乙炔基雌二醇 4. 己烯雌酚 (DES) 5. 己二烯雌酚 分析条件 雌三醇 乙炔基雌二醇 流动相 : 流速 : 监测器 : 60% MeOH,40% 水 1mL/min, DAD=220 nm 3.5 µm 30% 图 42. 等梯度方法的选择性筛选 67

69 梯度优化对于含各种组分的样品混合物来说, 选择单一流动相组分可能得不到满意的解决方案 ( 比如, 一般洗脱问题 ) 例如, 某些样品组分, 如强极性分析物, 可能很快从反相柱上被洗脱下来, 而疏水性组分可能在疏水性的 C8 或 C18 上吸附非常强, 洗脱不下来 对这一问题的解决方案是随时间改变流动相组成 ( 梯度洗脱 ) 在绝大多数例子中, 初始流动相非常弱 ( 比如, 含水量高 ), 随时间的推移, 有机溶剂的百分比通常是以线性形式增加 ( 图 43) 增加溶剂强度 = 增加流动相中有机相百分比线性溶剂强度梯度 = 每分钟的变化百分比是恒定的 图 43. 梯度洗脱 : 在本例中, 乙腈每十分钟升高 20% 两种情况下要使用梯度洗脱的方法开发过程 一种是用梯度预测反相分离的最佳起始等度条件 大多数方法 开发软件 ( 如,DryLab ChromSword AutoChrom) 都具有这项功能, 最少进行两次梯度分离, 然后预测出最佳 等度条件 接下来就可以用这些条件进一步进行等度分离优化了 第二种情况是开发梯度方法, 并使用了宽范围的快速梯度 ( 比如,10 分钟内 B 由 5% 变到 95%), 确定目标化合物的最佳梯度范围 实际上, 某些软件系统可以通过色谱数据系统 / 控制器之间的相互作用来设置最佳梯度, 对分离进行优化 但是, 手动操作也可以完成同样的工作, 找到目标峰洗脱的流动相比例, 然后通过下一次梯度, 调节 k*( 梯度等于 k) 范围, 让梯度分离在合理的时间内完成 然后, 与等度优化一样, 当分离时间合理后进行选择性的确定 68

70 我们以一种相对复杂的含 10 种磺胺药物的混合物为例 简述优化过程 见图 首先 运行一个相对 快速的宽范围梯度 如图 44 所示 这里我们运行的梯度是 B 在 20 分钟内从 8% 变到 90% 使用 250 mm 色谱 柱 从这张初始色谱图上 我们可以得到以下信息 首先 12.5 分钟后再无色谱峰 说明 90% B 太强 还可 以看出 峰 5 和峰 6 峰 7 和峰 8 这两对色谱峰没有分开 色谱峰 1. 磺胺哒嗪 2. 磺胺噻唑 3. 磺胺吡啶 4. 磺胺甲基嘧啶 12.5 分钟后无色谱峰洗脱 5. 磺胺间二甲嘧啶 6. 磺胺二甲恶唑 7. 磺胺甲氧哒嗪 8. 磺胺氯哒嗪 9. 磺胺甲恶唑 10. 磺胺多辛 图 44. 磺胺药物分析的初始梯度 分析条件 色谱柱 4.6 x 250 mm Eclipse Plus C18 5 µm 流速 1 ml/min 监测器 254 nm 进样 5 µl 流动相 A: 0.1 % 甲酸的水溶液 B:0.1 % 甲酸的甲醇溶液 下一个步骤是缩小有机相范围 延长梯度时间 以增加梯度保留 k* 得到的优化分离结果见图 45 我们还采 取了几个中间步骤 未显示 优化该梯度 剩下的事情就是调节梯度时间和 B 相百分比 直到获得最佳分离 此时 10 种化合物都得到了基线分离 但分析时间是 30 分钟 考虑到柱规格和流速 我们可以对梯度方法 进一步优化 切记 调节柱规格和流速时 需要对梯度进行相应调节 我们已在第一章 11 页讨论过 两种最难分离的组分 色谱峰名称 见图 44 分析条件 色谱柱 4.6 x 250 mm Eclipse Plus C18, 5 µm 流速 1 ml/min 监测器 254 nm 进样 5 µl 流动相 A: 0.1 % 甲酸的水溶液 B: 0.1 % 甲酸的甲醇溶液 图 45. 对 250 mm 柱的梯度优化 69

71 色谱峰名称见图 44 图 46. 从 250 mm 到 100 mm Poroshell 120 柱所进行的进样体积和梯度调节 分析条件 色谱柱 : 4.6 x 100 mm Poroshell 120 EC-C18, 2.7 µm 流速 : 1 ml/min 监测器 : 254 nm 进样 : 2 µl 流动相 : A: 0.1 % 甲酸的水溶液 B: 0.1 % 甲酸的甲醇溶液 本例中, 我们使用的是 Poroshell 120 柱, 柱长 100 mm, 分析时间缩短到十几分钟, 仍有良好的分离度 如果 进一步优化流速, 分析时间还可以再缩短 用于反相色谱的聚合物色谱柱 聚合物柱在分析 复杂 样品时具有明显优势 其化学稳定性高并能在极端 ph 保持稳定 这类色谱柱由于 其聚合物特性, 没有反应位点, 在极端 ph 环境下固定相不会发生溶解 用聚合物柱进行反相梯度分离的一个良好起点是使用乙腈 / 水 + 0.1% TFA 流动相筛选梯度, 比如, 乙腈从 5% 升至 95% 然后再根据分析物的洗脱情况对梯度进行调节, 改善所有组分的分离度 聚合物填料可以使用酸性 中性和碱性洗脱液 例如, 可以用乙腈洗脱剂在四种不同 ph 条件下筛选合成多肽的分离条件, 包括 0.1% TFA 20 mm 醋酸铵 (ph 5.5) 20mM 醋酸铵 (ph 9.5) 和 20 mm 氢氧化铵 (ph 10.5) 对于更复杂的样品, 由于溶解度不够或共洗脱等问题, 可能很难得到希望的纯度或回收率, 或者都无法得到 多肽上的净电荷取决于缓冲液的 ph, 在其等电点 (pi) 时净电荷为零 因此, 在反相 HPLC 中, 改变 ph 可改变样品及相关组分的净电荷, 从而改变分离的保留和选择性 70

72 反相色谱的等度方法开发 上手 步骤指南 方法开发过程最常用的是 上手 法 图 47 列出了用这一方法进行方法开发的流程 在本方案中, 可遵循首 选的方法开发流程, 选择合适的色谱柱或键合相 通过调节 ph 或尝试不同的有机改性剂对流动相进行改变 也可以使用方法开发软件, 进行一些实验性操作, 对最佳方法进行预测 可以选择用手动或自动方式对多种色谱柱或流动相进行评价 在本方案中, 可以将几根不同色谱柱与不同流动相结合在一起, 尝试不同组合 提示 :ZORBAX Eclipse Plus 柱具有良好的耐用性和灵活性, 可在宽 ph 范围内使用 步骤 1 步骤 2 步骤 3 步骤 4 从低 ph 开始 选择 Eclipse Plus C18 低 ph 调节乙腈百分比, 达到 0.5 < k < 20 如果保留不够, 然后... 改变有机相百分比 如果保留不够, 然后... 改变流动相改性剂 调节有机相百分比, 达到 0.5 < k < 20 如果保留不够, 然后... 改变键合相 Eclipse Plus C8, SB-C18, -CN, -Phenyl, 其它反相键合相 首先选择高质量的 C18 或 C8 键合相, 以使一般酸性 碱性和中性样品得到良好峰形 保留和分离度 请注意短柱能最大限度地缩短开发时间,Poroshell 120 EC-C18 等新技术可以通过降低操作压力和改善峰形提高柱效, 改善结果 从可用于多种样品的可靠流动相改性剂开始, 如在水相部分选择磷酸盐缓冲液 (ph 3) TFA 或甲酸, 有机改性剂选择乙腈或甲醇 要使所有峰都有足够的保留,Rs>2.0 第一个峰的保留至少应满足 k = 2 ( 更多信息请参见第 7-8 页 ) 优化流动相的有机组分, 以改变选择性 如果需要, 可选择另一种固定相, 对方法进行全面优化 ph 1-2 条件下可选择 ZORBAX StableBond SB-C18 71

73 步骤 5 步骤 6 从低 ph 到中性 ph ZORBAX Eclipse Plus C18 ph 7 (6-9) mm 缓冲液 调节 ACN 百分比, 以达到 0.5 < k < 20 如果保留不够, 然后... 改变有机相百分比 如果保留不够, 然后... 中性 ph 可提供更好的选择性 : 可能与样品更加兼容 在中性 ph 条件下方法开发的过程与低 ph 相同 ZORBAX Eclipse Plus 和 Poroshell 120 柱在中性 ph 下具有卓越性能 如果需要改善选择性, 也应考虑改变键合相, 同时选择适当的缓冲液 ( 在中性 ph 下使用醋酸铵或甲酸铵, 而在低 ph 下使用的是磷酸盐缓冲液 磷酸 甲酸或 TFA) 步骤 7 改变有机改性剂 (MeOH) 调节有机相百分比, 以达到 0.5 < k < 20 重复进行第 6 步 如果保留不够, 然后... 步骤 8 尝试 Eclipse Plus Phenyl-Hexyl, Eclipse XDB-CN, XDB-Phenyl 或 Bonus-RP 重复进行第 5 步 步骤 9 从中性 ph 到高 ph ZORBAX Extend-C18 ph 10.5 (9-12) 5 mm 氨或 TEA, 或 mm 有机或硼酸盐缓冲液 T = 25 ( 室温 40 ) 调节 MeOH 百分比, 以达到 0.5 < k < 20 选择高 ph 的理由 : 分析不带电荷的碱性化合物, 以增加其保留 提高选择性 如果保留不够, 然后... 步骤 10 改变有机改性剂 (ACN 或 THF) 调节, 使达到 0.5 < k < 20 尝试不同的 HPLC 模式 图 47. 方法开发流程图 在高 ph 下使用缓冲液时应注意 : 缓冲液可能吸收 CO 2, 因碳酸盐的加入使 ph 发生变化 ( 取决于缓冲容量 ) 防止这一现象出现的唯一办法是给流动相瓶加盖, 使其隔绝空气, 或使用烧碱石棉捕集器 72

74 从常规柱向高效柱进行方法转移的技巧使用 UHPLC/ 快速 LC 和高效柱将帮助您提高分析速度和分离度 根据您使用的仪器配置, 要使这类色谱柱最大限度地发挥作用, 还需要对您所用的仪器进行一些调节 Poroshell 120 柱填料外径为 2.7 微米, 是一种具有实心核和多孔外壳的表面多孔型填料 由于分析物在多孔外壳内外扩散速度更快, 并具有非常均匀的填充柱床, 所以这种色谱柱能在 2.7 微米填料的柱压下提供与亚 2 微米填料相媲美的柱效 最高耐压可达 600 bar, 因此,Poroshell 120 柱可用于优化 UHPLC 性能 而亚 2 µm 柱则可以在高达 1200 bar 的压力下使用 由于具有高柱效, 洗脱速度相当快, 峰形也很窄 现代 HPLC 仪器和数据系统可以应用这类填料的优势, 但要注意, 仪器配置对获得最佳结果非常重要 这类色谱柱的选择性与其它相似固定相极为类似, 所以可以很方便地进行方法转移, 以获得优异的结果 您仅需注意的是如何对常规液相色谱仪进行优化 方法转移步骤 : 查阅仪器附带的说明书和仪器性能指标 确定仪器已针对高效色谱柱进行了配置 如果尚未进行配置, 继续下一步 优化数据采集速率 ( 采用快速响应时间的检测器采集频率至少 40 Hz ) 使用 Poroshell 120 柱和更高流速, 得到类似于亚 2 微米柱所得的窄峰 将检测器设为最快采集速率, 然后设为第二快采集速率, 比较二者的分离度是否不同 更多信息参见第 32 页 使用半微量或微量流通池 安捷伦 1200 的标准流通池体积为 10 mm/13 µl ( 注意, 并非所有检测器都用相同的流通池 ) 这可能会降低使用 Poroshell 120 柱所获得的性能 建议使用更小体积的流通池, 如半微量 (6 mm/5 µl) 或微量 (3 mm/2 µl) 流通池, 以获得最佳性能 通常, 流通池越小, 光程越短, 可能降低 UV 方法的灵敏度 注意, 某些低体积流通池就是通过缩短光程实现的, 这将降低绝对峰高 最大限度减少仪器管线体积 用红色 (0.12 mm 内径 ) 管线代替绿色管线 (0.17 mm 内径 ), 因为可以使样品流经体积减少一半 这样就能降低柱外体积和峰带变宽 确保连接尽可能短 ( 更多信息请参见第 27 页 ) 以下是 3 到 4 处可能需要您更换管线的地方, 请注意所需要的连接管线长度 : 自动进样器针座 自动进样器到柱温箱 或 TCC TCC 到色谱柱 色谱柱到流通池, 包括一体式流通池入口毛细管的内径 73

75 如果您的方法不用升高柱温, 可以采用快捷连接, 自动进样器直接连接色谱柱, 然后从色谱柱连接流通池, 减少了柱外体积 根据分析化合物的具体情况, 如果不控制温度, 这种操作可能出现问题 所有特殊毛细管都可以按需要的长度单独从安捷伦订购 注意接头连接 安捷伦建议使用带前后垫圈的 Swagelok 接头, 该接头可使整个 LC 系统的密封性能最佳 ( 在仪器连接处使用, 比如, 阀和加热器等 ) 在最高操作压力 600 bar 时, 我们强烈推荐使用聚酮接头 与 Poroshell 120 柱连接时使用这种接头 ( 部件号 ) 更多接头的相关信息请参见第 28 页 优化流速 使用 Poroshell 120 柱时, 如果您使用的柱内径为 2.1 mm, 建议初始流速为 0.42 ml/min, 对于 3.0 mm 内径的 Poroshell 120 柱, 我们建议初始流速为 0.85 ml/min, 对于 4.6 mm 内径色谱柱, 我们建议初始流速为 2 ml/min 图 48. van Deemter 曲线重叠图 :Poroshell 120 的最佳流速比 5 或 3.5 μm 柱更快 按比例调整梯度曲线和进样体积 如果用梯度洗脱优化色谱结果, 您应确保针对新的较小色谱柱按比例正确调整梯度曲线和进样体积, 以便进行快速方法转移并避免过载 安捷伦网站可提供免费的方法转移软件, 帮助您选择正确条件 ( 参见 114 页上的 其它安捷伦资源 ) 对于等度和梯度洗脱, 应确保按比例调整后的进样体积与整个色谱柱体积相匹配 最大限度地减少样品进样的柱扩散 应使用与流动相溶剂强度相当或更弱的进样溶剂, 特别是在使用等度方法时 这对任何色谱柱都是良好的通行做法, 对高效柱尤为重要 相关的步骤视频, 请访问 74

76 自动化方法开发工具许多实验室仍在使用手动或 上手 方法开发方法 但自动化方法有很多优势, 有助于让 LC 方法开发更加轻松 新的方法开发软件, 如安捷伦 1200 Infinity 系列多方法解决方案, 为自动方法开发过程的许多步骤提供了特殊硬件和专用的软件解决方案 图 49. Agilent 1200 Infinity 系列多方法解决方案 1290 Infinity LC 的流量和压力范围较宽 再加上较小的梯度延迟体积, 有利于开发其它 HPLC 或 UHPLC 系统的方法 根据分离的复杂性, 可在软件输入不同需要以支持不同的实验设置 新软件, 如安捷伦化学工作站方法筛选向导, 可提供工具用于设定序列和全部方法, 以便色谱柱 溶剂 梯度和温度多维筛选实验的完成 Agilent 1290 Infinity, 最多可使用三个 TCC 模块, 而无需考虑系统使用的是 1260 Infinity 还是 1290 Infinity 模块 快速更换阀可让用户方便地操作毛细管接头, 有助于直接安装和维护 75

77 系统概况 检测器 TCC TCC 进样器 泵 溶剂 1. 可选择多达 12 种外加溶剂的外接溶剂选择阀 2. 用于色谱柱选择的 8 位 /9 通出口阀 3. 用于色谱柱选择的 8 位 /9 通入口阀所有阀均适用于不同压力范围 图 50. 灵活的自动化方法开发 用一个或两个外接 12 通道选择阀可以扩展溶剂数量 用户可以从计算机屏幕上的列表中选择其溶剂, 实现自动化 用阀安装辅助程序和管线工具包可实现有条不紊的优化设置 使用系统中的二元泵, 可实现多达 169 种二元溶剂组合 四元泵可多达 193 种组合 安装 8 根色谱柱时, 可全自动筛选 1000 多种独特的分离条件 在安捷伦系统上可以使用各种规格的分析柱 提示 : 如需了解自动化方法开发解决方案的更多信息, 请在安捷伦网站上搜寻出版物 EN 76

78 其它 HPLC 模式的方法开发 HILIC 亲水相互作用液相色谱 (HILIC) 有时也被称为 水相正相 (ANP) 是一项已发展了数十年的技术 由于这项技术能够对反相柱上不保留或保留较差的极性化合物进行分析, 近年来又重新受到了重视 而且, 这项技术很容易与 MS 和 MS-MS 检测技术兼容 当 HILIC 分离使用高有机相流动相时, 与水相缓冲系统相比由于具有较低的离子抑制, 从而提高了 MS 灵敏度 HILIC 使用极性固定相, 如硅胶 氨基 混合模式 两性离子等, 以及水溶性的 非极性流动相, 由少量水 ( 至少 2.5% 体积比 ) 和高比例有机相组成 在 HILIC 方法中, 亲水 极性和带电荷化合物比疏水 中性化合物更容易保留 与反相液相色谱完全相反 在流动相中加水会降低保留 HILIC 与正相色谱相比, 能得到强极性溶质的良好峰形 是反相色谱的补充方法, 由于保留了亲水性化合物, 因此常使洗脱顺序倒置 开发 HILIC 方法时, 需要优化下列参数 : 固定相 有机溶剂浓度 缓冲液类型 缓冲液 ( 盐 ) 浓度 ph 温度 HILIC 方法中常用的色谱柱 : 硅胶柱 氨基柱 混合型柱 ( 烷基 - 二醇 烷基 - 羧基 C18- 酰胺 芳香 - 氰基 烷基 - 羟基 C18- SCX 和聚羟乙基天冬酰胺 ) 氢化物衍生氢化物柱 两性柱 ( 如, 四烷基铵 - 磺酸 ) 专利固定相柱 77

79 在图 中显示了两种药物的分离 雷尼替丁和帕罗西汀 使用反相色谱, 然后用 HILIC 方法, 以及 MS 数据 结果显示了 HILIC 模式的主要优势 在 HILIC 中雷尼替丁保留更强,MS 灵敏度更高 吸光值 分析条件仪器 Agilent 系列 1100 液相色谱仪色谱柱 ZORBAX Eclipse XDB C18, mm, 5 µm 流动相 : A: 8 mm HCOONH 4 的水溶液 B: 8 mm HCOONH 4 95% 乙腈 (ACN) /5% 水梯度 : B 在 10 分钟内由 5% 升至 90% 柱温 : 40 样品体积 : 5 µl 流速 : 0.3 ml/min 图 51. 在 ZORBAX Eclipse XDB-C18 柱上对帕罗西汀和雷尼替丁进行的 LC/MS/MS 分离 ( 反相 HPLC 模式 ) 分析条件色谱柱 : ZORBAX RX-SIL, 2.1 x 150 mm, 5 µm 梯度 : B 在 10 分钟内由 100% 降至 50% 吸光值 图 52. 在 ZORBAX Rx-Sil 柱上对帕罗西汀和雷尼替丁进行的 LC/MS/MS 分离 (HILIC 模式 ) 100 ppb 水平 78

80 帕罗西汀 MS 条件 仪器 : 1100 系列 LC/MSD 离子阱 电离 : 正离子 ESI 扫描范围 : m/z SIM 离子 : m/z = 315,330 干燥气体 : 10 L/min 350 雾化气体 : 45 psi 裂解电压 : 0.25 V 雷尼替丁 二次裂解选择的母离子 图 53. 药物标准品的 MS/MS 图谱 正相色谱正相或吸附色谱的出现早于反相色谱 正 的叫法源自其原本概念, 即, 固定相为极性 流动相为非极性 极性化合物保留更强 在正相色谱中, 使用硅胶或另一种极性固定相, 如短链氨基或二醇 流动相为非极性 通常为烃类 二氯甲烷 乙酸乙酯, 或另一种水溶性的溶剂 在正相色谱中, 极性组分保留更强 随流动相极性增大极性组分保留减弱 使用的流动相极性越强, 分析物的洗脱越快 在硅胶柱上进行正相梯度分离时, 可以从己烷等非极性溶剂开始, 然后逐渐加入极性溶剂, 如乙酸乙酯, 比如, 乙酸乙酯从 5% 到 95% 根据目标物的洗脱位置, 可以调节梯度以改善所有组分的分离 有时加入一定量的水或少量异丙醇, 可以调节硅胶填料的表面活性 键合相色谱柱可能不需要水的存在, 并常使用醇类作为改性剂 如果检测器为 UV 或荧光检测器, 可参考溶剂 UV 截止波长表 在本书参考章节, 第 111 页上, 可以查到某些最常用溶剂的 UV 截止波长 79

81 我们使用正相色谱的原因之一是使更多的极性化合物得到保留 也可以用这种模式洗脱在反相色谱中高度保留的疏水化合物 正相色谱有许多用途 适合分离几何异构体和位置异构体 可得到比反相色谱更高的分辨率 当我们没有水溶性的溶剂时, 可以使用正相色谱 也可以用于制备分离, 流动相不含水, 易于蒸发 总结 : 正相 柱填料为极性 : 硅胶 ( 最强 )> 氨基 > 二醇 > 氰基 ( 最弱 ) 流动相为非极性 : 己烷 异辛烷 二氯甲烷 乙酸乙酯等 极性化合物保留更强 随流动相极性增大保留减弱 选择正相的目的 : 分离高度保留的疏水样品 分离异构体 样品进样溶剂为非极性和 / 或非水溶性的 使用非极性溶剂进行回收 80

82 离子交换色谱离子交换色谱可以分离离子型化合物和可离子化的化合物 在这种模式中, 我们使用带有离子型官能团的填料, 其所带电荷与分析物相反 在强阳离子交换 (SCX) 色谱中, 我们要分析带正电荷的分子或阳离子, 因此使用的是阴离子型或带负电荷的固定相 如果我们要分析带负电荷的分子或阴离子, 应使用阳离子型或带正电荷的固定相 在离子交换色谱中, 流动相通常含水量较高, 并含有缓冲液或盐 通过连续或阶梯梯度增加离子强度 ( 盐浓度 ) 进行洗脱 常用于对生物大分子的分离, 也用于小分子的分离, 如氨基酸 无机阳离子和阴离子, 以及氨类或羧酸等可离子化的化合物 在图 54 的实例中, 我们分离了蛋白质, 由于其具有两种离子官能团 ( 即能带正电荷又能带负电荷 ), 肯定带电荷 根据其所带的净电荷, 蛋白质和多肽可以用阳离子交换柱或阴离子交换柱进行分离 离子交换色谱小结 : 柱填料含离子基团 ( 如, 磺酸盐 四烷基铵 ) 流动相为水相缓冲液 ( 如, 磷酸盐 甲酸盐 TRIS 等 ) 比反相色谱用得少 与离子对色谱相似 ( 更多信息请参见词汇表 ) 色谱峰 1. RNA 聚合酶 2. 胰凝乳蛋白酶原 3. 溶菌酶 图 54. 用强阳离子交换柱 (-SO 3 ) 分离碱性蛋白 81

83 凝胶渗透色谱 / 体积排阻色谱在 GPC/SEC 中, 样品分子与填料之间不存在相互作用, 并通过扩散进入多孔聚合物基质或硅胶基质的孔隙中 根据分子的体积大小和相应填料孔隙大小进行分离 体积比填料孔隙大的分子不能扩散进入填料, 而体积比填料孔隙小的分子则可以进入填料, 因此样品得到分离 与反相色谱不同的是, 大分子先洗脱出来, 小分子后洗脱出来 通常, 较大分子被排阻在孔隙之外, 从而快速从色谱柱中洗脱出来, 为完全排阻体积 最小的分子可以渗透入色谱柱的所有孔隙, 最后洗脱出来, 为完全渗透体积 其它所有分子在这两者之间按分子大小洗脱出来 如果要测定单个组分的分子量 (MW) 或整体分布, 需要先用已知分子量的标样以洗脱体积对 log MW 建立校正曲线 然后, 在与标样相同的条件下分析聚合物样品, 即可测定该聚合物的分子量和分子量分布 主要选用流动相溶解分析物 主要化合物 小的低聚物和单体 分析条件 : 色谱柱 : PLgel MIXED-D 流动相 : 四氢呋喃 (THF) 单体在聚合物之后洗脱出来 示差折光 图 55. 用非水相 GPC/SEC 柱分离聚丁二烯的凝胶渗透色谱图 GPC/SEC 小结 : 两种模式 : 非水相 GPC 和水相 SEC( 也称凝胶过滤色谱, 或 GFC) 在体积排阻色谱中, 样品分子与填料之间无相互作用, 并通过扩散进入多孔聚合物基质的孔隙中 根据分子的体积大小和相应填料孔隙大小进行分离 在不同溶剂或流动相中可能得到不同的流体动力学半径 主要选用流动相溶解分析物 主要用于聚合物表征 聚合物分子量测定和蛋白质分离 82

84 色谱结果的保护 重现性是色谱最重要的性质之一 要获得良好的重现性 首先要有高质量的色谱柱和耐用的 HPLC 方法 有一些能帮助您提高重现性, 并延长柱寿命的方法 在本章中, 我们将按工作流程的顺序对这些方法进行讨论 : 样品制备 使用高纯度溶剂 UHPLC 溶剂的特殊注意事项 在线滤头 入口筛板 保护柱 溶剂饱和柱 然后, 我们将讨论如何保护色谱柱 : 最大限度地延长柱寿命 疏通色谱柱 色谱柱受损的警告信号 我们将用几个字来概括当在实验室间进行转移时如何进行保护 确保方法在世界范围的重现性 批间保留或选择性的变化 83

85 样品制备样品制备是 HPLC 分析的一项重要内容, 目的是提供适合注入色谱柱的有代表性的 可重现的 均匀溶液 样品制备需使样品溶液达到以下要求 :(a) 无干扰,(b) 不损坏色谱柱,(c) 与 HPLC 分离和检测方法相匹配 还可以对分析物进一步浓缩和 / 或衍生, 以提高检测灵敏度或改善分离 样品制备是从样品采集开始, 直至进样到 HPLC 柱中, 包括样品采集 运输 保存 前处理 实验室取样和后续的称量 / 稀释, 以上构成了样品制备的重要部分 这些步骤对 HPLC 分析方法的准确度 精密度和便利性有着关键性的影响 本章将着重探讨进样前的样品预处理 某些样品在进样进行液相色谱分析前不需要特别处理, 有各种简便 易用的样品制备产品可以使用 下表是这些产品以及可能用到这些工具的样品类型的快速指南 技术 支持液膜萃取 (SLE) 沉淀 / 过滤 'Smart' 过滤固相萃取 干扰物 稀释和注射 Chem Elut Captiva Captiva ND Lipids 颗粒否否是是是 蛋白质否部分是是是 脂类否否否是是 低聚表面活性剂 否否否是是 盐否是否否是 表 7. Bond Elut 样品制备产品概况 Bond Elut SPE 样品过滤为什么要进行样品过滤? 因为样品越洁净性能就越好 过滤样品可防止毛细管 筛板和柱入口堵塞 如果在前面的样品制备中格外小心, 就会使仪器磨损更少 在分析之前谨慎操作将减少停机维修时间, 并降低污染的风险 1. 样品过滤可以延长柱寿命 较小色谱柱的筛板更容易堵塞, 因为随着色谱柱填料粒径的降低, 筛板尺寸也相应减小 5 µm 或 3.5 µm 色谱柱用的是 2 µm 筛板,2-3 µm 色谱柱用 0.5 µm 筛板, 而 1.8 µm 柱则用 µm 筛板 填料粒径越小, 样品过滤就变得越重要 2. 过滤流动相将减少仪器部件的磨损, 如单向阀 活塞密封垫以及自动进样器的柱塞杆和针头 同时也有助于避免毛细管管路的堵塞 3. 样品过滤有助于降低对检测器的污染 例如, 在质谱检测器中, 蒸干溶剂后, 非挥发物和颗粒将沉积下来 84

86 固相萃取固相萃取与其它样品制备技术相比, 提供了最高的分析物选择性和样品净化程度 其最简单的形式是 SPE,SPE 采用一支一次性塑料小柱或柱芯 ( 见图 56), 通常是装填了具有某种分离功能吸附剂的医用注射器 吸附剂通常采用反相填料, 比如,C18- 硅胶, 与相关 HPLC 固定相具有极为相近的化学性质 虽然硅胶基键合吸附剂最为常用, 但由于聚合物填料具有许多优势, 近年来也非常受欢迎 与硅胶基质 SPE 填料相比, 聚合物填料的优点包括, 具有更高的表面积 ( 因为具有更高容量 ) 亲水性- 疏水性的化学平衡 ( 更好的吸湿性, 在活化步骤后可以使其完全干燥, 而不会影响回收率和重现性 ) 不存在硅醇基( 使强碱性化合物发生不可逆吸附的可能性较小 ) ph 范围宽 ( 进行调节时更为灵活 ) 等 图 56. SPE 小柱和 96- 孔板 SPE 有各种选择性和形式, 为分析化学家分离分析物或目标化合物提供了 工具箱 式的方法 SPE 的工作流程很简单, 只有 4 个步骤 : 预活化 上样 冲洗和洗脱 用最少的方法开发过程和时间即可获得耐用的方法 SPE 也适用于高通量的使用环境 可提供易于自动化的形式, 如 96 孔板及功能化的吸头, 提供了高速 灵活 可重现的结果 85

87 在样品制备中使用 SPE 有以下 5 个主要目的 : 去除基质干扰和 色谱柱危险物 浓缩或痕量分析物的富集 除盐 溶剂更换 ( 或溶剂切换 ) 原位衍生 由于 SPE 使用硅胶基键合相, 因此 HPLC 中所用的许多固定相也都可以用于 SPE SPE 固定相和条件参见参考章节中的表格 那里除了列出的通用固定相以外, 还有针对各种特殊应用的专用固定相, 包括 : 分离尿液中的滥用药物 空气中醛类和酮类 血浆中儿茶酚胺, 以及许多其他常用的分析 SPE 也能使用极性固定相 :florisil 和氧化铝就是最常用的例子 ; 许多分离农药的文献方法都使用的是 florisil 石墨化炭黑的使用也有所增加, 特别是用于去除植物提取物中的叶绿素 ( 一种可能导致柱效明显下降的基质干扰物 ) 液 - 液萃取 (LLE) 液 - 液萃取 (LLE) 通过样品在两种互不相溶液体或相中的分配, 将分析物与干扰物分离 LLE 中的一种通常为水相, 第二种为有机相 亲水性强的化合物溶于极性水相, 而疏水性强的化合物则主要溶于有机相中 有机相提取的分析物很容易地通过蒸发溶剂回收, 而水相中提取的分析物通常直接进样到反相色谱柱中 下面讨论的是分析物浓缩到有机相的情况, 但如果分析物被提取到水相, 也可以采用类似的方法 由于萃取这种平衡过程分离效果较为有限, 相当多的分析物仍可能留在两相中 化学平衡包括 ph 离子对 络合等变化, 这些都可以用来提高分析物的回收率和 / 或去除干扰物 LLE 有机相的选择应满足如下条件 : 在水中的溶解度低 (<10%) 具有挥发性, 萃取后易于去除并浓缩 与分析所用的 HPLC 检测技术兼容 ( 避免使用具有强 UV 吸收的溶剂 ) 极性和氢键性质能够提高分析物在有机相中的回收率 高纯度, 最大限度地减少样品污染 86

88 使用两种不同相存在的主要问题就是可能发生乳化现象 两种互不相溶的相没有回到各自的液体层内, 而是 在彼此间以悬浊状态存在 可以使用固相支持的液液萃取或称为 SLE, 避免乳化的发生 支持液膜萃取 (SLE) SLE 取代了传统的用分液漏斗进行的液液萃取, 将一种液相固定在惰性介质表面, 并装填进聚丙烯试管, 然后让另一种不相溶的液体以类似于色谱的方式流经固定相表面的液体 最常用的惰性材料为具有高表面积和液体吸附容量的高纯度硅藻土 这一过程称为固相支撑的液液萃取, 或支持液膜萃取 (SLE), 是传统液液萃取的另一种常用形式 在实际工作中, 水相, 可以是稀释的血浆 尿液, 甚至牛奶, 被覆盖在硅藻土上, 通常用几分钟时间让其充分扩散 水相样品在硅藻土的亲水表面扩散, 形成非常薄的一层膜 然后, 将不相溶的有机溶剂加入柱管, 与水相层接触, 并在高比表面积填料上完全分散 这样分析物就可以在两相之间迅速完成萃取过程 通过重力作用或稍加真空可使溶剂流过填料 SLE 所用的柱管类似于 SPE 小柱, 柱管体积范围可以在 0.3 到 300 ml 之间 某些 SLE 柱管含预先注入的缓冲液, 可分别用于提取酸性和碱性物质 例如, 在低 ph 下, 酸以非离子形式存在, 可以被水相提取出来 在高 ph 下, 胺以中性形式存在, 从而被提取到有机相中 可以向水相样品中加入盐, 通过 盐析 作用提高特定分析物的提取效率 SLE 柱管还可以用于去除有机样品中的少量水 常规液液萃取中不能剧烈振摇, 否则可能发生乳化 填充试管是一次性的, 使用后无需清洗玻璃器皿 96 孔板中每个孔中装填几百毫克填料, 可以实现整个过程的自动化 96 孔板适合提取 150 到 200 µl 水相样品, 使您的常规 LLE 实验微型化了 安捷伦的 Chem Elut(Santa Clara, CA) 即为一款 SLE 产品 87

89 QuEChERS QuEChERS( 读作 Catchers ) 是快速 简便 廉价 高效 耐用和安全 ( 描述了所有食品样品制备方法需要性质 ) 的缩写 只需几个简单步骤, 即可制备用于多类型 多残留农药分析的食品样品 在 QuEChERS 中, 样品制备是将样品与提取盐混合, 将需要分析的物质与干扰物分开 有适用于各种标准样品量 具有经预先测定和称量的无机盐的可供选择 原 QuEChERS 方法不带缓冲液, 由 M. Anastassiades S.J. Lehotay D.Stanjnbaher 和 F. J. Schenck 于 2003 年开发并发表在 AOAC 期刊上 后来进行了改进, 提高了 ph 依赖化合物的提取效率, 最大限度地减少了敏感化合物 ( 比如, 对酸和碱不稳定的农药 ) 的降解, 并扩展能处理的基质范围 目前, 有两种使用缓冲液的常用方法 : 欧盟各国采用的欧盟标准方法 (EN 15662) 以及美国和其它国家使用的由分析化学师协会认定的标准方法 (AOAC ) 会员可访问 获取方法 QuEChERS 功能多样, 在其传统应用领域之外被广泛接受 图 57. 根据样品量和方法, 安捷伦 QuEChERS 试剂盒进行了预先称量 一些新兴的应用领域包括 : 动物组织中的兽药提取 ( 如肾脏和鸡肉 ) 土壤中环境化合物的提取 非农药分析物的提取, 如抗生素 丙烯酰胺 全氟化合物 毒枝菌素 PAHs 和生物碱 各种基质, 如谷物 ( 大麦和大米 ) 坚果 生面 种子 油( 豆油 花生油 橄榄油和食用油 ) 巧克力 咖啡 婴儿食品 烟草和各种饮料 ( 牛奶 红酒和水 ) 88

90 使用高纯度级别溶剂的重要性一般来讲,HPLC 应用中只应使用色谱级及以上级别的溶剂 过滤所有缓冲液 最好使用 0.22 µm 滤膜, 特别是对于 UHPLC 应用, 标准 HPLC 应用可使用 0.45 µm 滤膜 色谱级及以上的有机溶剂一般不需要过滤, 如果过滤使用的滤膜和玻璃容器不是色谱级的, 过滤反而可能带来污染物 记住, 要适当冲洗色谱柱 一天分析结束时, 将缓冲液从系统中冲洗出去, 使其处于水 / 有机流动相环境 使用与样品溶剂相溶的流动相 ( 参见本指南封底的参考流程 ) 如果流动相 A 只用水或最多 5% 乙醇, 将其留在系统中较长一段时间后, 将会长菌 这将带来压力问题, 并很难去除, 因此, 一定要确保每天或至少每两天新配缓冲液 UHPLC 的特殊考虑 由于高效柱中填料粒径太小, 色谱柱两端需要用更小的筛板阻挡它们 同时筛板也能起到阻止颗粒物进入系统的作用, 避免引起压力升高 所以, 对于更高压力的 UHPLC 应用而言, 防止污染物进入系统变得更为重要 安捷伦建议在 UHPLC 应用中只使用认证的色谱 / 质谱级溶剂 一定要检查溶剂供应商是否提供以下证书 : 低溶剂和金属杂质, 以减少对痕量或未知样品的干扰 痕量金属指标极低 不超过 5 ppb 正离子模式和负离子模式性能指标 LC-MS 测试和其它 QC 测试 (QC 测试项目越多, 溶剂越好!) 溶剂使用提示 : 对于高压操作, 不锈钢溶剂过滤头比玻璃头更好, 因为它们更为耐用 提高缓冲液浓度将增加缓冲盐析出的风险, 特别是在有机溶剂存在的条件下 一定要小心混合改性剂, 使用常用浓度 使用窄径柱时, 每次分析所需的溶剂量较少 一定要经常更换缓冲液, 尽可能保持溶剂新鲜 把未用的溶剂放入冰箱, 并每天更换 89

91 在线过滤器 在自动进样器和色谱柱之间安装在线过滤器 可以捕集颗粒物, 防止其流入柱头, 阻塞筛板 如果您使用的 是 3.5 µm 柱, 应配置 2 µm 筛板 1.8 µm 柱使用 0.5 µm 筛板 在线过滤头保护柱分析柱 图 58. 用在线过滤装置防止反压问题 低体积在线过滤器过滤器可用于所有色谱柱, 以保护色谱柱不被颗粒物堵塞 在线过滤器通过防止颗粒物 ( 来自未过滤的样品和洗脱液, 或两者 ) 堵塞柱筛板而延长分析柱寿命 使用保护柱可能影响柱体积极低和粒径极小色谱柱的柱效 对于这些色谱柱, 强烈建议使用低体积在线过滤器 1290 Infinity LC (PN ) 的在线过滤器含为低交叉污染而设计的 0.3 µm 滤膜 可以在高达 1200 bar 压力下使用, 死体积 1.3 µl 该过滤器也可用于 1260 和 1220 Infinity LC, 以及 1200 RRLC 图 Infinity LC 的在线过滤器, 部件号

92 保护柱脏样品多次进样到不带保护柱的分析柱上时, 会缩短分析柱的寿命 根据进样次数和样品类型, 色谱工作者可选择经济的保护柱 在分析柱之前的溶剂流路中配置一根保护柱 保护柱避免了由颗粒物和强吸附物质造成的损坏 为保持对样品杂质有足够的容量, 应选择内径与色谱柱内径相似的保护柱 理想情况下, 保护柱的填料应与分析柱相同, 从而使分析柱的色谱性能不发生改变 保护柱参与分离, 因此在方法开发时就应在线安装保护柱 判断何时更换保护柱可能比较困难, 最好根据经验 如果说作为粗略判断标准的话, 那么塔板数 压力或分离度的改变超过 10%, 就需要更换保护柱了 您需要根据应用类型对更换保护柱的频率做出判断 尽早更换保护柱总比晚更换好 溶剂饱和柱如果您使用的是极端流动相条件, 如在 ph 7 和 40 以上, 以及缓冲盐浓度超过 50 mm 时, 可以使用溶剂或硅胶饱和柱对分析柱进行保护 溶剂饱和柱安装于泵和进样器之间, 流动相流过时释放硅胶, 在这一过程中使流动相饱和 这样可以防止分析柱中的硅胶溶解, 延长柱寿命 溶剂饱和柱会增加驻留体积, 对梯度有延迟作用, 使用梯度时这是个缺点 在方法转换过程中应将这一增加的驻留体积考虑在内, 以确保重现性 色谱柱入口筛板 如果没有保护柱或在线柱前过滤器, 在使用 HPLC 柱时, 分析柱可能发生堵塞 由于现在使用的是高效装柱工艺, 不建议更换色谱柱入口筛板, 在许多色谱柱上也不可能更换 如果更换筛板, 可能影响柱效 色谱柱保护和保存最大限度地延长柱寿命现代色谱柱都很耐用, 采用的设计在常用色谱条件下都可长期使用 在其性能指标范围内操作可最大限度地延长柱寿命 在确定最终方法时一定要再查验一下这些性能指标 91

93 提示使用保护柱和 / 或 0.5 µm 在线过滤器经常用强溶剂冲洗色谱柱对 脏 样品进行预处理, 最大限度减少强保留组分和颗粒按照色谱柱生产商的温度上限指标进行操作 附加信息参见第 91 页保护柱章节 使用 100% B 溶剂, 如果怀疑压力升高, 使用更强溶剂 参见第 43 页的色谱柱清洗指南 使用固相萃取 液 - 液萃取 用 0.45 µm 滤膜 (UHPLC 用 0.22 µm 滤膜 ) 过滤样品, 或高速离心 许多新方法都要求较高温度, 某些色谱柱可以承受高温, 理想情况下, 应在温度上限指标之下操作色谱柱 在压力上限之下使用色谱柱选择使压力低于压力上限的流速, 最好低 10% 按标注方向操作色谱柱, 查阅色谱柱说明书或咨询厂商, 以确定色谱柱是否可以反冲使用 ph 2-7 的流动相, 可最大限度地延长柱寿命使用新鲜溶剂, 以防止细菌生长贮存色谱柱时, 应先冲出盐和缓冲液 柱内只保留纯乙腈, 或纯水与乙腈 50/50 混合溶剂使用高温时一定要逐渐升高柱温, 而且仅在用流动相洗脱时进行色谱柱接入仪器时, 两端接头不要拧得过紧 使用短柄扳手, 以防两端接头过紧 如果您有问题, 一定要询问厂商 如果您需要在超过此 ph 范围的条件下工作, 可使用 StableBond 柱 ( 用于低 ph 条件 ) 或为高 ph 而设计的色谱柱 ( 如,Eclipse Extend-C18) 或聚合物色谱柱 为防止细菌生长, 可配制流动相贮备液, 并将其保存在冰箱中, 需要时每天使用 用叠氮钠也可以防止细菌生长, 但其具有致癌性, 须小心使用 这样可以防止缓冲盐在柱内沉淀 乙腈是色谱柱保存的良好溶剂, 因为水和醇类流动相可能提高固定相水解速率 分析完成后, 让流动相继续洗脱, 直到回到室温 由于色谱柱的柱端螺母为 3/8 英寸, 应使用 3/8 英寸短扳手将色谱柱接入仪器, 不要将柱端接头拧得过紧 表 8. 延长柱寿命的提示 92

94 保存注意事项为防止金属腐蚀, 应避免将色谱柱长期保存在含卤素溶剂中 ( 如, 丁酰氯 二氯甲烷等 ) 如果使用了含缓冲液的流动相, 应使用 20 到 30 倍柱体积的乙腈和水冲洗色谱柱, 然后用同样体积的纯有机溶剂冲洗 缓冲液残留在色谱柱内, 将促使细菌生长, 使色谱柱或筛板堵塞, 或导致鬼峰的出现 可以用大多数其他溶剂保存未键合的硅胶柱 但不能保存在容易发生降解的溶剂中, 如,THF TEA 或 TFA 如需过夜保存, 不要将色谱柱停止运行, 您可以使流动相流经色谱柱, 保持流速在 0.1 到 0.2 ml/min 这样还可以缩短第二天的平衡时间 如需长期保存, 应使用厂商推荐的溶剂, 通常是新柱装运时所用的溶剂 疏通色谱柱如果反压升高, 您怀疑发生了色谱柱堵塞时, 可以进行反冲 断开色谱柱与检测器之间的连接, 将流动相从反方向泵入色谱柱 ( 如果厂商说明这样操作没有问题的话 ) 如需了解清洗色谱柱的更多信息, 请参见第 43 页 色谱柱变坏时的快速检查 除了保存色谱柱刚刚使用时的柱性能测试色谱图 ( 见第 96 页 ) 外, 您还可以根据色谱的基本概念, 以评估色谱柱是否需要更换 : 参数理论塔板数,N( 柱效 ) 保留因子,k 选择性因子,α 拖尾因子,Tf 柱反压,P 警告信号长时间使用造成的色谱柱空洞和污染将降低柱效 峰展宽是柱效降低的信号 通过监测 N, 可以检测出这些问题 更多信息请参见第 6 页 保留因子与流速和柱尺寸无关 k 值改变说明可能由于未洗脱化合物出现了键合相流失或柱污染等问题 该值也可能与流动相的变化相关, 造成色谱柱出问题的假象 详见第 7 页 选择性因子的偏移与 k 一起, 是键合相流失 柱污染或流动相条件改变的另一个标志, 详见第 7 页 拖尾因子是用来说明峰对称性的 拖尾因子增大说明色谱柱出现了空洞问题, 但也可能是键合相流失造成极性溶质和硅醇基位点相互作用的结果 柱压升高通常是颗粒堵塞色谱柱入口筛板造成的 但柱填料塌陷所引起的色谱柱空洞也可以引起压力的较大波动, 详见第 9 页 表 9. 有助于监测柱性能的参数 93

95 确保方法在全球范围内都重现如果色谱柱的使用背景不同那么它们的保留就很可能不一样, 如果在方法开发时使用的色谱柱被另一根色谱柱代替, 那么将会产生不同的结果 这是由于第二根色谱柱可能没有经历过与第一根柱相似的使用背景 在开发方法的过程中, 可能存在平衡不足或不一致的情况, 又没有给重复实验的其他工作人员明确的提示 每个工作人员平衡其色谱柱的时间可能不同, 很可能使结果产生波动 当采用与方法开发人员相同的方式平衡色谱柱后, 将得到相同的结果 引起保留改变的其它因素包括, 由于方法可能不耐用, 导致色谱柱 / 流动相组合不好 ; 流动相 流速以及其它仪器参数发生改变 ; 以及色谱柱之间柱床体积略有不同等 提高方法的耐用性不同批次的色谱柱可能对特定化合物的分析结果产生波动 不同批次的试剂也可能存在影响色谱结果的变化 开发方法时, 良好的习惯做法是对多个批次进行分析, 并评估分析条件是否可以承受不同批次的微小变化 生产厂商都试图确保不同批次之间的重复性, 但差异的存在不可避免 谨慎的方法开发将有助于避免将来出现的相关问题 评估批次之间的变化时, 首先要确定您已经解决了柱与柱之间的问题 然后再考核方法的耐用性 如果您分析的是可离子化的化合物, 要确定您使用了缓冲液, 其 ph 不能接近分析物的 pk a 另外, 要检查样品和色谱柱对 ph 的敏感性, 以及次级相互作用 如果您已确定存在 ph 敏感性的问题, 可能需要对方法进行重新评价 在本例中 ( 图 60), 批次之间的变化与 ph 有关 方法用批次 1 在 ph 4.5 条件下开发 回想一下前面讲过的内容, 硅醇基对 ph 4.5 左右的碱性化合物具有活性 ( 详见第 56 页上的 ph 与方法 ) 您可以看到两个碱性化合物都具有良好峰形 使用批次 2 时, 碱性化合物 2 发生明显偏移, 峰形不再尖锐 可以通过加入 TEA 或降低 ph 解决这个问题 在本例中, 采用降低 ph 的方法 在 ph 3 条件下, 批次 1 的选择性发生了改变, 但仍可以得到良好的基线分离 另外, 在 ph 3 条件下, 批次 1 和批次 2 的重复性很好 在这个特例中, 峰 4 降低, 但这是由于样品降解造成的 94

96 图 60. ph 水平所引起的批次之间的保留变化 批次之间保留变化小结 : 消除引起柱间选择性改变的全部因素 重新评估方法耐用性, 并修改方法 测定 ph 敏感性, 并再次修改方法 将不同的选择性变化分类, 并联系生产厂商 有关驻留体积的提示驻留体积与实验室之间的方法转移密切相关 ( 如需了解驻留体积的更多信息可参见第 33 页 ) 如果一个实验室中使用的 HPLC 仪器与另一个实验室仪器的驻留体积不同, 即使两个实验室使用相同的方法, 运行结果也很有可能不完全相同 这种不匹配的原因就在于在两种 ( 或更多 ) 流动相混合形成梯度后, 经仪器管路到达柱头的时间不同 因此, 分析物进样后, 将通过不同的流动相组成 ( 时间的函数 ) 进行分离, 其保留和分离度都可能受到影响 所以, 应对驻留体积较小的仪器增加体积来调整驻留体积 或者, 减少驻留体积大的仪器的管线内径和长度, 使其与驻留体积小的仪器相匹配 另一个 办法 是在方法中设置一段梯度延迟, 对流路系统中不同的驻留时间进行补偿 但是, 某些认证方法可能不允许分析中使用这种改变 95

97 快速故障排查指南 我们知道这是怎么回事 您需要一次读完整本书, 但谁 有这么多时间? 您可能在遇到问题时, 才来读这本书 我们有一张快速指南表, 其中包含了我们的技术支持团队从行业中色 谱工作人员那里了解到的最常见问题, 帮助您快速确定可能的原因, 并提供省时的技巧用以找到问题所在 更多有关特定问题的细节信息, 可参考本指南的其它部分 有效排查故障的要点要记住一条原则, 您事先需要知道正常情况是什么样, 那么您才能判断是否出了问题 实验室中应该做到以下两点, 对故障排查会很有帮助 : 每根新柱都要保留一张测试样品的色谱图 从查看随色谱柱一起提供的测试色谱图开始 多数情况下, 测试样品都是很容易找到的化学药品, 或在实验室中常用, 或可以从化学试剂供应商处买到 配制测试样品 ( 各组分的起始浓度 0.1 mg/ml 是一个良好的选择 ), 在您的仪器上用新柱对其分析, 然后进行比较 最初的测试样品进样将有助于确定, 是否存在妨碍您获得最佳结果的系统问题 有些人更愿意用他们自己的样品或标准品, 因为测试混标可能与他们的应用无关 最好使用等度条件, 因为有时梯度会 压缩 峰而掩盖不良柱效, 使这些峰人为地显得尖锐 一段时间后, 将您自己的测试色谱图与这张最初的色谱图进行比较, 可以帮助您判断柱效是否降低, 或是否有影响柱效的其它变化 用第 5 到 11 页中讨论的公式对柱效 选择性 分离度和压力等参数进行定量分析也是个好办法 通过色谱柱的性能对比, 可以开始分辨问题的来源 保留优化仪器的系统图 安装仪器并优化方法时, 详细记录您的仪器是如何叠放的, 所有附件的部件号和所有连接管线的长度, 以及所有电子连接 如果有问题时这张图可作为便捷的参考, 用以确保配置没有改变, 而改变的是结果或仪器性能 96

98 问题可能的原因解决办法 压力 高反压 ( 如需更多信息请参见第 9 页上的压力方程 ) 色谱柱入口筛板堵塞 反冲色谱柱 ( 见 43 页 ) 色谱柱堵塞 ( 化学污染 ) 用溶剂清洗色谱柱, 如果不能改善则更换色谱柱 色谱柱粒径太小 参考色谱柱的选择 ( 见 12 页 ) 在线过滤器或保护柱堵塞管线堵塞聚合物色谱柱 : 溶剂改变导致溶胀流动相粘度过高盐 / 缓冲液沉淀 检查在线过滤器的滤头, 必要时更换 拆卸管线以便确证, 必要时更换 咨询厂商, 了解溶剂兼容性信息 使用粘度较低的溶剂, 或升高温度 确保流动相与缓冲液的兼容性 压力波动泵中有气泡溶剂脱气 ( 见 55 页 ); 溶剂中充氦气或使用在线脱气机 压力下降或低压 峰形 单向阀或密封垫渗漏泵流量不够泵单向阀或密封垫渗漏泵内有气泡 更换或清洗单向阀 ; 更换泵密封垫 放空流动相容器, 更换容器中的进样口在线过滤头 ; 检查管线是否被挤压 ; 检查流量设置 ; 全系统检漏 更换或清洗单向阀 ; 更换泵密封垫 ; 检查是否有盐析出残留 溶剂脱气 ; 检查溶剂瓶到泵的管路是否阻塞 ; 更换进样口在线滤头 无峰 仪器问题 确定所有 HPLC 组件都已开启并运行 ; 检查检测器出口管路是 流动相或固定相组合错误 否有液体流出 ; 进样不保留化合物以确保系统适用性 ; 提高溶剂强度或使用梯度洗脱 意外峰或 鬼 峰 在之前分析中未洗脱的分析物 流动相污染 样品制备 / 样品制备污染 使用快速梯度, 如在 10 到 15 分钟的时间内乙腈由 10% 升至 90%, 弄清样品中的组分数量及其相对保留 从强流动相开始, 如 75% 甲醇和 / 或更高流速, 让组分更快流出色谱柱 只使用高纯度色谱级及以上的 (LC/MS 或梯度级 ) 溶剂 使用内部纯水系统的高纯度水 水相流动相中使用 TFA, 有机流动相溶剂中使用较低浓度的 TFA( 即, 水中含 0.1% TFA/ 乙腈中含 0.086% TFA); 使用更长的检测波长, 这样 TFA 的吸收较弱 ( 见 60 页 ) 使用降低污染的常用样品制备方法 过滤 SPE 液液萃取 离心等 续表 10. 快速故障排查技巧 转下页 97

99 问题可能的原因解决办法 峰形, 续 意外峰, 或 鬼 峰, 续 系统污染 色谱柱污染 ( 注 : 较少引起鬼峰 ) 进样样品溶剂, 确保样品溶剂没有问题 ; 在多次运行过程中进行空白进样, 证明没有交叉污染引起的鬼峰 从流路中拆除自动进样器, 运行空白程序, 检查鬼峰是否消失 如果消失, 清洗自动进样器 如果没有, 再检查流路中的其它系统组件, 以查找来源 反冲色谱柱 ( 如果可以反冲的话 ; 查看厂商的信息 ); 清洗色谱柱 ( 见 43 页 ) 前伸峰色谱柱沟流更换色谱柱, 使用保护柱 拖尾峰 色谱柱过载硅醇基相互作用 ( 硅胶类色谱柱 ) 柱外效应色谱柱在高温下降解 ( 硅胶基色谱柱 ) 色谱柱在高 ph 下降解 ( 硅胶类色谱柱 ) 色谱柱空洞干扰共洗脱峰 使用更高容量的色谱柱 ( 增加柱长或内径 ); 减少样品量 使用封端或专用柱 ; 增大缓冲液浓度 ; 降低流动相 ph 以抑制硅醇基相互作用 ; 使用竞争碱 ; 采用改变极性相互作用的衍生化解决方案 ; 如果没有效果, 尝试反向运行色谱柱 ; 如果结果改善, 则说明很可能是柱污染所致 ; 清洗或更换色谱柱 检查系统, 各部件的连接管线是否过长, 并更换为较短管线 ; 如果使用的是高效柱, 将内径 0.18 mm 的绿色管线换成内径 0.12 mm 的红色管线 将温度降低到 40 以下, 特别是使用高 ph 流动相时 ; 使用高温兼容色谱柱, 如立体保护的硅胶柱 混合型柱 聚合物柱 氧化锆柱等 使用特别适合在较高 ph 下操作的高覆盖率或双交联固定相 ( 比如,ZORBAX Extend-C18), 或使用聚合物 混合型或氧化锆反相柱 反方向运行 ; 如果所有峰的峰形都差或出现双峰, 说明可能存在色谱柱空洞 ; 弃用色谱柱 调节流动相以改善选择性 ( 见 54 页 ) 或选择新的固定相, 改善样品净化 峰裂分 / 双峰干扰组分通过样品制备净化样品 ; 改变流动相或固定相以调节选择性 如果怀疑该组分来自以前的进样, 分析后用强溶剂冲洗色谱柱 ; 在梯度中增加强溶剂浓度 ; 延长洗脱时间 转下页 98

100 问题可能的原因解决办法 峰形, 续 峰分裂 / 双峰, 续 色谱柱筛板部分堵塞 色谱柱空洞 反冲色谱柱 ( 如果可以反冲的话 )( 见 44 页 ); 在进样器和色谱柱之间使用 0.2 µm 或 0.5 µm(uhplc) 在线过滤器 ; 过滤样品使用保护柱 ( 见 91 页 ) 更换色谱柱 ; 以后使用保护柱以保护分析柱 ( 见 91 页 ); 使用较少凝聚的流动相条件 进样溶剂效应使用流动相或较弱的进样溶剂 ( 见 页 ) 样品体积过载使用较小的样品进样体积 ( 见 31 页 ) 样品溶剂与流动相不兼容 进样器转子损坏 使用流动相或与进样溶剂相溶的较弱溶剂 更换进样器转子 峰展宽 / 宽峰接头 / 连接不合适确保您的接头正确安装 ( 见 30 页 ) 系统中的管线外体积确保管线细并尽量短, 避免柱外体积 ( 见 27 页 ) 进样体积过大降低进样体积 ( 见 31 页 ) 系统设置 ( 比如, 数据采集速率过低 ) 检查数据采集速率 调节检测器设置和 / 或时间常数, 在不降低信噪比的情况下用最快的采集速率 ( 见 32 页 ) 样品稀释度过高降低稀释强度 ( 见 32 页 ) 对于梯度洗脱 : 驻留体积 降低初始梯度浓度, 以进行峰浓缩, 或者在样品进样前使用进样器程序开始梯度 ( 见 34 页 ) 注意峰是在梯度阶段被洗脱出来而不是等度洗脱的 保留保留时间漂移 色谱柱逐渐陈旧 与测试色谱图 ( 见 96 页 ) 进行比较, 发现色谱柱的变化 ; 使用保护柱以延长柱寿命 色谱柱规格和流速变化 确保您的方法参数根据流速和柱规格的变化 ( 见 页 ) 而调节 这对于梯度洗脱尤为重要 对您的分析物而言色谱柱 / 流动相的搭配不对 ( 对于键合相保留太低,pH 过于接近 pk a, 色谱柱的 ph 范围与流动相的不兼容等 ) 对于流动相 : 色谱柱的再平衡时间不够 您的流动相很可能不能保持一致 确保您每次使用的流动相都是一样的 缓冲液和溶剂应该分别用干净的玻璃器皿测量, 然后混合 ; 流动相脱气 ; 更换老化流动相 ( 见 页 ) 对您柱的死体积和系统的驻留体积进行测量, 以便优化平衡时间和方法 ( 见 41 和 68 页 ) 转下页 99

101 问题 可能的原因 解决办法 保留, 续保留时间缩短 色谱柱填料的活性位点 使用流动相改性剂, 竞争碱 ( 碱性化合物, 如三乙胺 ) 或增加缓冲液强度, 使用高覆盖率的柱填料 样品过载 减少样品量或使用较大内径或更长的色谱柱 键合相或硅胶基流失使用 ph 2 到 8 之间的流动相 ; 使用高 ph 或低 ph 专用硅胶柱, 聚合物柱或其它高 / 低 ph 柱 色谱柱老化 使用保护柱, 或高稳定性键合相聚合物 混合型或高稳定性 柱 ( 如, 氧化锆 钛 石墨碳 ) 保留时间延长流速降低检查并重新设置流速 ; 检查泵是否有气泡 ; 检查泵密封垫是 否渗漏, 以及单向阀和其它系统渗漏 流动相组成改变 键合相流失 补足溶剂瓶 ; 确保梯度系统比例正确 ; 预混合流动相进行等梯度洗脱 ( 见 54 页 ) 对于常用硅胶型色谱柱, 要保持流动相 ph 在 2-8 之间 ; 对于极高 ph (>10) 或极低 ph(<2) 的工作, 使用高稳定性固定相, 聚合物或高稳定性固定相柱 基线 基线漂移 对于梯度洗脱 : 流动相 A 或 B 的吸收不同波动 室温变化正向 LC/MS, 固定相流失正向 MS 污染色谱柱污染 ( 色谱柱流失 ) 对于持续性问题 : 检查检测器光源或流通池 对于负漂移 : 使用无 UV 吸收的流动相溶剂 ; 使用色谱级流动相溶剂 ; 把流动相 A 中的 UV 吸收添加剂加至流动相 B 中, 用于平衡 / 补偿漂移 对于正漂移 : 使用分析物仍有吸收的更高 UV 吸收检测器波长 ; 使用无 UV 吸收的流动相溶剂 ; 减少流动相 B 中 UV 吸收化合物的量, 用以平衡 / 补偿漂移 ( 见 60 页 ) 隔离色谱柱或使用柱温箱 ; 遮蔽示差折光检测器或使其隔绝空气流 使用低流失 MS 兼容或高稳定性固定相色谱柱 清洗质谱接口, 避免使用 THF 和含卤素溶剂, 使用 PEEK 管线柱 用强溶剂冲洗色谱柱 ; 改善样品净化 ; 使用 / 更换保护柱 ; 更换分析柱 更换 UV 灯 ; 清洁并冲洗流通池 转下页 100

102 问题 可能的原因 解决办法 基线, 续基线漂移, 续 梯度或等度 : 缺乏溶剂混合 使用适当混合装置 ; 通过将一种含 UV 吸收的化合物加入溶剂并监测 UV 吸收检测器的输出, 检查比例阀精密度 梯度或等度比例 比例阀故障 清洗并更换比例阀 ; 部分地预混合溶剂 ( 如,A 中含 5% B, 和 / 或反之亦然 ) 偶然尖峰 外部电信号干扰 LC 系统使用稳压器 / 恒电压电源 ; 检查是否有局部干扰源, 如, 循环炉, 使用独立电流 周期性 泵脉冲 维修或更换阻尼器 ; 排除泵中的空气 ; 清洁或更换单向阀 ; 流动相脱气 随机 积聚污染 尖刺峰 检测器中的气泡 用强溶剂 ( 见 44 页 ) 冲洗或反冲色谱柱 ( 如果可以反冲的话 ); 净化样品 ; 使用色谱级溶剂 流动相脱气 ( 见 55 页 ); 检测器出口处使用反压限流器 ; 确保所有接头都紧密无渗漏 ( 见 30 页 ) 101

103 有用的参考资料 这里还有一个您随身携带这本书的理由 我们列出了一些对方法开发有用的表格 : 美国药典指定填料 溶剂性质表, 包括极性指数值和 UV 截止波长 溶剂相溶性表 常用流动相改性剂的 UV 截止波长 固相萃取 (SPE) 填料概况 SPE 吸附剂使用条件 美国药典指定填料美国药典 (USP) 指定色谱柱填料, 而不是生产厂家 在大多数规定中, 都列出了几种不同类型的色谱柱, 具有不同粒径 不同填料颗粒形状, 可能还有碳载量或比表面积 在这些例子中,USP 色谱柱性能指标相当宽泛, 几种柱类型都能符合其基本性能指标 例如, L1 性能指标要求十八烷基硅烷化键合到多孔硅胶 陶瓷微粒 ( 直径 1.5 到 10 µm) 或整体柱上 许多商品化的色谱柱都符合这些基本性能指标, 但可能采用不同类型的填料, 包括全多孔型 表面多孔型和整体型 但是, 并非所有 C18 柱都相同, 实际上只有有限的几种 C18 柱能够进行要求的分离 为了提高柱效和分离度, 我们推荐球形 全多孔或表面多孔 µm 直径填料 USP 特意让您能灵活决定能满足需要的最好色谱柱 ( 表 11) 102

104 美国药典指定填料 (12/2010) USP 方法 USP 填料色谱柱粒径 (µm) 孔径 (Å) L1 L3 L7 十八烷基硅烷化学键合到多孔硅胶 陶瓷微粒 ( 直径 1.5 到 10 µm) 或整体柱上 5 到 10 µm 直径多孔硅胶颗粒, 或整体硅胶柱 辛基硅烷化学键合到 1.5 到 10 µm 直径的全多孔硅胶颗粒或整体硅胶柱上 Poroshell 120 EC-C Poroshell 120 SB-C ZORBAX Eclipse Plus C18 1.8, 3.5, 5 95 ZORBAX Eclipse XDB-C18 1.8, 3.5, 5, 7 80 ZORBAX StableBond SB-C18 1.8, 3.5, 5, 7 80, 300 ZORBAX Rx-C18 3.5, 5 80 ZORBAX Extend-C18 1.8, 3.5, 5, 7 80, 300 ZORBAX ODS 3.5, 5, 7 70 ZORBAX ODS classic 5 70 Pursuit XRs C18 3, 5, Pursuit C18 3, 5, Polaris C18-A 3, 5, Polaris C18-Ether 3, SepTech ST60 C SepTech ST150 C ZORBAX SIL 5 70 ZORBAX Rx-Sil 3.5, 5 80, 300 Pursuit XRs Si 3, 5, Polaris Si-A 5, Poroshell 120 EC-C ZORBAX Eclipse Plus C8 1.8, 3.5, 5 95 ZORBAX Eclipse XDB-C8 1.8, 3.5, 5, 7 80 ZORBAX SB-C8 1.8, 3.5, 5, 7 80, 300 ZORBAX Rx-C8 1.8, 3.5, 5, 7 80 ZORBAX C Pursuit XRs C8 3, 5, Pursuit C8 3, 5, Polaris C8-A 3, Polaris C8-Ether 3, 表 11. 美国药典指定的填料和安捷伦色谱柱 转下页 103

105 美国药典指定填料 (12/2010) USP 方法 USP 填料色谱柱粒径 (µm) 孔径 (Å) L8 L9 L10 L11 L13 L14 氨丙基硅烷单分子层形式化学键合到全多孔硅胶载体上, 粒径为 3 到 10 µm 具有化学键合的 强酸性阳离子交换涂层的 3 到 10 µm 不规则全多孔硅胶腈基化学键合到多孔硅胶颗粒, 粒径为 3 到 10 µm 苯基化学键合到多孔硅胶颗粒, 粒径为 1.5 到 10 µm 三甲基硅烷化学键合到多孔硅胶颗粒, 粒径 3 到 10 µm 具有化学键合的 强碱性季铵盐阴离子交换涂层的硅胶, 粒径为 5 到 10 µm ZORBAX NH Polaris NH ZORBAX SCX 5 球形 300 ZORBAX CN 5 70 ZORBAX SB-CN 3.5, 5 80, 300 ZORBAX Eclipse XDB-CN 3.5, 5 80 ZORBAX Eclipse XDB 苯基 5 70 ZORBAX Eclipse Plus 苯基 - 己基 1.8, 3.5, 5 95 ZORBAX 苯基 Pursuit XRs 二苯基 3, 5, Pursuit 二苯基 3, 5, ZORBAX TMS 5 70 ZORBAX SAX 5 70 IonoSpher A L17 以氢形式存在的磺化交联的聚苯乙 烯 - 二乙烯基苯共聚物组成的强阳离 子交换树脂, 粒径为 7 到 11 µm Hi-Plex H 8 N/A L19 以钙形式存在的磺化交联的苯乙烯 - 二乙烯基苯共聚物组成的强阳离子交 换树脂, 粒径为 9 µm Hi-Plex Ca 8 N/A Hi-Plex Ca (Duo) 8 N/A 转下页 104

106 美国药典指定填料 (12/2010) USP 方法 USP 填料色谱柱粒径 (µm) 孔径 (Å) L20 二羟基丙烷化学键合到多孔硅胶颗粒 上, 粒径为 3 到 10 µm LiChrospher Diol 5 N/A L21 刚性球形聚苯乙烯 - 二乙烯基苯共聚 PLRP-S 3, 5, 8, 10, 物, 粒径为 5 到 10 µm 15, 15-20, 50 PLRP-S 3, 5, 8, 10, , 15-20, 50 L22 由具有磺酸基的多孔聚苯乙烯凝胶制成的阳离子交换树脂, 粒径约为 10 µm PLRP-S 5, 8, 10, 30, PLRP-S 5, 8, 10, 30, PLgel 3, 5, 10, 20 50, 100, 500, 103, 104, 105, 106, MIXED Hi-Plex H 8 N/A L25 填料具有分离分子量范围 1000 到 5000 道尔顿化合物的能力 ( 按照使用环氧乙烷所测定 ), 适用于中性 含阴离子和阳离子型水溶性聚合物 填料以聚甲基丙烯酸酯树脂为载体, 交联聚羟基醚 ( 表面含一些羧基官能团 ) PL aquagel-oh 5, 8 30 L33 具有分离 4000 到 da 分子量范围蛋白质的能力 为球形硅胶基, 经处理后可提供 ph 稳定性 ZORBAX GF Bio SEC , 150, 300 Bio SEC , 150, 300, 500, 1000, 2000 ProSEC 转下页 105

107 美国药典指定填料 (12/2010) USP 方法 USP 填料色谱柱粒径 (µm) 孔径 (Å) L34 以铅形式存在的磺化交联的苯乙烯 - 二乙烯基苯共聚物组成的强阳离子交 换树脂, 粒径为 9 µm Hi-Plex Pb 8 N/A L35 L43 氧化锆稳定化的球形硅胶材料, 具有亲水性 ( 二醇类 ) 分子单层键合固定相, 孔径 150 Å 五氟苯酚基化学键合到硅胶填料颗粒上, 粒径为 5 到 10 µm ZORBAX GF ZORBAX GF Pursuit PFP 3, L45 β- 环糊精键合到多孔硅胶颗粒上, 粒径 5 到 10 µm ChiraDex Chiral L50 L52 L53 L56 L57 具有反相保留和强阴离子交换功能的多功能树脂 该树脂由乙烯基乙苯与 55% 的二乙烯基苯交联而成的共聚物, 粒径 3 到 15 µm, 比表面积不小于 350 m 2 /g 基质是具有季胺官能团涂层的乳胶填料颗粒乳胶颗粒由含聚苯乙烯交联二乙烯基苯交联而成由具有磺丙基的多孔硅胶制成的弱阳离子交换树脂, 粒径为 5 到 10 µm 由使用二乙烯基苯 55% 交联的乙基乙烯基苯共聚物组成的弱阳离子交换树脂, 粒径 3 到 15 µm 基质表面接羧酸和 / 或磷酸功能基化单体 容量不低于 400µEq/ 柱丙基硅烷化学键合到全多孔硅胶颗粒上, 粒径 3 到 10 µm 手性识别蛋白 ( 卵类粘蛋白 ), 化学键合到硅胶颗粒, 粒径 5 µm, 孔径 120 Å ZORBAX 300SCX IonSpher C Bio SAX 3, 5, SB-C3 3, 5 80 Ultron ES-OVM 转下页 106

108 美国药典指定填料 (12/2010) USP 方法 USP 填料色谱柱粒径 (µm) 孔径 (Å) L58 L60 以钠形式存在的磺化交联的苯乙烯 - 二乙烯基苯共聚物组成的强阳离子交换树脂, 粒径 6 到 30 µm 球形多孔硅胶,10 µm, 表面用烷基酰胺进行了共价修饰和封端 Hi-Plex Na 10 N/A Hi-Plex Na(Octo) 8 N/A Bonus-RP 1.8, 3.5, 5 80 Polaris Amide-C18 3,

109 溶剂相溶性对于液相色谱分析, 了解各种溶剂的相溶性非常重要, 因为, 如果系统中使用不兼容的溶剂, 可能会得到不可靠的色谱结果 相溶性是指一种溶液与另一种溶液按任意比例混合成为新的均匀溶液的能力 对于有机化合物, 溶剂的极性决定了什么类型的化合物可以溶解在其中, 并可以与何种其它溶剂或液体化合物相溶 通常, 极性溶剂最好溶解极性化合物, 非极性溶剂最好溶解非极性化合物 : 相似者相溶 因此, 水 ( 强极性 ) 和己烷 ( 强非极性 ) 不能彼此混溶, 充分振摇以后也会迅速分成两层 对于无机化合物, 碳链长度常常决定其相对于同系物的相溶性 例如, 在醇类中, 乙醇有两个碳原子, 可以与水混溶, 而丁醇有四个碳原子, 则不能与水混溶 常用 HPLC 溶剂的性质 溶剂 粘度 (20 下 cp) 沸点 ( ) UV 截止波长 (nm) 极性指数 (P') 丙酮 相溶数 (M) 乙腈 0.38* , 17 乙酸正丁酯 正丁醇 正氯丁烷 氯苯 氯仿 环己烷 环戊烷 邻 - 二氯苯 1.32** 二氯甲烷 二甲基乙酰胺 N,N- 二甲基甲酰胺 二甲基亚砜 ,4- 二烷 乙酸乙酯 乙醇 乙醚 二氯乙烯 庚烷 表 12. 溶剂性质 转下页 108

110 常用 HPLC 溶剂的性质 溶剂 粘度 (20 下 cp) 沸点 ( ) UV 截止波长 (nm) 极性指数 (P') 己烷 异辛烷 异丁醇 异丙醇 十四酸异丙酯 甲醇 甲基叔丁基醚 甲乙酮 甲基异丁基酮 N- 甲基吡咯烷酮 1.67** 戊烷 石油醚 0.1 正丙醇 丙烯碳酸酯 吡啶 四氢呋喃 甲苯 ,2,4- 三氯苯 三乙胺 0.36** 三氟乙酸 水 邻 - 二甲苯 * 15 下 cp ** 25 下 cp 缺失值表示没有检测数据 相溶数 (M) 相溶 (M) 数 : 1. M 数相差 15 个单位或以下的所有溶剂对, 在 15 下能够以任意比例混溶 2. M 数相差 16 的每对溶剂在 25 到 75 之间, 通常为 50, 形成临界溶液 3. 相差 17 或更多的溶剂不混溶, 或在 75 以上形成临界溶液 本图表由 Honeywell Burdick & Jackson 提供, 109

111 溶剂相溶性表 丙酮乙腈 (ACN) 正丁醇氯仿环己烷二氯甲烷 (DCM) N,N- 二甲基甲酰胺二甲基亚砜 (DMSO) 1,4 二 烷乙酸乙酯乙醇乙醚二氯乙烯庚烷己烷异辛烷异丙醇 (IPA) 甲醇甲基叔丁基醚甲乙酮戊烷四氢呋喃 (THF) 甲苯水邻二甲苯 丙酮乙腈 (ACN) 正丁醇氯仿环己烷二氯甲烷 (DCM) N,N- 二甲基甲酰胺二甲基亚砜 (DMSO) 1,4 二烷乙酸乙酯乙醇乙醚二氯乙烯庚烷正己烷异辛烷异丙醇 (IPA) 甲醇甲基叔丁基醚甲乙酮戊烷四氢呋喃 (THF) 甲苯水邻 - 二甲苯 不相溶 相溶 表 13. 溶剂相溶性 本表中将两种溶剂能以任意比例混合在一起不分层, 归为相溶 表中信息由 Honeywell Burdick & Jackson 提供, 如有问题请联系 B&J 110

112 流动相改性剂的 UV 截止波长流动相改性剂的选择需要达到各种需求之间的平衡 分析溶液的稳定 ph 是否在色谱柱的安全范围内, 并且还能适当控制离子化 ( 通过离子抑制 离子对或两者结合 )? 是否对检测器性能没有明显干扰, 包括不同的挥发性 MS 离子抑制和 UV 透光性? 现在的问题是符合要求的改性剂很少, 要提高特定分析物的选择性, 经常需要分析人员尝试各种固定相 ( 除了常用的烷基键合固定相, 如 C8 和 C18 之外, 还有内嵌极性基团 烷基苯基 氟取代 RP 等 ) 下表提供了常用 HPLC 流动相改性剂的 UV 截止波长 v/v 25 下 pk a 最大 ph 范围 UV 截止波长 (nm) 三氟醋酸 (TFA) 0.1% % % 磷酸盐, pk <200 磷酸盐, pk <200 磷酸盐, pk <200 柠檬酸盐, pk 柠檬酸盐, pk 柠檬酸盐, pk 碳酸盐, pk <200 碳酸盐, pk <200 甲酸盐 (10 mm) 醋酸 (HAC) 1.0% 醋酸盐 (10 mm) 氨水 (10 mm) 硼酸盐 n/a 三乙胺 (TEA) <200 TRIS-HCl (120 mm) 阴影部分表示 LC/MS 应用中常用的缓冲液 表 14. 常用流动相改性剂的 UV 截止波长 111

113 固相萃取吸附剂 分离机理 典型固定相 结构 正相 ( 吸附 ) 硅胶 Si-OH 氧化铝 AlOH 弗洛里硅土 Mg 2 SiO 3 正相 ( 极性键合相 ) 氰基 -CN 氨基 -NH 2 二醇 -CH(OH)-CH(OH)- 反相 ( 非极性键合相 - 强疏水性 ) 十八烷基硅氧烷 (C18) (-CH 2 -) 17 CH 3 反相 ( 非极性键合相 - 中等疏水性 ) 辛基硅氧烷 (C8) (-CH 2 -) 7 CH 3 PS-DVB PS-DVB DVB( 聚合物型 ) DVB 环己基苯基 反相 ( 非极性键合相 - 低疏水性 ) 乙基 (C2) -C 2 H 5 甲基 (C1) -CH 3 聚合物型反相 ( 亲水性修饰 ) 聚酰胺 各种聚合物 羟基化 DVB 各种聚合物 甲基丙烯酸酯 -DVB 各种聚合物 WAX( 弱阴离子交换 ) 氨基 (-CH 2 -) 3 NH 2 1, 2 - 胺 (-CH 2 -) 3 NHCH 2 CH 2 NH 2 SAX( 强阴离子交换 ) 季铵 (-CH 2 -) 3 N+(CH 3 ) 3 WCX( 弱阳离子交换 ) 羧酸 (-CH2-) 3 COOH SCX( 强阳离子交换 ) 烷基磺酸 (-CH2-) 3 SO 3 H 芳基磺酸 SO 3 H 表 15. 固相萃取 (SPE) 固定相概况 112

114 SPE 吸附剂条件 分离机理用于以下分析物 : 载样溶剂洗脱溶剂 正相 ( 吸附 ) 弱极性到中等极性低极性 (P'), 比如己烷 强极性 (P'), 如甲醇 乙醇 正相 ( 极性键合相 )) 中等极性到强极性低 P', 比如, 己烷,CHCl 3 高 P', 比如, 甲醇, 乙醇 CHCl 3 反相 ( 非极性键合相 - 强疏水性 ) 疏水性 ( 强非极性 ) 高 P', 比如, 水, CH 3 OH/ 水, CH 3 CN/H 2 O 低 P', 比如, 正己烷,CHCl 3 反相 ( 非极性键合相 - 中等疏水性 ) 中等非极性高 P', 比如, 水, CH 3 OH/H 2 O, CH 3 CN/H 2 O 中等, 比如, 二氯甲烷, 乙酸乙酯 反相 ( 非极性键合相 - 低疏水性 ) 弱极性到中等非极性 高 P', 比如, H 2 O 到中等 P', 比如, 乙酸乙酯 高 P', 比如, 乙腈, 甲醇 聚合物反相 ( 亲水性修饰 ) 酸性 碱性 中性水或缓冲液高 P', 如, 乙腈, 甲醇 WAX( 弱阴离子交换 ) 离子型 ( 可离子化 ), 酸性 SAX( 强阴离子交换 ) 离子型 ( 可离子化 ), 酸性 WCX( 弱阳离子交换 ) 离子型 ( 可离子化 ), 碱性 SCX( 强阳离子交换 ) 离子型 ( 可离子化 ), 碱性 水或缓冲液 (ph =pk a + 2) A. 缓冲液 (ph = pk a - 2) B. 吸附剂或分析物呈中性时的 ph 值 C. 高离子强度缓冲液水或缓冲液 (ph =pk a + 2) A. 缓冲液 (ph = pk a - 2) B. 分析物呈中性时的 ph 值 C. 高离子强度缓冲液水或缓冲液 (ph =pk a - 2) A. 缓冲液 (ph = pk a + 2) B. 吸附剂或分析物呈中性时的 ph 值 C. 高离子强度缓冲液水或缓冲液 (ph =pk a - 2) A. 缓冲液 (ph = pk a + 2) B. 分析物呈中性时的 ph 值 C. 高离子强度缓冲液 表 16. SPE 吸附剂条件指南 113

115 其它推荐的读物 Snyder, Lloyd R, Kirkland, Joseph J. and Dolan, John W., Introduction to Modern Liquid Chromatography( 现代液相色谱导论 ) John Wiley & Sons Inc., 第三版 An Introduction to Gel Permeation Chromatography and Size Exclusion Chromatography( 凝胶过滤色谱与体积排阻色谱导论 ), 安捷伦科技公司,2011, 出版号 EN. Meyer, Veronika R., Practical High-Performance Liquid Chromatography( 实用高效液相色谱法 ). 第四版, John Wiley & Sons, Inc., Snyder, Lloyd R. and Dolan, John W., High-Performance Gradient Elution( 高效梯度洗脱 ), John Wiley & Sons, Inc., Snyder, Lloyd R. Kirkland, Joseph J. and Glajch, Joseph L., Practical HPLC Method Development( 实用 HPLC 方法开发 ), John Wiley & Sons, 第二版, Cunico, Robert L.; Gooding, Karen M. and Wehr, Tim, Basic HPLC and CE of Biomolecules( 生物分子的 HPLC 和 CE 分析基础导论 ), Bay Bioanalytical Laboratory, Inc., Neue, Uwe D., HPLC Columns: Theory, Technology and Practice(HPLC 色谱柱 : 理论 技术与实践 ), John Wiley & Sons, Inc., 其它安捷伦资源 以下介绍一些获取更多信息的好去处 : 资源 LC 方法转换器 LC 流速计算器应用程序 lctroubleshooting:cn [email protected] 详细介绍这款在线工具帮助您在柱长 柱内径 系统流速等因素改变时, 快速计算方法中相应因子的调整 对准确调节梯度方法尤为有用 请访问 www. chem.agilent.com, 并搜索 LC Method Translator(LC 方法转换器 ) 如果您有一部智能手机, 将可以在其中安装免费的应用程序, 让您根据方法的其他变化调整流速 登录 查找该应用程序 我们根据本指南制作了一系列视频说明其中某些要点, 过一段时间, 我们还将添加新的其它视频 登录这里索取最新的安捷伦产品目录, 同样也可以为您的 LC 或 GC 系统索取特殊色谱柱选择指南和维护指南 可将您的问题发送到这一电子邮件地址 您提出的问题越具体, 我们能够提供的帮助就越多 在这里, 您可以联系安捷伦分公司或技术支持 在线订购 表 17. 其它安捷伦资源 114

116 词汇表 A a: 见分离因子 A solvent( 溶剂 A): 通常指二元洗脱或梯度洗脱分离中较弱的溶剂 在反相液相色谱 (LC) 中, 溶剂 A 一般为水或含水量较大的混合物 A term(a 项 ):van Deemter 方程中的第一项 参见涡流扩散项和 van Deemter 方程 Adapter( 适配接头 ): 每端螺纹不同的两通接头 ; 通常用于将两种不同类型的管线连在一起 Absorption( 吸附 ): 保留的过程, 其中溶质分配到液体状态的表层中 Activity( 活性 ): 吸附色谱填料表面的相对强度 对硅胶来说, 硅醇基越多, 表面活性越强 可以通过加水或其它极性改性剂与活性位点发生氢键结合, 对活性进行控制, 使表面活性降低 Additive( 添加剂 ): 添加到流动相中改善分离或检测特征的物质 ; 例如, 掩蔽硅醇基作用的竞争性碱 封闭金属位点的螯合剂, 或用于间接光度检测的 UV 吸收化合物等 Adjusted retention time (t R ')( 调整保留时间 t R '): 扣除滞留时间后的保留时间 : t R ' = t R t M, 其中 t R 为保留时间,t M 为滞留时间 ( 不保留的小分子化合物完全通过各孔隙从色谱柱中被洗脱出来所用的时间 ) Adjusted retention volume (V R ')( 调整保留体积 V R '): 扣除滞留体积后的保留体积 ;V R '= V R V M, 其中 V R 为目标峰的保留体积,V M 为滞留体积 ( 相对于色谱柱中流动相总体积的体积 ) 参见死体积和滞留体积 Adsorbent( 吸附剂 ): 吸附色谱所用的填料 硅胶和氧化铝是高效液相色谱 (HPLC) 中最常用的吸附剂 Adsorption( 吸附 ): 溶质与吸附剂表面发生相互作用的保留过程 其作用力可以是强作用力 ( 氢键 ) 或弱作用力 ( 范德华力 ) 对于硅胶, 硅醇基是吸附的驱动力, 任何溶质官能团都可以与该基团发生相互作用, 而保留在硅胶上 吸附主要发生在表面, 而不是渗透或嵌入到固定相涂层内部, 或键合到表面 Adsorption chromatography( 吸附色谱 ): 一种吸附发生在活性固体表面而影响分离的基本 LC 模式 硅胶和氧化铝是最常用的正相吸附剂, 分子通过其极性官能团与填料表面官能团的相互作用而被保留 : 例如, 硅醇基 碳在反相模式中也被用作吸附剂 Adsorption isotherm( 吸附等温线 ): 吸附色谱中, 单位体积流动相中的样品浓度与单位重量固定相中的浓度之比 吸附等温线的形状可以决定溶质的色谱行为 ; 例如, 拖尾峰 前伸峰和色谱柱过载 Aerogel( 气凝胶 ): 在制备过程中, 从凝胶系统中去除分散溶剂后不会使硅胶结构塌陷的一种填料 体积排阻色谱 (SEC) 中使用的硅胶和玻璃珠即为气凝胶的实例, 即使在 HPLC 的高压下仍能保持其结构 可参见干凝胶 Affinity chromatography( 亲和色谱 ): 将特异性配体 比如酶 抗体或激素 与固体基体或载体偶联, 从而能够提供特异生物吸附的技术 这种固定配体只和能与之选择性结合的分子发生作用 未结合的分子将被不保留洗脱出去 然后保留的化合物将以纯化状态被洗脱 亲和色谱一般为一种开 - 关式分离技术 Agarose( 琼脂糖 ): 一种在生物色谱中作为分离介质的高分子量多糖 在凝胶过滤色谱中常以珠状形式存在, 使用水相流动相 Alkoxysilane( 硅氧烷 ): 化学键合相制备中使用的一种反应物 可与硅胶进行下列反应 : R 3 SiOR + SiOH & Si-OSiR 3 + ROH, 其中 R 为烷基 Alumina( 氧化铝 ): 吸附色谱中使用的一种正相吸附剂 氧化铝为多孔吸附剂, 具有弱碱性表面 ; 也可以进行中性和酸性改性 碱性氧化铝比硅胶更有优势, 后者具有酸性表面 115

117 图 61. 拖尾峰实例 ( 经参考文献 3 允许进行修改 ) Asymmetry factor( 不对称因子 ): 表示峰形的因子 不对称因子的计算方法是, 从色谱峰顶点作垂线, 与峰高 10% 处的水平线相交 ; 交点处沿水平线到峰尾的距离 ( 距离 B), 除以交点沿水平线到峰前沿的距离 ( 距离 A), 得到的比值称为峰不对称因子 ( 见图 61) 该比值为 1 代表对称峰, 小于 1 为伸舌峰, 大于 1 为拖尾峰 该值越大, 峰的对称性越差, 大于 2 以上为不合格 Atmosphere (atm)( 大气压 (atm)): 通过 HPLC 柱的压力 2 降数值 ; 1 atm = 14.7 lb/ 英寸 (psi) 可参见 bar 和 pascals Amino phase( 氨基固定相 ): 正相键合相色谱中使用的丙胺基固定相 可与某些溶质分子 ( 如, 醛类 ) 或可与胺发生反应的流动相添加剂产生相互作用 氨基固定相有几种用途 : 作为弱阴离子交换剂, 也可以用水 - 乙腈为流动相分离碳水化合物等 这是一种相对不稳定的固定相 Amphoteric ion exchange resin( 两性离子交换树脂 ): 既带阳离子基团又带阴离子基团的离子交换树脂 这类树脂主要用于离子阻滞, 所有离子型物质都可以从溶液中去除, 因为该树脂上同时存在阴离子和阳离子的功能基 Analyte( 分析物 ): 经由 HPLC 色谱柱进样并被洗脱的目标待测化合物 Analytical Column( 分析柱 ): 用于定性和定量分析的 HPLC 色谱柱 ; 一般分析柱为 4.6 mm 内径 cm( 柱长 ), 但也有更窄内径 ( 低至 0.05 mm 内径 ) 的分析柱 ; 可用不锈钢 玻璃 玻璃内衬不锈钢 PEEK 和其它金属和非金属材料制成 Anion exchange( 阴离子交换 ): 分离阴离子的离子交换过程 合成树脂 键合相硅胶和其它金属氧化物都可以用于这种模式的分析 典型的阴离子交换功能基是四烷基季铵盐, 为强阴离子交换剂 而键合固定相上的氨基是弱阴离子交换的一个例子 Asymmetry( 不对称性 ): 描述色谱峰形的因子 色谱理论认为高斯分布的峰为对称峰 定量测定峰不对称因子, 在峰高 10% 处, 色谱峰顶点到色谱峰后沿的距离与峰顶点到色谱峰前沿的距离之比 不对称性还有其它常用测量方法, 特别是美国药典 (USP) 方法 见图 61, 还可参见 Foley-Dorsey 方程 B β: 参见相比 B o: 参见渗透性 B solvent(b 溶剂 ): 通常指二元洗脱或梯度分离中较强的溶剂 ; 一般为反相 LC 中的有机改性剂或富含改性剂的二元混合物 ( 与水混合 ) B term(b 项 ):van Deemter 方程中的第二项 也可参见纵向扩散和分子扩散项 Backflushing( 反冲 ): 一种柱切换技术, 在进样器和色谱柱之间有一个四通阀, 流动相可以向两个方向流动 使用反冲洗脱柱头上的强驻留化合物 可以对这些化合物进行分析, 也可以只是将其从色谱柱中除去 Backpressure( 反压 ): 同柱头压 柱压 Backpressure regulator( 反压调节器 ): 置于检测器之后的在线设备, 其作用是使流通池保持正压, 最大限度地减少检测器中溶剂气泡溢出的问题 Band( 谱带 ): 指流经并最终洗脱出色谱柱的色谱峰 Band broadening( 谱带变宽 ): 色谱谱带流经色谱柱的过程中, 峰宽增加并伴随稀释的现象 理论上, 色谱峰以窄条形式进样, 如果没有谱带变宽的过程, 每个分离的组分也将以纯化合物的窄条形式被洗脱 谱带变宽的测量是带宽 (t w ), 或, 更准确地说, 是色谱柱的理论塔板数 (N) 有时称为谱带扩散或谱带延伸 参见图

118 Biocompatible( 生物兼容性 ): 指不会发生不可逆吸附或强吸附 使生物分子 ( 如, 蛋白质 ) 失活的色谱柱或仪器部件 通常指无金属或陶瓷的表面和部件 Bonded-phase chromatography( 键合相色谱 ): 液相色谱中最常用的模式, 用化学键合在支持剂上的固定相进行分离 键合相色谱最常用的支持剂是硅胶微粒, 最常见的键合相类型是有机硅烷, 如, 反相色谱中使用的十八烷基硅烷 约 70% 的 HPLC 应用都是用化学键合相完成的 Bonded-phase concentration( 键合相浓度 ): 参见覆盖率 Boxcar chromatography(boxcar 色谱 ): 参见柱切换 图 62. 不同高度的高斯峰宽是该峰标准偏差的函数 ( 经参考文献 3 允许进行修改 ) Bandwidth (t w )( 谱带宽度 t w ): 从色谱柱中洗脱出的色谱 谱带宽度 一般测量方法是, 在高斯峰曲线两侧的拐点处 作切线, 测量基线上两交点间的距离 窄带宽通常代表有 效分离, 也称峰宽 见图 62 Bar:HPLC 中的压力单位, 相当于 1 atm,~ 15 lb/in. 2, 或 0.1 MPa Baseline( 基线 ): 基线是记录设备划出的一条线, 表示 仅有流动相通过时检测器产生的信号 也是计算色谱峰的 峰面积或峰高的初始边界线 Baseline noise( 基线噪音 ): 电流噪音 温度波动 流通 池中气体溢出或流动相溶剂混合不好等原因造成的色谱基 线的不规则变化 ( 短期 ) BET method(bet 方法 ): 由 Bruner Emmett 和 Teller(BET) 三人开发的方法, 通过液氮温度下孔隙内氮吸附 - 凝结测 量表面积 用 BET 方法还可以计算孔隙体积和孔径分布 Bidentate silane( 双配位基硅烷 ): 一种特殊键合相, 硅烷 通过两个硅氧烷基键合在填料表面上, 硅烷上的两个硅原 子以短烃桥连接 Binary mobile phase( 二元流动相 ): 含两种溶剂或缓冲液 的流动相 Breakthrough volume( 穿透体积 ): 某种溶质持续通过色谱柱到开始被洗脱前的体积 与色谱柱体积和该溶质的保留因子有关 在测定特定溶质的色谱柱总样品容量时非常有用 Buffer( 缓冲液 ): 保持 ph 不变的溶液, 阻止因稀释或加入少量酸碱而带来的 ph 改变 Buffer capacity( 缓冲容量 ): 缓冲液缓冲能力的定量测定值 ( 定义为改变 1 升缓冲液 ph 1 个单位所需的强酸或碱的量 ), 或指承受进样缓冲的样品溶液而不改变流动相 ph 的缓冲能力 ; 缓冲容量由 ph 缓冲液 pk a 缓冲液浓度决定 Buffer strength( 缓冲强度 ): 参见离子强度 C C term(c 项 ):van Deemter 方程的传质阻抗项 参见传质和 van Deemter 方程 C8: 参见辛基硅烷 C18: 参见十八烷基硅烷 C4, C8, C18, etc(c4, C8, C18 等 ): 指反相键合相的烷烃链长度 C S : 参见 Langmuir 等温线 Capacity( 容量 ): 参见样品容量 Capacity factor (k')( 容量因子 k'): 色谱参数的旧术语是说明保留的参数 现在由国际提纯和应用化学联盟 117

119 (IUPAC) 定义为保留因子 (k) 参见保留因子的计算方法 Capillary column( 毛细管柱 ): 指内径小于 0.5 mm 的色谱柱 Capillary electrochromatography (CEC)( 毛细管电色谱 CEC): 在毛细管柱内填充色谱吸附剂, 由电渗流而不是压力驱动流动相流过色谱柱的一种混合技术 ; 该技术兼具有 HPLC 填料表面的选择性和毛细管电泳 (CE) 的高柱效 Capillary LC( 毛细管液相色谱 ): 一般指在石英管或其它类型毛细管中进行的 HPLC; 内径一般小于 0.5 mm; 也称微量 LC Capillary micellar electrochromatography( 毛细管胶束电色谱 ): 毛细管胶束电色谱 (MEKC) 的 CEC 版 Capillary tubing( 毛细管管线 ): 连接色谱仪各部件并引导流动相流入适当部件的管线 HPLC 中使用的大多数毛细管管线内径小于 英寸 最窄的有用内径约为 英寸 Capping( 端基保护 ): 同封端 Carbon load( 碳载量 ): 对于硅胶键合相来说, 该术语一般用来描述表面覆盖率或填料表面硅醇基已发生反应并被键合相取代的程度 ; 碳载量越高, 残留硅醇基数越少 碳载量通常用 % 碳表示 ( 比如,12% 碳 ) 在反相 LC 中, 碳载量越高, 分析物保留越大 Carrier( 载体 ): 常在亲和色谱中使用的术语 ; 指结合活性配基 ( 通常通过共价键 ) 的支持剂 ; 也指其它色谱模式 ( 比如, 液液色谱 ) 中的支持剂 Carrier gas( 载气 ): 气象色谱 (GC) 中的流动相 Cartridge column( 卡套柱 ): 一种置于卡套中没有柱端接头的色谱柱 该柱由一根柱管和填料组成, 柱管两端有筛板 卡套柱易于更换, 比带柱端接头的常规色谱柱更经济 更方便 Cation exchange chromatography( 阳离子交换色谱 ): 离子交换色谱的一种, 使用带有分离阳离子官能团的树脂或填料 强阳离子官能团可以是磺酸, 弱阳离子交换官能团可以是羧酸 CE: 毛细管电泳 CEC: 参见毛细管电色谱 CGE: 参见毛细管凝胶电泳 CZE: 参见毛细管区带电泳 Chain length( 碳链长度 ): 反相填料烷烃部分中的碳链长度 用碳原子数表示 (C8 C18, 等 ) 不包括短链 一般为也能连接硅烷的甲基 异丙基和仲丁基 Channeling( 沟流 ): 发生于填料产生的空隙中, 使流动相及溶质的流速比平均流速移动更快, 从而导致谱带变宽 空隙产生的原因是填充不当, 或填充柱床损坏 Check valve( 单向阀 ): 插入到流动液体中的装置, 可以使液流只向一个方向流动 ; 常用于 HPLC 泵的入口和出口部分 Chemisorption( 化学吸附 ): 与填料发生化学反应引起的吸附 这种相互作用大多数都是不可逆的, 通常发生在带反应性官能团的填料上 ( 比如, 硅醇基或键合氨基固定相 ) 化学吸附常见于有强 Lewis 酸位点的金属氧化物固定相 Chiral recognition( 手性识别 ): 手性固定相与两个对映体发生不同相互作用, 使其发生 HPLC 分离的能力 Chiral stationary phases( 手性固定相 ): 为分离对映体混合物而设计的固定相 固体支持剂可以键合或涂覆这种固定相, 在固体支持剂表面产生原位, 或存在于表面孔隙内, 均能与一种对映体结构发生特异性相互作用 Chlorosilane( 氯硅烷 ): 用于制备硅氧烷键合相的化学试剂 ; 反应能力依次为单氯硅烷 < 二氯硅烷 < 三氯硅烷 ; 烷烃部分 ( 十八烷基 辛烷基等 ) 决定了所得键合相的疏水性 ; 也可以用烷氧基硅烷, 但反应活性较低 Chromatogram( 色谱图 ): 在色谱分离过程中, 时间对检测器输出信号或洗脱体积对样品浓度作图的曲线 Chromatograph( 色谱仪 ): 名词 : 用于进行色谱分离的仪器 动词 (IUPAC): 通过色谱柱床进行洗脱分离的行为 Chromatographic conditions( 色谱条件 ): 描述如何进行分析的色谱方法参数 必须提供足够的信息, 从而使分析可以重复, 达到验证的目的 118

120 Classification( 分级 ): 筛分不同粒径填料的过程 ; 一般而言, 在 HPLC 中窄粒径分布由于没有细微颗粒, 能提供更好的柱效和更高的渗透性 可采用沉降 水析和离心等技术完成不同粒径填料的分级 Column backpressure( 色谱柱反压 ): 见柱头压 Column chromatography( 柱色谱 ): 采用色谱柱或柱管填充固定相的色谱形式 开管柱色谱 HPLC 和开管毛细管柱色谱, 都是柱色谱的形式 多数情况下是指用于制备级别的开管柱色谱 Column dead time( 色谱柱死时间 ): 死时间与死体积相关 ; 用死体积除以流速测定 ; 在反相液相色谱中, 常用尿嘧啶测量死体积和死时间 Column length (L)( 柱长,L):HPLC 或 CE 中用于进行液相分离的色谱柱或毛细管的长度 Column packing( 柱填料 ): 固体材料, 通常为多孔固体可具备或不具备化学活性表面的, 填充于色谱柱内, 用于有差异地保留分析物 ; 特指固定相 ; 常用填料为未键合和键合硅胶 树脂 无机 - 有机混合物 石墨化炭黑 Column performance (N)( 色谱柱性能,N): 特指色谱柱柱效 ; 给定化合物的理论塔板数 Column plate number (N)( 色谱柱塔板数,N): 代表柱效 ; 塔板数越高, 该色谱柱的理论塔板数就越高 ; 一般来讲, 用 5-/m d p 多孔填料填充良好的 150 x 4.6 mm 色谱柱的塔板数应在 之间 Column switching( 柱切换 ): 将多根色谱柱通过切换阀连接在一起, 用于更好的色谱分离或样品净化 第一根色谱柱中流出的组分可以切换到两个或更多二级色谱柱上, 再依次被送入其它色谱柱或检测器 ; 有时称为多维色谱 Column volume (V c )( 柱体积,V c ): 未填充柱的体积 ;V c = A c L, 其中 A c 和 L 分别为柱管截面积和柱管长度 Competing base( 竞争性碱 ): 在反相色谱流动相中添加少量碱性化合物, 如三乙胺或二甲基辛胺 (10-50 mm), 抑制碱性分析物与残留硅醇基的相互作用 ; 遵循质量作用定律, 因为竞争性碱的浓度远远大于分析物浓度 也可参见添加剂 Comprehensive two-dimensional chromatography( 全二维色谱 ): 用于各种组分分离的二维色谱 也可参见二维色谱 Controlled surface porosity support( 控制表面孔隙率支持剂 ): 同多孔层珠和薄壳型填料 Counterion( 平衡离子 ): 在离子交换过程中用于从离子位点上取代目标离子的溶液中离子 在离子对形成过程中, 加入流动相中的用于形成溶液中中性离子对的反电荷离子 Coupled columns( 结合柱 ): 柱切换的一种形式, 一根初级柱通过选择阀连接两根二级柱 从第一根色谱柱中流出的组分, 选择性地导入第二和第三根色谱柱进一步分离 该术语还用于表示将两根或更多色谱柱串联在一起, 增加塔板数 Coverage( 覆盖率 ): 指在键合相色谱中, 硅胶支持剂上键合相的量 覆盖率通常用每平方米微摩尔或碳百分含量 (w/w) 表示 Critical micelle concentration( 临界胶束浓度 ): 离子型表面活性剂聚集形成胶束的浓度 ; 胶束加入流动相中通过分配机制改善非离子型物质在 HPLC 和 CE (MEKC) 中的分离 Cross-linking( 交联 ): 在树脂形成三维基质的共聚过程中, 加入一种双功能基单体在相邻聚合物链之间形成交联键 交联的程度由反应中单体的加入量决定 例如, 二乙烯基苯是生产聚苯乙烯离子交换树脂常用的交联剂 树脂的溶胀和扩散性质由其交联度决定 Cyano phase( 氰基固定相 ): 一种末端带 -CN 基团的化学键合相 ; 可以作为一种中等极性的吸附剂用于正相分离, 也可以作为一种短链键合相用于反相分离 Cyclodextrins( 环糊精 ): 由几个 D-(+)- 吡喃葡萄糖单元组成的环状低聚物, 用于手性 HPLC 和 CE 分离 ; 常用的有 a,b 和 g- 环糊精 ; 具有短锥形结构 相对疏水的空腔, 在其两端有一级和二级羟基 ; 基于对对映体不同的包含作用对其进行分离 ; 带衍生羟基的改性环糊精也可用于改变选择性 119

121 D Data acquisition rate( 数据采集速率 ): 指检测器输出的样品采集速率 如需表征一个色谱峰必须至少采集 个数据点 数据采集速率通常用赫兹表示, 定义为当色谱峰通过检测器时, 每秒钟收集多少个数据点 对于快速色谱分析而言, 数据采集速率必须足够快, 以表征一个窄峰 现代检测器的数据采集速率可高达 80 Hz; 也称为数据速率和采样速率 Dead volume (V M )( 死体积 V M ): 色谱柱死体积指小分子 ( 可渗透入填料的所有孔隙 ) 可通过的所有空间 包括空隙体积和空孔隙体积 用 V M 表示 系统死体积包括连接进样器和检测器到色谱柱的管线体积 系统死体积一般通过进样基本不保留的小分子来测定 尿嘧啶 丙酮和硫脲是反相色谱中最常用的测试物质 也可参见调整保留体积 滞留体积和空隙体积 DEAE: 参见二乙氨基乙基 Degassing( 脱气 ): 在使用前或使用中, 去除流动相中溶解气体的过程 溶解的气体可能在检测器流通池内从溶液中逸出, 引起基线尖峰和噪音 溶解的空气可以影响的检测器包括电化学 ( 参与反应 ) 或荧光 ( 造成淬灭 ) 检测器 溶解的气体还可能使泵损失性能 脱气的方式包括加热溶剂 氦气鼓泡或使用真空 ( 用真空瓶 ) 或用一种由可透过气体的物质 ( 聚四氟乙烯 PTFE) 制成的管线在线抽真空 Denaturing HPLC( 变性 HPLC): 用反相 HPLC 研究 DNA 碱基对以分析基因突变 Desalting( 脱盐 ): 将低分子量盐和其它化合物从非离子化和高分子量化合物中去除的技术 一个实例是反相填料通过疏水作用保留样品化合物, 使盐不保留洗脱 另一个例子是使用 SEC 柱排除大分子, 保留较小分子量的盐 Dextran( 葡聚糖 ): 主要用于低压生物色谱的葡聚糖基质填料 ; 例如, Sephadex (GE Healthcare, Piscataway, NewJersey) Diethylaminoethyl (DEAE)( 二乙氨基乙基,DEAE): 一种常用的弱阴离子交换功能基 ( 通常连接在纤维素或 Sepharose [GE Healthcare] 上 ), 用于分离生物大分子 Diffusion coefficient (D M or D S )( 扩散系数,D M 或 D S ): 分子在气体 溶液 (D M ) 或固定相 (D S ) 中的基本参数 用 每秒平方厘米表示 D M 取决于溶质的分子量 温度 溶剂粘度和溶质的摩尔体积 100-Da 的分子在室温下反相色谱中扩散系数一般为 10-5 cm 2 /s Diol phase( 二醇固定相 ): 一种正相和反相使用的亲水固定相 为二醇结构 ( 在脂肪烃链相邻碳原子上有两个羟基 ) 在正相色谱中, 其极性比硅胶弱 在反相色谱中用于分离蛋白质和多肽 Displacement chromatography( 置换色谱 ): 一种色谱技术, 样品置于色谱柱头, 然后用一种比原混合物中化合物与固定相吸附更强的化合物进行置换 然后样品分子被彼此置换, 被强吸附化合物推动 其结果是洗脱的样品溶质区带可能很尖锐 ; 置换技术主要用于制备级 HPLC 应用 Distribution constant (coefficient) (K c )( 分布常数 ( 系数 ) (K c ): 在分配色谱中, 用固定相单位体积表述固定相中的样品浓度, 使用分配系数 K c, 即 V R = V M + K c V S 在固体固定相中, 则用干燥固定相的单位质量 ( 重量 ) 表述固定相中的样品浓度, 即分配系数 KV g 在吸附色谱中, 吸附剂的比表面积需是良好表征的已知值, 固体相中浓度用单位表面积表述 D M : 见扩散系数 d p : 见粒径 D S : 见扩散系数 Dwell time( 驻留时间 ): 与驻留体积相当的时间 ; 由流速和驻留体积决定 Dwell volume( 驻留体积 ): 溶剂混合点 ( 通常在液相色谱仪的混合腔内或比例阀中 ) 与 LC 柱头之间的体积 在梯度洗脱或等度洗脱的溶剂组成改变时, 驻留体积对于使色谱柱在尽可能短的时间内完成流动相组成的变化非常重要 低压混合物系统的驻留体积一般比高压混合系统大 Dynamic coating( 动态涂层 ): 在流动相中添加一种物质, 可以吸附在填料上 ( 或吸附进填料中 ), 或管壁表面, 在 HPLC 中填料上或 CE 中毛细管壁上形成原位涂层 动态涂层的目的是生成新的固定相或去除填料或毛细管壁的活性, 避免发生不需要的相互作用 一个简单的例子是将流动相或分析缓冲液的 ph 调到 3 以下, 使硅醇基质子化并抑制其影响 另一个例子是用亲水聚合物材料对固定相进行涂层, 防止蛋白质的吸收 120

122 E E: 参见分离阻抗 e: 参见颗粒间孔隙率 Eddy dispersion (diffusion) term (l)( 涡流扩散项,l):van Deemter 方程中的 A 项 由于填料粒径和形状及管壁作用造成了轴向流向不稳定, 决定因此影响了塔板高度 ;A = 2 ld p, 其中,l 为色谱柱经验常数 填充良好的色谱柱其典型的 l 值为 某些色谱理论认为, 与流速相关的塔板高度相当于这一过程的理论塔板高度 (HETP) 也称为涡流扩散, 流向不稳定导致峰变宽, 及多通道项 也可参见 van Deemter 方程 e e : 见间隙孔隙率 Effective plate height (H eff )( 有效塔板高度,H eff ): 柱长除以有效塔板数 Effective theoretical plates (N eff )( 有效理论塔板数 N eff ): 同时也被 IUPAC 称为有效塔板数 色谱柱中的真实塔板数, 因为它用死体积校正了理论塔板数 N eff = 16[(t R '/w b ) 2 ], 其 t R 为 ' 调整 R b 保留时间,w b 为该色谱峰的带宽 ( 见图 62) 对于形状和相比差别很大的色谱柱而言, 这一指标比单纯的塔板数更有可比性 Efficiency (N or H )( 柱效,N 或 H): 一般为用方程 N = 16(V R /w b ) 2 = 16 (t R /w b ) 2 计算产生的理论塔板数 (N), 其中 w b 为色谱峰的基线宽度 ( 见图 62) 如果在半峰高处测量峰宽, 则使用下式计算 :N = (V R /w h ) 2 塔板高度 (H) 或 HETP 由 H = L/N 测定 不对称峰的柱效最好用峰的距心和峰形方差进行计算 也可参见 Foley-Dorsey 方程 Effluent( 流出物 ): 从色谱柱流出的流动相 ; 同洗脱物 e i : 见颗粒内孔隙率 Eluate( 洗脱物 ): 从色谱柱流出的流动相与溶质 ; 也称流出物 Eluent( 洗脱液 ): 用于进行分离的流动相 Eluite( 被洗脱物 ): 被洗脱的物质, 分析物, 或样品 Eluotropic series( 洗脱序 ): 在液 - 固色谱或吸附色谱中, 按照溶剂强度增强的顺序排列的一系列常用溶剂 ( 洗脱液 ) 在正相色谱中, 非极性溶剂, 如戊烷应在序列的最低端, 中等极性溶剂, 如二氯甲烷, 应在序列的中间, 强极性溶剂, 如甲醇, 应接近序列的最高端 在反相色谱中, 强度顺序相反, 水最弱, 而乙腈最强 因此, 开发方法或运行梯度时, 洗脱序对溶剂的选择非常有用 也可参见 Snyder e o Elute( 洗脱 ): 通过洗脱进行色谱分离 洗脱一词在旧术语表中多指过展开 Elution( 洗脱过程 ): 流动相流经色谱柱, 将溶质洗出色谱柱的过程 Elution chromatography( 洗脱色谱 ): 最常用的色谱方法, 将样品以一条窄区带置于柱头, 各分析物被分离并从柱末端洗脱 可与置换色谱和迎头分析进行对比 Elution volume (V R )( 洗脱体积 V R ): 指将溶质从色谱柱中洗脱需要的流动相体积 为一个对称峰从进样时算起到最大浓度 ( 顶点 ) 时的体积 ;V R = Ft R, 其中 F 为流速,t R 是目标峰的保留时间 Elutriation( 水析 ): 按斯托克沉淀速度不同使粒径大小不同的填料颗粒分开的技术 常用于分离需要窄粒径范围的离子交换树脂, 如氨基酸树脂 该技术是让水从下向上进入大圆管中, 把未筛分的颗粒加入水流中, 颗粒按密度和粒径不同沉淀在自己的层面上 然后取出特定层面 高纯度球形硅胶有时也用水析筛分 Enantiomeric compound( 对映体化合物 ): 具有手性活性的化合物 ; 这些化合物需要能拆分 R- 和 S- 对映体的分离机制, 特殊色谱柱才能进行这种分离 Endcapping( 封端 ): 用于去除在硅胶与大分子硅烷化试剂 ( 如, 十八烷基三氯硅烷 ) 反应后残留的硅醇基的技术 在小分子硅烷化试剂 ( 如, 三甲基氯硅烷, 或二氯二甲基硅烷 ) 键合硅胶填料表面残留的硅醇基之后, 可以认为该色谱柱已封端 最常用于反相填料, 以最大限度地减少对碱性 可离子化 离子型化合物的不必要吸附 封端反应也用于去除聚合物固定相的末端硅醇基 121

123 Endfitting( 柱端接头 ): 色谱柱柱端的接头, 可连接进样器或检测器 大多数 HPLC 柱端接头都有截留填料的筛板, 死体积小, 能最大限度地减小谱带变宽 通常用不锈钢制成, 但也可使用聚醚醚酮 (PEEK) 和其它聚合物材料 e T : 见总孔隙率 Exchange capacity( 交换容量 ): 见离子交换容量 Excluded volume( 排阻体积 ): 见间隙体积 Exclusion chromatography( 排阻色谱 ): 见离子排阻色谱和空间排阻色谱 Exclusion limit( 排阻限 ): 超出分子量 ( 或体积 ) 上限的分子将以相同保留体积被洗脱, 这一体积称为排阻体积 许多 SEC 填料的排阻限已知 例如, 多孔硅胶 105 柱将排阻分子量大于 的分子 ( 基于聚苯乙烯校正标样 ) Exclusion volume (V 0, V ei )( 排阻体积,V 0, V ei ): 一个分子在 SEC 填料上的最小保留体积, 在此填料中所有比最大孔隙大的分子都被完全排阻 这些分子不能进入到孔隙内, 直接通过色谱柱的间隙 ( 颗粒间 ) 被洗脱出来 Exponentially modified Gaussian peak( 指数修正的高斯峰 ): 高斯峰由于过慢通过检测器或体积过大将导致非对称峰 经常作为柱每秒所产生拖尾峰的模型 Foley-Dorsey 方程的基础 也可参见 Foley-Dorsey 方程 Extracolumn effects( 柱外效应 ): 除色谱柱本身以外所有色谱系统部件的总谱带展宽效应 为保持柱效必须将柱外效应降至最低 谱带展宽的原因包括进样器设计 进样体积 连接管线 柱端接头 筛板 检测器池体积以及检测器内部管线 所有这些因素的不同都会导致谱带展宽的不同 Extracolumn volume( 柱外体积 ): 有效进样点到有效检测点之间排除色谱柱中包含固定相部分的体积 包括进样器 连接管线和筛板, 以及检测器的体积 它决定了柱外效应 F Fast LC( 快速 LC): 使用填充了小粒径填料 (3- 或 5 µm d p ) 的常规内径 (2-6 mm) HPLC 短柱进行分析 分离常在几分钟内, 甚至几秒内完成 Fast protein LC (FPLC)( 快速蛋白质 LC): 特指蛋白质分离的专用 HPLC 术语 FPLC 中通常使用玻璃柱 中等耐压和球形填料微粒 Flash chromatography( 快速色谱 ): 有机合成人员用于进行快速纯化的经典 LC 的极快速形式 主要采用正相模式, 有时也用反相色谱 Flow rate (F)( 流速,F): 流动相流经 LC 柱的流量速率 常规 4.6 mm 内径 HPLC 柱的一般流速为 1-2 ml/min Flow resistance parameter (F)( 流阻参数 F):F = d p2 /B o, 其中 B o 为渗透率 也可参见渗透率 Fluoro phase( 含氟固定相 ): 脂肪族和芳香族反相填料的一种, 其中键合相的重要成分是氟取代的 有时也称为含氟固定相或全氟固定相 一般这种固定相具有与烃类固定相不同的选择性 Foley-Dorsey equation(foley-dorsey 方程 ): 对由于柱外体积造成的峰展宽所致拖尾峰的塔板数和保留时间的修正 见参考 3 FPLC: 见快速蛋白质 LC Fractionation range( 分离范围 ): 指 SEC 中凝胶或填料的操作范围 在该范围内, 填料可以按分子大小对其进行分离 此范围的上限, 是不能扩散到孔隙内而发生排阻的过大分子 此范围下限, 是可以扩散进入到所有孔隙内, 在填料中完全扩散的小分子, 需要渗透体积才能被洗脱 ( 未分离 ) Frit( 筛板 ): 在色谱柱两端截留柱填料的多孔配件 每根柱管的末端都要配置, 更常见的是置于柱端接头中 筛板可以是不锈钢或其它惰性金属或塑料的, 如, 多孔 PTFE 或聚丙烯 筛板的孔隙必须小于 HPLC 柱中的最小填料颗粒 ; 否则颗粒将通过筛板, 造成填料流失 F: 参见流速 F: 参见流量阻抗参数 122

124 Frontal analysis( 迎头分析 ): 一种将样品连续加到色谱柱上, 吸附最弱的化合物流动速度最快, 从而得到其最纯状态的色谱技术 在第一种洗脱的化合物之后被洗脱的是次弱吸附的化合物, 第一种和第二种化合物之后是第三弱吸附的化合物, 依次类推, 直到最初的样品从色谱柱出口洗脱 迎头分析很少使用, 主要是一种制备技术 Frontal chromatography( 迎头色谱 ): 同迎头分析 Fronting( 前伸峰 ): 在色谱图中峰前半部分 ( 顶点之前 ) 锥度超过后半部分的峰形 ; 即, 前半部分的坡度小于后半部分 该峰前沿呈不对称分布 前伸峰的不对称因子值小于 1 拖尾峰则与之相反 前伸峰可能是由于等温线中的正曲度及使用了填充柱较差造成的上样量过大引起的 G g: 障碍或曲度因子 分子扩散项 也可参见曲度 Gaussian curve( 高斯曲线 ): 一种基于数学方程的标准误差曲线, 为对称的铃铛形谱带或峰 大多数色谱理论都认为色谱峰是高斯峰 用峰的最高位置测定保留时间, 前述柱效方程也假设色谱峰为高斯峰形 参见图 62 Gaussian peak( 高斯峰 ): 峰形遵循下列方程的色谱峰 : C = C max exp[-(t - t R ) 2 /2σ 2 ] Gel( 凝胶 ): 凝胶色谱或凝胶渗透色谱 (GPC) 中使用的固体填料 凝胶包含两部分 : 被分散介质 ( 固体部分 ) 和分散介质 ( 溶剂 ) 也定义为胶状分散的固体和液体, 其中固体为连续相 Gel filtration chromatography (GFC)( 凝胶过滤色谱,GFC): 又称为水相体积排阻色谱 用水相流动相进行 一般指在软胶 ( 葡聚糖 ) 上进行的依据分子体积进行的分离, 但也可以使用高度交联的聚合物 硅胶和其它多孔介质 大多数凝胶过滤分离都应用于生物聚合物和水溶性聚合物 如聚丙烯酸 的分离 Gel permeation chromatography (GPC)( 凝胶渗透色谱,GPC): SEC 是用有机相作为流动相, 用于聚合物的分离和表征 使用水相流动相的 SEC 称为水相 GPC GFC 或水相 SEC GFC: 参见凝胶过滤色谱 Gigapores: 见灌注色谱 GPC: 见凝胶渗透色谱 Gradient( 梯度 ): 溶剂强度随时间变化 ( 一般是溶剂强度增强 ), 逐渐洗脱保留较强的分析物的过程 通常, 梯度可以是二元 三元和四元混合溶剂, 其中各种溶剂混合以达到适当强度 Gradient delay volume( 梯度延迟体积 ): 见驻留体积 Gradient elution( 梯度洗脱 ): 通过在色谱分离过程中逐渐增加流动相强度而缩短分离时间的技术 也称为溶剂编程 梯度可以是连续的, 也可以阶梯式的 HPLC 常用二元 三元和四元溶剂梯度 Graphitized carbon( 石墨化炭黑 ): 石墨化炭黑是由非石墨碳经石墨化加热处理后制备的多维或至少三维六角晶型序列石墨化碳 ; 这种填料对水相样品和水溶性的有机提取物中的极性化合物具有强亲和作用 常用于食品样品中的农药分析 Graphitized carbon packing( 石墨化炭黑填料 ): 一种由纯石墨化炭黑组成的反相填料 具有目标吸附特性, 如, 对邻 间和对位芳香化合物和顺反异构体等几何异构体的分离 Guard column( 保护柱 ): 安装于进样器和分析柱之间的小柱 可保护分析物不被样品颗粒和强保留物质污染 保护柱一般填充和分析柱相同的填料, 通常具有相同的内径 但它更短 更便宜, 一般在发生污染后丢弃即可 一体化的保护 - 分析柱系统与保护柱和分析柱分开的系统相比, 连接管线所带来的柱外效应更小 H h: 折合板高 定义为 HETP/d p, 其中 HETP 相当于理论塔板数的塔板高度,d p 是填料颗粒直径 也可参见折合板高 H: 同 HETP 也可参见柱效 h: 参见粘度 123

125 Head pressure (Dp)( 柱前压,Dp): 色谱柱入口和出口的压力之差, 用每平方英寸磅表示 填充一般孔隙率 (0.5) 的球形填料色谱柱, 其柱前压可由下列方程估算 :Dp= 3000Lh/ t M d 2 p, 其中 L 是色谱柱的柱长 ( 以厘米为单位 ),h 为流动相的粘度 ( 以厘泊为单位 ),t M 是色谱柱的滞留时间 ( 以分钟为单位 ),d p 为填料直径 ( 以微米为单位 ) 压力可以用每平方英寸磅 巴 大气压或帕斯卡表示 Heart cutting( 中心切割 ): 指在制备 LC 中, 对色谱峰中心纯度最高的部分进行馏分收集 该术语也用于柱切换 H eff: 见有效塔板高度 Helium sparging( 氦气鼓泡 ): 见脱气 氦在大多数常用液体中的溶解度都非常低 HETP: 理论塔板数对应的高度 来自于蒸馏理论 ; 柱效的一种表达方式 ;HETP = L/N, 其中, L 为柱长,N 是理论塔板数 对于 5 µm 粒径填充良好的 HPLC 柱,HETP 应为 2-3 d p,hetp( 或 H) 值一般在 mm 范围内 也可参见柱效和 h High performance CE( 高效毛细管电泳 ): 一种在小直径毛细管内 缓冲的电导液中 高电压下 ( 可高达 V) 使用的, 基于不同电泳淌度对离子型分子进行分离的技术 非离子型 ( 中性 ) 分子可以用 MEKC 分离 High performance liquid chromatography (HPLC)( 高效液相色谱 HPLC): 液相色谱技术的现代 全仪器化形式, 采用小粒径填料和高压 有时称为高压 LC High pressure mixing( 高压混合 ): 一种 HPLC 系统的配置, 溶剂用多个泵 ( 一般为 2 个 ) 高压混合 ; 这种系统与在单泵前用比例阀进行混合的低压混合系统相比, 梯度延迟体积更低 Holdup volume (V M )( 滞留体积,V M ): 柱内流动相总体积, 无论其在哪里 ;V M =V e + V, i 其中 V e 为间隙体积,V i 为颗粒内体积 也称为色谱柱空隙体积 IUPAC 提出应将死体积这一术语从这个概念中删除 死体积的使用限于流动相系统没有流经的区域 进样可通过所有孔径的不保留物质对滞留体积进行测量 也可参见间隙孔隙率和颗粒内孔隙率 HPLC: 见高效液相色谱 Hybrid silica( 杂化硅胶 ): 包含有机和无机两部分的硅胶, 兼具聚合物填料和硅胶填料的性质 用含有机官能团的硅烷合成 与未加修饰或未涂层硅胶相比, 具有不同的选择性和更高的 ph 稳定性 Hydrodynamic volume( 流体力学体积 ): 由分子在自由溶液中的有效半径决定的分子体积, 其流体动力学半径由分子在溶液中以其中心轴旋转的半径决定 SEC 中使用该术语定义分子形状, 解释为什么同样分子量的分子常具有不同的洗脱体积 用斯托克半径测定 Hydrophilic( 亲水的 ): 希腊语 亲水 一般指完全与水兼容的固定相和水溶性分子 用于分离蛋白质的许多色谱柱 如离子交换 SEC 和亲和柱等 都具有亲水性, 不会发生水相环境的蛋白质不可逆吸附或变性 Hydrophilic interaction chromatography( 亲水相互作用色谱 ): 反相 HPLC(RPC) 的一种替代技术, 用于分离在 RPC 中可能只有微弱保留的强极性分析物,HILIC 需要高比例非极性流动相和极性固定相, 与正相色谱 (NPC) 的需求相似 但不同的是,NPC 使用非极性溶剂 ( 如, 正己烷和二氯甲烷 ), 其流动相不含水, 而 HILIC 的流动相中需要含一定量水, 以维持固定相表面对分析物可能有选择性分配的富水层 另外, 使用与水相溶的有机溶剂而不是 NPC 中与水不相溶的溶剂 在 HILIC 中, 使用的吸附剂包括未修饰硅胶 键合二醇和聚羟乙基天冬酰胺 极性分析物具有良好保留, 按亲水性逐渐增大的顺序洗脱, 与 RPLC 正好相反 Hydrophobic( 疏水的 ): 希腊语 恐水 指与水不兼容的固定相或一般不与水亲和的分子 疏水分子基本上没有极性官能团 大多数具有高含烃量 ( 脂肪族和芳香族 ) 官能团 Hydrophobic interaction chromatography( 疏水相互作用色谱 ): 使用弱极性 ( 非烃类 ) 填料通过其疏水部分的相互作用和填料表面的疏水位点对分子进行分离的技术 流动相使用高浓度盐溶液, 通过改变盐浓度进行分离 该技术类似于从溶液中盐析分子 梯度洗脱为逐渐降低盐浓度 常用该技术分离在常规反相色谱的有机溶剂中极易变性的蛋白质 疏水相互作用色谱中一般很少使用或不使用有机溶剂 124

126 Hydroxyapatite( 羟磷灰石 ): 一种化学上类似于骨骼和牙齿的多孔羟基磷酸钙类固体 是分离核酸成分 单克隆抗体和蛋白质等的生物色谱的填料 Hyphenated techniques( 联用技术 ): 指以其首字母缩写而闻名的一系列技术, 包括 LC- 质谱 (MS) LC- 傅里叶变换 IR 光谱 (FTIR) 和 LC-MS-MS 也可参见多维色谱 I IC: 参见离子色谱 Immobilized metal-affinity chromatography( 固定金属亲和色谱 ): 参见金属亲和色谱 Immunoaffinity chromatography( 免疫亲和色谱 ): 一种将抗体键合或固定在 HPLC 支持材料表面的特殊分离形式 根据分子识别机制, 被抗体作为特异性靶标的分析物, 通过抗原 - 抗体相互作用被选择性地保留, 而从复杂混合物中分离出来 洗脱干扰物之后, 改变流动相条件, 将强结合的分析物释放出来 Imprinted phases( 印迹固定相 ): 依据模板或印迹分子产生的聚合物和硅胶固定相 这种固定相能够提高对模板分子的选择性 Included volume( 渗入体积 ): 也称为全渗入体积 小分子完全进入到色谱柱的全部孔隙空间的洗脱体积 也可参见体积排阻色谱 Indirect detection( 间接检测 ): 用于检测没有紫外吸收或无荧光的分析物 将具有 UV 吸收的化合物或荧光化合物加入流动相中, 保持高背景信号 ; 当无吸收或无荧光的分析物洗脱时, 背景被稀释, 这样就检测到了分析物的负峰 当分析物表现为增加指示物浓度时, 将产生一个正峰 检测到负信号时, 检测器信号反向传送到输出设备 Infinite diameter column effect( 无限直径柱效应 ): 一定柱长下, 进样到填充柱床中心的样品, 按半径方向扩散展开, 但不能触及柱管壁, 管壁效应可能导致谱带变宽 John Knox 观察到一个现象, 从色谱柱中心收集的样品峰比靠近管壁处收到的样品峰, 柱效更高 无限直径效应取决于柱长 内径 粒径和流动相性质 在 HPLC 中很少应用 Injection solvent( 进样溶剂 ): 将样品进样到色谱柱所用 的溶剂 ; 溶剂应与流动相强度相当或略低, 可防止使用较强溶剂时发生的延色谱柱过早的运动 Inlet( 入口 ): 溶剂和样品进入色谱柱的起始部位 入口筛板通常可以截留填料, 某种情况下, 对填充柱床起到保护作用 Inlet/outlet check valves( 入口 / 出口单向阀 ):LC 泵上的单向阀使流动相沿一个方向而不是相反方向流动 入口单向阀使流动相从溶剂瓶流入泵, 出口单向阀使流动相从泵流入色谱柱 Inlet filter( 入口过滤器 ): 连接到泵的入口管路上的过滤装置, 在溶剂达到泵之前去除流动相中的颗粒物 ; 溶剂瓶过滤头是置于溶剂瓶中的一种入口过滤器 Inline filter( 在线过滤器 ): 一种防止颗粒物损坏色谱柱的装置 现代低体积 在线过滤器可以置于进样器和色谱柱之间, 对谱带变宽没有大的影响 在这个位置上的过滤器可以防止样品颗粒进入柱床或柱入口筛板 Interparticle porosity (e e )( 颗粒间孔隙率,e e ): 每单位柱体积的填充柱颗粒间体积 ;e e = V e /V c, 其中 V e 为间隙体积,V c 为总体积 也可参见间隙孔隙率 Interparticle volume (V o )( 颗粒间体积,V o ): 在填料颗粒之外的流动相体积 Interstitial porosity (e e )( 间隙孔隙率,e e ): 柱填料颗粒间 ( 间隙 ) 的体积比率 ;e e = V e /V c Interstitial velocity (u e )( 间隙流速,u e ): 洗脱液流经色谱柱从填料颗粒周围流过的实际速度 ;u e = F/A c e e 间隙流速是计算折合流速的基础 Interstitial volume (V e )( 间隙体积 ): 填料颗粒之间的体积 不包括颗粒孔隙内的体积 也称为排阻体积 ( 见 SEC) 和颗粒间体积 通过进样不进入任何孔隙 不与填料表面发生相互所用的分子测得 在 SEC 中, 该体积用 V o 表示 Intraparticle porosity (e i )( 颗粒内孔隙率,e i ): 填料颗粒孔内的体积比率 :e i = V pore /V particle Intraparticle volume (V i )( 颗粒内体积,V i ): 填料颗粒孔内体积 也称内体积和渗入体积 可以用 BET 法或汞压入孔隙率法测定 125

127 Ion chromatography (IC)( 离子色谱,IC): 一种离子交换技术, 用低离子交换容量的离子交换剂和稀缓冲液, 测定低浓度有机和无机阴阳离子 常用电导检测器 IC 有两种操作形式 : 抑制型 IC, 用第二根色谱柱或膜分离器去除分析物中的缓冲液反离子, 同时用氢离子或氢氧根离子置换, 将缓冲液转换成不带电荷的物质, 起到抑制背景 提高灵敏度的作用 在非抑制型 IC 中, 选择低浓度 弱电导的缓冲液, 所有洗脱物都流经检测器, 离子在背景信号之上被检测 Ion exchange capacity( 离子交换容量 ): 填料上能够参与离子交换过程的离子型位点数 离子交换容量用每克毫当量 (mequiv) 表示 典型的聚苯乙烯 - 二乙烯基苯强阴离子交换树脂的容量为 3-5 mequiv/g IC 所用的交换剂容量非常低 弱阴离子和弱阳离子交换剂的容量随 ph 改变而发生显著变化 Ion exchange chromatography( 离子交换色谱 ): 在填料的阳离子或阴离子位点上分离离子型物质的一种色谱模式 样品离子, 通常带反离子, 与填料上已存在的离子基团发生交换 保留大小基于不同离子对该位点的亲和性, 以及其它溶液参数, 如,pH 离子强度和反离子类型等 离子色谱基本上是一种离子交换技术 Ion exclusion( 离子排斥 ): 用离子交换树脂使离子化溶质与非离子化或部分离子化溶质分离的过程 唐南电位使分离得以进行, 即, 离子型溶质在溶液中的浓度比在固定相中的更高, 而非离子型溶质则均匀分布在流动相和树脂之间 因此离子型溶质比非离子型溶质的通过色谱柱的速度更快 当用反相色谱在使硅醇基离子化的 ph 条件下分离阴离子时, 也存在离子排斥现象 Ionic strength( 离子强度 ): 离子强度是电解质溶液的特性 通常表示为电解质离子之间的平均静电相互作用 其与电解质浓度有关, 但离子强度与电解质浓度的主要区别在于, 如果某些离子带更高的电荷, 前者将更高 流动相的离子强度越高, 其对于离子分析物或吸附位点的竞争力就越强 如, 钙 氢 银 ) 分离碳水化合物的技术, 其分离机制是络合而不是离子交换 Ion-pair chromatography( 离子对色谱 ): 一种色谱形式, 溶液中的离子可以成对或被中性化, 以离子对的形式在反相柱上得到分离 离子对试剂一般为含烷烃链的离子型化合物, 具有一定疏水型, 因而形成的离子对可以在反相柱上保留 保留与烷烃链的长度和离子对添加剂的浓度成正比 正相色谱中也有离子对, 离子对的一部分是动态添加的吸附剂, 不过这项技术的应用不如反相色谱中普遍 也称为离子相互作用色谱或动态离子交换色谱, 要强调的是, 用户有时也不清楚添加剂是如何控制保留的确切机制细节 Ion retardation( 离子阻滞 ): 指使用两性离子交换树脂, 阻滞离子型分子, 并让非离子型分子或非电解质先洗脱 Ion suppression( 离子抑制 ): 水相流动相可以在特定 ph 下发生缓冲作用, 抑制溶质的离子化 例如, 弱羧酸的离子抑制是将 ph 调节到其 pk a 值以下 在反相色谱中用于改善弱酸和弱碱的峰形 Irregular packing( 不规则填料 ): 指填料的形状 不规则填料有各种粒径 将碾碎的固体填料用分离机械按粒径筛分成窄范围填料颗粒 在分析型 HPLC 中球形填料比不规则填料更常用, 但在制备型 LC 中价格便宜的不规则填料仍有广泛用途 Irreversible adsorption( 不可逆吸附 ): 将把与吸附剂有极强亲和力的化合物进样到色谱柱上时, 将产生强烈吸附, 不能从柱上洗脱 样品与吸附剂表面之间发生化学反应, 就是不可逆吸附的一个例子 也可参见化学吸附 Isocratic( 等梯度 ): 在 LC 中洗脱剂组成不随时间而变 Isotherm( 等温线 ): 见吸附等温线 Isothermal chromatography( 等温色谱 ): 采用恒温条件 绝大多数 LC 都是在等温条件下进行的 Ion-moderated partitioning chromatography( 离子调节分配 色谱 ): 一种用强阳离子交换填料 ( 特殊的阳离子形态, 126

128 K k: 见保留因子 k': 旧术语, 已被 IUPAC 批准的术语保留因子 (k) 取代 K: 见分配系数 k A/B : 见选择性系数 Kc: 见分布常数 ( 系数 ) Kieselguhr( 硅藻土 ): 柱色谱中使用的硅藻类土, 也可作为样品净化介质 只有弱吸附性, 可以用作液 - 液色谱的支持剂 HPLC 中很少使用 Kinetic Plot( 动力学曲线 ): 动力学曲线是表征柱效实际极限的方法, 根据压力降限制的塔板数 (N ) 对理论塔板 (H) 和分离阻抗 (E ) 作图 动力学曲线保留了 van Deemter 曲线显示的信息, 但还包含了柱床渗透性的信息 参见 Poppe 曲线 Knox equation(knox 方程 ): John Knox 对 van Deemter 方程的改良, 其中 A 项为涡流扩散乘以 u1/3, 其中 u 为间隙洗脱液流速 一般用无因次或折合塔板高度 (h) 及折合流速 (v) 等表示,h = Av 1/3 + B/v + Cv 也可参见 van Deemter 方程 L L: 见柱长 Laminar flow( 层流 ): 液体在粘滞力比惯性更强的条件下移动时, 产生的不随时间变化的平坦液流 层流用低雷诺数 ( 见雷诺数 ) 表征 在一个圆筒状管路中, 中心的液流比管壁的液流流动更快, 呈现以中心流速为顶点的抛物线形分布 在柱床中的这种间隙轴向流速不均衡性, 也是导致填充柱内峰变宽的原因 Langmuir isotherm(langmuir 等温式 ): 等温式的一种特殊形式 :C S = N0C M /(K d + C M ), 其中 C S 和 C M 是溶质在固定相和流动相的平衡浓度,N 0 是可用的表面吸附位点数,K d 是吸附结合常数 LC: 见液相色谱 Ligand( 配位体 ): 在配位交换色谱中, 指固定相进行配位交换的分析物 在亲和色谱中, 指与支持剂偶联构成亲 和柱的生物特异性物质 酶 抗原, 或激素等 在键合相色谱中, 指与表面共价结合的部分 Ligand exchange chromatography( 配位交换色谱 ): 螯合配位体添加到流动相中, 被填料吸附的一种技术 这些被吸附的分子充当了特定溶质的螯合剂 例如, 可以将铜盐加入流动相中, 与氨基酸螯合并使其分离 螯合树脂具有类似的功能 : 螯合基团与聚苯乙烯骨架化学键合 Linear elution adsorption chromatography( 线性洗脱吸附色谱 ): 指在吸附等温线的线性部分所进行的吸附色谱 由 Lloyd Snyder 创造的术语 Linear velocity (u)( 线性流速,u): 流动相流经色谱柱时的流速 用厘米 / 秒表示 与色谱柱横截面积的流速有关 用柱长除以不保留化合物的保留时间测得 也可参见空隙时间 Liquid chromatography (LC)( 液相色谱,LC): 一种流动相为液体的分离技术 多数在色谱柱内进行 Liquid-liquid chromatography( 液 - 液色谱 ): 一种最早的 HPLC 分离模式 ; 在二十世纪七十年代初期化学键合相出现后即已不再使用 同分配色谱 Liquid-solid chromatography( 液 - 固色谱 ): 同吸附色谱 Loadability( 负载能力 ): 可以加载到色谱柱上的分析物最大量, 如果超过这个量就不能够达到分离所需纯度和回收率的要求 ; 在制备色谱中非常重要 Loading (phase loading versus sample loading)( 荷载量, 固定相荷载量与样品荷载量 ): 涂层或键合在固体支持剂上的固定相量 在液 - 液色谱中, 液体固定相的量以毫克 / 克填料计 在键合相色谱中, 荷载量可以用毫摩尔 / 平方米, 或碳百分含量 (w/w) 表示 也称为覆盖率或表面覆盖率 还有另一种不相关的概念, 即, 进样到分析柱或制备柱上的样品质量 ; 制备柱经常在过载条件下操作, 以得到更高通量 log k w :log k 对反相 LC 中有机改性剂体积作图的外推截距 也可参见 S Longitudinal diffusion( 纵向扩散 ): 同分子扩散项 van Deemter 方程中的 B 项 也可参见 van Deemter 方程 Low pressure mixing( 低压混合 ): 参见高压混合 127

129 M µ: 见电泳淌度 Macroporous resin (macroreticular)( 大孔树脂 ( 大网络树脂 )): 具有分子级微孔或几百埃大孔的交联离子交换树脂 这种大孔树脂内表面积较大可让大分子进入 Mass transfer (interphase)( 传质 ( 相间 )): 溶质在流动相和固定相之间运动的过程 van Deemter 方程的 C 项, 称为相间传质项 传质过程越快, 柱效越高 在 HPLC 中, 传质速率慢是影响柱效的最重要因素 可以通过使用小粒径填料 薄固定相层 低粘度流动相和高温, 提高传质速率 Mean pore diameter( 平均孔径 ): 多孔填料的平均孔径 最常用 BET 法测定, 假设为均匀的圆柱状孔, 可用 4 倍孔隙面积除以表面积 (4V/A) 计算得到 孔径的重要之处在于, 溶质分子必须能在孔内外自由扩散, 才能与固定相表面发生相互作用 另外, 孔之间必须贯通良好, 具有最少的闭塞点, 从而允许分子可以通过通道进入到孔内的任何部分 在 SEC 中, 填料有不同的孔径, 因此可以分离不同体积的分子 典型的物质, 如硅胶, 最常见的孔径是 60- 和 100 Å 孔径大于 300 Å 可用于生物分子的分离 孔隙一般分为微孔 (<20 Å) 中等孔 ( Å) 和大孔 (>500 Å) 三个级别 MECC: 参见胶束电动毛细管色谱 Megapores: 参见灌注色谱 MEKC: 参见胶束电动毛细管色谱 Metal-affinity chromatography( 金属亲和色谱 ): 一种特殊的配位交换色谱, 用特定金属离子 ( 一般为铜 (II) 锌 (II) 和铁 (II)) 的特殊亲和性分离生物聚合物 Metalophile ( 嗜金属 ): 一种对硅胶表面活性酸性硅醇基有高亲和性的化合物 通常为强碱性胺或多功能基羧酸酯或酚 Method development( 方法开发 ): 对包括样品预处理在内的分离过程进行优化, 以得到可重现的 耐用的分离方法 一般来说, 重点是筛选固定相 洗脱液和色谱柱温的组合, 提供足够的 ( 如果不是最优化的 ) 分离 Method validation( 方法认证 ): 对方法进行测试, 检查其保留时间 分离度以及对目标组分的定量是否能符合需求的准确度和精密度的过程 Micellar chromatography( 胶束色谱 ): 向流动相中加入胶束进行分离 胶束可以作为置换剂或分配剂, 为改变选择性提供另一个参数 胶束色谱和 MEKC 中使用的表面活性剂浓度大于其临界胶束浓度 Micro-LC( 微量 LC): 泛指分离所用色谱柱内径比常规柱窄的技术 在色谱柱内径小于 0.5 mm 的 HPLC 中常用微量 LC 这一术语 ; 在样品量有限的高灵敏度分析中, 以及当使用某种 LC-MS 电离技术, 需要进入离子源的溶剂体积必须尽可能小的时候, 也使用微量 LC Microbore( 微径 ): 指在 HPLC 中使用的, 比常用内径更小的色谱柱 一般认为 2 mm 及以下的色谱柱为微径柱 0.5mm 及更小的内径称为微量 LC 柱 Microchip devices( 微芯片装置 ): 基于硅 玻璃和其它类型的微加工芯片, 通过这一装置可以将实验微缩到单通道或多通道微液流环路中进行 这种装置可用于 CE 和 CEC 成本较低并且是一次性的 目前进行分离的微型装置还处于初级阶段, 今后其应用还将进一步扩展 Microparticulate( 微粒 ):HPLC 中使用的小颗粒填料 一般来说, 粒度小于 10 mm 的全多孔填料即为微粒 Microporous resin( 微孔树脂 ): 同微网状树脂 Microreticular resin( 微网状树脂 ): 具有与分子大小相符合的, 交联 合成的开口孔隙, 离子交换树脂 在窄孔内的扩散可能受影响, 存在离子交换率低和柱效差的问题, 尤其对于大分子而言 Migration rate( 迁移速率 ): 见电泳淌度 Migration time (tm)( 迁移时间,t m ): 在毛细管电泳中, 带电荷分子从进样点移动到检测点所用的时间 与滞留时间不同 (t M ) Minimum plate height( 最小塔板高度 ):van Deemter 曲线以 H 对 v 作图得到的最低值 该值代表从特定色谱柱和流动相系统得到的最大理论塔板数 一般出现在极低流速下 也称为最佳塔板高度 通常为良好填充色谱柱粒径的 2-3 倍 128

130 Mixed-bed column( 混合床色谱柱 ): 同一根柱子上填充了两种或更多固定相, 常用于 IEC( 阴离子和阳离子混合树脂 ) 和 SEC( 不同孔径填料的混合物 ) 中 在 IEC 中其优势是既去除了阳离子化合物, 也去除了阴离子化合物 在 SEC 使用是因为可以在同一根色谱柱上得到更宽的分子量范围 Mixed-mode separation( 混合模式分离 ): 在一根色谱柱上得到的, 由双重保留机制进行的具有不同保留和选择性的分离 例如, 在中到高 ph 下, 带硅醇基的反相柱, 可以利用离子化硅醇基的疏水相互作用和离子相互作用进行分离 有时, 混合模式分离对提高选择性 ( 谱带间隔 ) 很有帮助, 但可能会造成不对称峰, 如果需要在后续批次的填料中精确控制这些相互作用的平衡将会比较困难 Mobile phase( 流动相 ): 推动溶质流经色谱柱的溶剂 在 LC 中, 流动相与溶质和固定相同时发生相互作用, 因而对分离有重大影响 Mobile phase strength( 流动相强度 ): 参见溶剂强度 Mobile phase velocity (u M )( 流动相流速,u M ): 流动相流经填料柱床的速度 ;u M = L/t M, 其中 L 为柱长,t M 是滞留时间, 也可参见调整保留体积 滞留体积和死体积 Mobility( 淌度 ): 参见电泳淌度 Modifier( 改性剂 ): 改变流动相性质的添加剂 例如, 甲醇是反相中的强溶剂, 有时称为改性剂 ( 水是弱溶剂 ); 有时其它添加剂 竞争性碱, 如, 三乙胺, 或离子对试剂 也称为改性剂, 但称其为添加剂才更贴切 也可参见添加剂 Molecular diffusion term (B term)( 分子扩散项,B 项 ): 指 van Deemter 方程中的 B 项 ( 第二项 ) 也称纵向扩散项或轴向扩散项 它只在流速非常低 ( 在最小塔板高度以下 ) 时起主要作用, 此时各溶质可能在色谱柱上存在纵向 ( 纵深 ) 扩散 对 B 项的影响来自流动相中的扩散, 为 2gD M, 其中 g 为障碍因子 ( 一般为 ),D M 是扩散系数 也可参见 van Deemter 方程 Molecular weight distribution( 分子量分布 ): 聚合物样品分子的分子量分布 分布可以定义为重量平均值和数量平均值 分子印迹相 : 参见印迹固定相 Monodisperse particles( 单分散填料颗粒 ): 粒径分布窄 的填料颗粒 也可参见多分散颗粒 Monomeric phase( 单体固定相 ): 指单个分子键合到支 持剂上的键合相 对于硅胶来说, 单体固定相是由一氯烷 烃 芳烃或烷氧基硅烷制备而成的 聚合物固定相通常用 二或三氯硅烷或烷氧基硅烷反应物, 在水存在下制备而 成的 Moving zone( 移动区带 ): 与流动相不同, 移动区带指色 谱柱中间隙部分的流动相部分 也可参见固定相 Multidimensional chromatography( 多维色谱 ): 使用两根 或更多色谱柱或使用不同的色谱技术, 以获得更好的分 离 用于样品净化 提高分离度 提高通量和增加峰容 量 也可以在馏分收集, 重新进样到第二根色谱柱上离线 使用, 或者通过切换阀在线使用 也称为双柱色谱 柱切 换 多柱色谱和 boxcar 色谱 N n: 见峰容量 N: 理论塔板数 ;N = 16(t R /w b ) 2, 其中 t R 为保留时间,w b 是峰底宽 是说明色谱柱柱效的参数 有时按下式计 算,N = 5.54(t R /w h ) 2, 其中 w h ( 或 w 1 2 ) 为半峰高处的峰宽 也可参见柱效和理论塔板 n: 见折合流速 NanoLC( 纳升 LC): 采用内径小于 100 µm 的色谱柱进行 的液相色谱分离 ; 一般需要特殊仪器 ; 常用于样品有限, 需要高灵敏度的蛋白质组学研究 Narrow-bore column( 窄径柱 ):HPLC 中使用的内径小于 2 mm 的色谱柱 也称微径 N eff : 参见有效理论塔板 Noise( 噪声 ): 参见基线噪声 Non-aqueous reversed phase chromatography( 非水相反相 色谱 ): 指在反相填料上进行的不用水作为洗脱液成分的 反相色谱 在化合物非极性很强, 用 100% 的甲醇或乙腈 不能或很难将其洗脱下来时使用该方法 在这种情况下, 溶剂 A 应为乙腈, 溶剂 B 为更强的溶剂, 如, 四氢呋喃 反相规律适用于非水相反相色谱, 即, 分析物非极性越 强, 其保留就越强 129

131 Non-Polar( 非极性 ): 非极性分子是电子分布更为对称, 相反方向没有大量电荷的分子 所有电荷都互相抵消 非极性化合物 溶剂或固定相易溶于有机溶剂, 如正己烷, 而不易溶于水 Nonporous packing( 非多孔填料 ): 填料颗粒类似于多孔层实心, 但粒径处于亚 5 µm 范围 ; 粒径经常在亚 2 µm d p 范围 用于短柱的高速分离 常用的色谱柱缩写 NPS, 指非多孔硅胶 ;NPR, 指非多孔树脂 ;NPZ, 指非多孔氧化锆 Nonporous particle( 非多孔颗粒 ): 指作为多孔涂层或键合相支持剂的固体颗粒 ; 薄壳型填料颗粒是大粒径非多孔填料颗粒 (~40 µm) 粒径小于 3 µm 的非多孔硅胶和树脂一般是指带薄多孔涂层的硅胶 键合硅胶或聚合物固定相微球 Normal phase chromatography( 正相色谱 ): 一种固定相极性大于流动相的色谱模式 典型的正相系统是在硅胶或氧化铝上进行的吸附色谱, 用弱极性的洗脱液, 如己烷 - 二乙基乙醚作为流动相 也指极性键合相, 如氰基和氧化铝 O Octadecylsilane( 十八烷基硅烷 ):HPLC 中使用最多的反相固定相 十八烷基硅烷固定相键合到硅胶或聚合物填料上 可以用单体键合, 也可以聚合键合 柱名称缩写为 C18 和 ODS Octylsilane( 辛基硅烷 ): 反相色谱中的常用固定相 与更加常用的 C18 相比, 保留稍弱 可以用单体键合, 也可以聚合键合 柱名称缩写为 C8 ODS: 见十八烷基硅烷 On-column detection( 柱上检测 ): 色谱柱本身作为 HPLC 或 CE-CEC 的流通池 通常, 该术语在石英毛细管应用中使用 剥离聚酰亚胺外层, 光束直接透过毛细管, 测量设备, 如光电倍增管置于该毛细管的另一侧 Online preconcentration( 在线预浓缩 ): 将预柱置于分离柱之前, 在分离前浓缩分析物 可用不同机制 疏水相互作用 吸附或酶反应 保留分析物 然后浓缩的分析物通过置换 ( 如, 溶剂洗脱或 ph 变化 ) 转移到分离柱上 Open tubular columns( 开管柱 ): 这是一种目前正在研究的用于 HPLC 超临界流体色谱(SFC) 和 CE 的窄内径色谱柱 ( 小于 100 μm) 固定相可以键合到小柱的内壁上 最常用的柱材料是石英管 在常规 HPLC 或 SFC 中很少使用, 但在 CE 中常用 Optically active resin( 光学活性树脂 ): 离子交换树脂中结合光学活性基团, 用于分离光学异构体 很少有用于 HPLC 应用的该种商业树脂出售 Organic modifier( 有机改性剂 ): 在反相 HPLC 中, 加入到水相流动相中以获得分离的与水混溶有机溶剂 常用的有机改性剂有乙腈 甲醇 异丙醇和四氢呋喃 Orthogonality( 正交性 ): 在二维分离中, 可以对二维中的洗脱时间分别进行统计学处理 理想情况下, 二维应具有完全不同的保留机理 ( 如, 反相和正相, 离子交换和反相 ) Outlet Check Valve( 出口单向阀 ): 见单向阀 Overload( 过载 ): 在制备色谱中, 过载定义为进样到色谱上的最大样品量, 如果再继续增加上样量, 将开始影响其柱效和分离度 也可参见样品容量 P Dp: 见柱前压 Pa: 见帕斯卡 Packing( 填料 ):HPLC 柱中使用的吸附剂 凝胶或固体支持剂 最新的分析型 HPLC 填料平均直径小于 10 µm, 一般常用 5 µm Paired-ion chromatography( 配对离子色谱 ): 同离子对色谱 Particle size (d p )( 粒径,d p ):LC 柱中填料的平均粒径 填料都不是单分散的, 因此一根 5µm d p 柱应填充具有一定粒径分布的填料颗粒 也可参见单分散颗粒 粒径分布和多分散颗粒 Particle size distribution( 粒径分布 ): 用于说明填充 LC 柱颗粒的分布的参数 在 HPLC 中, 窄粒径分布较为理想 如果平均 d p 为 10µm, 粒径度分布为 d p ± 10%, 说明 90% 的颗粒都分布在 9 到 11 µm 的范围内 130

132 Particulates( 微粒 ): 通常指流动相中的小颗粒, 可能因为堵塞筛板引起反压问题 ; 也可以指 HPLC 柱中填充的小粒径填料 Partition chromatography( 分配色谱 ): 一种液相附着在固体支持剂上 ( 固定相 ), 而另一种液相自由流过该色谱柱 ( 流动相 ) 的分离过程 溶质基于在两相中的分配系数在两相间自由分配 液 - 液色谱就是一个例子 ; 现代键合相色谱也可以看作是分配色谱的一种形式, 其中液相真正键合在固体支持剂上 而分配色谱意味着溶质至少部分地嵌入固定相内, 或浸渍 涂层或键合到该物质上 与之相反的是吸附过程, 在此过程中溶质不渗入保留表面或两相界面 Partition coefficient (K)( 分配系数,K): 溶质在固定相的平衡浓度与流动相中的平衡浓度之比 也称为分布系数,K D, 和分布常数 (K c ) Pascal (Pa)( 帕斯卡,Pa): 压力单位,1 MPa 约等于 10 bar (atm) 或 150 psi Peak( 峰 ): 分析化合物从色谱柱洗脱后经过检测器绘制的曲线 ; 通常用记录仪或打印机按检测器的电子响应绘出可见输出信号 Peak area( 峰面积 ): 色谱峰下的测量面积 ; 一般用积分仪或数据系统测量 ; 峰面积与色谱峰中洗脱物质的量有关 Peak capacity (n)( 峰容量,n): 一张色谱图从滞留时间到保留上限之间可以容纳分离良好的色谱峰的数量 (n) 当 R = 1 时,n 大约为 [(N)1/2 ln(1 + k n )], 其中 R 是分离度,N 是理论塔板数,k n 为峰 n 的保留因子 Peak dispersion( 峰分散度 ): 见谱带展宽 Peak doublet( 双峰 ): 通常是由色谱柱空腔造成的分裂峰 也可为距离很近的相邻洗脱化合物 Peak height( 峰高 ): 色谱峰从基线到峰顶点的测量高度 ; 峰高与色谱峰内洗脱物的量有关 Peak shape( 峰形 ): 对色谱峰形状的描述 理论上认为是高斯峰形 ( 完全对称 ) 峰不对称因子用比率说明峰形 见图 61 和 62 也可参见不对称性 Peak tracking( 峰追踪 ): 一种比对方法开发过程中用不同实验获得的含相同化合物色谱峰的方法 基于每个纯分析物的检测参数 二极管阵列检测器和质谱具有特异性, 因而是峰追踪所用的最好检测器 Peak variance (s 2 )( 峰畸变性,s 2 ): 保留时间的第二中心力矩 对于高斯峰, 畸变性是控制峰宽的基本参数 见图 62 也可参见高斯峰 Peak volume( 峰体积 ): 当色谱峰通过检测器时的总体积 ;V R = F x W b 参见图 62 Peak width (W b )( 峰宽,W b ): 同带宽 参见图 62 Pellicular packing( 薄壳型填料 ): 见多孔层微球 Percent B solvent (% B solvent)( 溶剂 B 的百分比,%B 溶剂 ): 指二元溶剂混合物中的较强溶剂 % A 为较弱溶剂 Perfusion chromatography( 灌流色谱 ): 指用很大孔径 ( Å) 颗粒, 称为通孔 ( 巨孔 ), 进行的色谱分离 洗脱液在大孔之间流动, 经过颗粒的 Å 相贯通孔 ( 称为扩散孔 ) 最适合大分子的制备分离 Permeability (B o )( 渗透性,B o ): 也称柱渗透性和特异性渗透性 是表示填充柱对流动相液流阻抗的参数 对填充柱来说,B o d p2 e 3 /[180(1-e) 2 ] 5 d 2 p /1000 渗透性高的色谱柱产生低压降 Permeation( 渗透 ): 指 SEC 的分离过程溶质随流动相进入填料孔径的过程 Phase ratio (b)( 相比,b): 色谱柱中固定相与流动相的相对量 在分配色谱中,b = V S /V M, 其中 V S 和 V M 分别为色谱柱中固定相和流动相的体积 保留因子是相比和分配系数的产物 Phenyl phase( 苯基键合相 ): 通过二甲苯基氯或烷氧基硅烷与硅胶反应制备的常用非极性键合相 对含芳香基团的化合物具有亲和性, 提供与烷基键合相不同的选择性 Pirkle column(pirkle 柱 ): 基于 3,5- 二硝基苯甲酰苯基甘氨酸硅胶的手性 刷型固定相, 用于分离各种对映异构体 用其开发者, 伊利诺斯大学的 William Pirkle 的名字命名 131

133 Planar chromatography( 平板色谱 ): 一种固定相以平面存在或涂布在平面上的分离技术 (IUPAC) 典型形式有纸层析色谱和薄层层析色谱 Plate height (H)( 塔板高度,H): 见 HETP Plate number( 塔板数 ): 见色谱柱塔板数 Plate or plate number( 塔板或塔板数 ): 指填充柱中的理论塔板数 (IUPAC) 也可参见理论塔板数 Polar( 极性 ): 化学极性是指一个分子的正电荷端与另一个分子或同一分子的负电荷端之间的偶极 - 偶极相互作用 分子的极性取决于化合物中原子间负电性的差异, 以及该化合物结构的不对称性 例如, 水是极性的, 因为其电子分布不均匀 但一般认为甲烷是非极性的, 因为其碳原子均衡分担了氢原子 Polyacrylamide gel( 聚丙烯酰胺凝胶 ): 水相 SEC 中使用的中性亲水聚合物型填料 通过丙烯酰胺与 N,N'- 亚甲基双丙烯酰胺共聚制得 Polydisperse particles( 多分散颗粒 ): 具有各种内径的填料颗粒 (>10%) Polyethyleneimine( 聚乙烯亚胺 ): 一种用于涂覆或键合到硅胶或聚合物填料上的阴离子型固定相 常用于分离蛋白质和多肽 Polymeric packings( 聚合物型填料 ): 以聚合物为基质的填料, 通常为球形微粒 LC 中常用的聚合物为聚苯乙烯 - 二乙烯基苯 (PS-DVB) 聚二乙烯基苯 聚丙烯酰胺 聚丙烯酸甲酯 聚环氧乙烯 葡聚糖和多糖 Polymeric phase( 聚合物固定相 ): 指将聚合物材料键合到硅胶颗粒上的化学键合相 Polystyrene-divinylbenzene resin (PS-DVB)( 聚苯乙烯 - 二乙烯基苯树脂,PS-DVB): 离子交换色谱中最常用的基础聚合物 离子型基团可参与各种化学反应 中性 PS-DVB 微粒用于反相色谱 通过改变与 DVB 的交联程度可改变孔隙率和机械稳定性 Poppe Plot(Poppe 曲线 ): 以荷兰阿姆斯特丹大学 Hans Poppe [J. Chromatogr. A 778, 3 (1997)] 教授的名字命名的一种动力学曲线, 其中, 以理论塔板数 (N) 为变量描述塔板时 间 [log(t0/n)], 以评估柱效作为以粒度 柱压降等为参数的函数时的极限 Pore diameter( 孔径 ): 同平均孔径 Pore size( 孔隙大小 ): 多孔填料上一个孔隙的平均尺寸 其数值用埃或纳米表示 孔隙大小决定了分子是否能够在填料内外扩散 也可参见平均孔径 Pore volume( 孔隙体积 ): 多孔填料中孔隙体积的总和, 一般用毫升 / 克表示 更恰当的叫法应该是特异性孔隙体积 用氮吸附 BET 法或汞压入孔隙法 ( 在高压下将汞泵入孔隙内 ) 测定 Porosity( 孔隙率 ): 多孔物质颗粒孔隙的体积占该颗粒总体积的比率 孔隙体积 ( 以毫升 / 克表示 ) 是说明孔隙率的一个方面 Porous-layer bead( 多孔层微球 ): 用固定相薄层涂渍的小玻璃微球 薄层可以是吸附剂 树脂或化学键合在吸附剂上的固定相 该填料是首先应用在 HPLC 中的一种 其粒度为 µm, 比现在用的填料微粒大, 但容易填充, 并能提供满意的柱效 也称为控制表面孔隙率的支持剂和薄壳材料 Porous particle( 多孔颗粒 ): 指具有一定直径和体积, 互连孔隙的柱填料颗粒 在 HPLC 应用中, 分析人员一般使用直径小于 10 mm 的多孔颗粒 较大颗粒成本较低, 并具有较高的柱渗透性, 因而用于制备级色谱分离 Porous polymer( 多孔聚合物 ): 一种以有机聚合物或共聚物为基质的填料, 一般为球形 最常见的例子包括 PS- DVB 聚丙烯酸酯 葡聚糖 聚丙烯酰胺和聚丁二烯 Precolumn( 预柱 ): 置于泵和进样器之间的小柱 其作用是去除流动相中可能存在的颗粒, 用固定相或溶解性物质使流动相预饱和, 以防止分析柱中的固定相损失或溶解, 导致目标物的化学吸附, 从而干扰分离 其体积基本不影响等度洗脱, 但对梯度洗脱的梯度有延迟作用 Precolumn Filter( 预柱过滤器 ): 在进样器和色谱柱 ( 或保护柱 ) 之间使用的过滤器, 以防止不想要的样品组分进入色谱柱 ; 有时也称为在线过滤器, 偶尔称为进样口过滤器 132

134 Preconcentration( 预浓缩 ): 参见痕量富集 Preparative chromatography( 制备色谱 ): 指使用 LC 进行分离, 得到足以进行其它实验或满足其他功能需求的量的过程 在制药或生物技术纯化中, 使用内径几英尺的大柱进行几克级物质的分离 要分离几毫克宝贵的天然产物时, 可以使用 4.6 mm 内径的分析柱 根据色谱工作者的目的不同, 两种规格的色谱柱都可以作为制备色谱的选择 Pressure (pressure drop) (Dp)( 压力 ( 压降 ),Dp): 见柱前压 Pressure injection( 压力进样 ):CE 中的压力驱动进样 使用压力或真空将纳升级体积的样品注入毛细管柱 最适用于内径小于 10 µm 的窄径毛细管 流体静力学进样的一种形式 Process-scale chromatography( 生产规模色谱 ): 指在实验室外使用的工业规模的 LC 与实验室规模的 HPLC 相比, 一般需要特别设计的色谱柱 ( 内径通常 > 5 cm), 可回收的溶剂 低成本填料 ( 较大的不规则形状填料颗粒 ) 和过载操作条件 Programmed-temperature chromatography( 程序温控色谱 ): 在色谱运行中改变温度 在 LC 中很少使用 PS-DVB: 参见聚苯乙烯二乙烯基苯树脂 - Pulsating flow( 脉动流 ): 往复泵产生的液流 通常情况下, 用脉冲阻尼器 电子压力反馈环路或主动阻尼器泵头抑制脉冲 电化学 示差折光等检测器受流量脉动的影响很大 Q Quaternary methyl amine( 四甲基铵 ): 树脂填料中常用的强阴离子交换官能团 通常使用氯化物形式 Quaternary mobile phase( 四元流动相 ): 包含四种溶剂或缓冲液的流动相 R r: 参见相对保留 Radial compression( 径向压缩 ): 对弹性壁色谱柱实施径向压缩, 以降低柱壁效应 Radial diffusion-dispersion( 径向扩散 - 分散 ):LC 柱径向的扩散 - 分散 如果样品恰好进样到色谱柱的中心, 它将不仅沿纵向移动通过色谱柱, 也将沿径向展开, 使溶质达到柱壁区域, 洗脱液的流速与柱中心处不同 Re: 参见雷诺数 Recovery( 回收率 ): 从色谱柱洗脱出的溶质或样品量与进样量的比值 高回收率对良好定量 制备分离 ( 尤其是生物大分子 ), 以及良好峰形和分离度都非常重要 回收率不高的原因可能是溶质与填料 柱筛板和柱管上的活性位点发生了相互作用 化合物在分离过程中发生分解也可能影响回收率 Recycling chromatography( 循环色谱 ): 色谱柱洗脱液再循环到柱头以延长柱长 可以让洗脱液通过泵头在同一根色谱柱上进行循环 也可以使用两根色谱柱, 用切换阀连接, 一根柱子的洗脱液直接进入另一根柱子的柱头 HPLC 中很少使用, 只在排阻色谱中应用 Reduced plate height (h)( 折合塔板高度,h): 用于比较不同色谱柱的柱效 ;h = H/d p, 其中 H 为理论塔板数的塔板高度,d p 是粒径 最佳流速下 h 为 2 或更小, 表明 HPLC 柱填充良好 Reduced velocity (v)( 折合流速,v): 与折合塔板高度一起用于比较不同的填充色谱柱 与溶质在流动相中的扩散系数 (D M ) 和柱填料的粒径 (d p ) 有关,v = ud p /D M, 其中 u 为平均间隙流动相线速度 也可参见 Knox 方程 Refractive index peak( 折射峰 ): 常在死体积附近出现的假峰, 由吸收对折射率的敏感性和其它检测器引起 也可参见空白峰 Quaternary-solvent mobile phase( 四元溶剂流动相 ): 流 动相包括四种分开的溶剂, 可以对流动相组成进行微调 ; 这种流动相最常用低压四元泵输送 133

135 Regeneration( 再生 ): 在梯度洗脱后, 使色谱柱中的填料恢复到初始状态 流动相以阶梯或连续梯度流经色谱柱 恢复固定相或充分溶剂化使其回到初始状态 在离子交换中, 再生包含用占据交换位点的原始离子置换在交换过程中被取代的离子 再生也可以指使色谱柱恢复到初始状态 ; 例如用强溶剂去除杂质 Relative retention (r)( 相对保留,r): 相对于标样的保留 ;r= t R '/t R(st) ' = k/k st, 其中 t R ' 是目标组分的调整保留时间,t R(st) ' 是标样的调整保留时间,k 和 k st 是相应的保留因子 对于两个相邻的色谱峰, 相对保留也称分离因子 ( 以前叫做选择性或选择性因子 ); 计算公式为 a= t R2 '/t R1 ' = k 2 / k 1, 其中 t R2 ' 和 t R1 分别为峰 ' 2 和峰 1 的调整保留时间,k 2 和 k 1 是相应的保留因子 Residual silanols( 残留硅醇基 ): 在填料表面进行化学键合后填料表面残留的硅醇基 (-Si-OH) 这些硅醇基一般存在于小孔隙内, 不能参与与大分子有机硅烷 ( 如, 十八烷基二甲基氯硅烷 ) 的反应, 但小分子极性化合物可以进入 去除它们的方法通常为用小分子有机硅烷 ( 如三甲基氯硅烷 ) 进行封端 也可参见封端 Resin( 树脂 ): 离子交换分离使用的固体聚合物填料 最常用的树脂是粒径小于 10µm 的 PS-DVB 共聚物 离子型官能团结合在树脂上 Resolution (R s )( 分离度,R s ): 色谱柱分离色谱峰的能力 R s = (t R2 - t R1 )/[(w b1 + w b2 )/2], 其中 t R2 和 t R1 是两个色谱峰的保留时间,w b 是两峰峰底宽 分离度通常表示两峰分离程度 分离度为 1 时, 认为是最小的可测量分离, 可以进行良好定量 分离度为 0.6 时, 可以分辨两个等高的色谱峰 分离度为 1.5 时, 认为两个等高峰已达到足够的基线分离 分离度为 1.7 或以上, 一般为耐用方法的理想值 参见图 62 Resolution equation( 分离度方程 ): 也称一般分离度方程和 Purnell 方程 ;R = 4N 1/2 [(α-1)/α][k/(1+k)], 其中 N 是柱效,a 是分离因子,k 是保留因子 Retention factor (k)( 保留因子,k): 样品组分滞留在固定相中的时间与其在流动相中的时间之比 用调整保留时间除以滞留时间计算 ; k = (t R - t M )/t M, 其中 t R 是样品峰的保留时间,t M 是不保留峰的保留时间 ( 以前使用的是 k', 称为容量因子或容量比 ) Retention time (t R )( 保留时间,t R ): 也称总保留时间 从进样开始到出现某组分色谱峰的最高点所经历的时间 总保留体积 (V R ) 用保留时间乘以流速测得 调整保留时间 (t R ' ) 则需减去色谱柱空隙体积 ; t R ' = t R t M 一般测定从进样点到峰顶点的距离, 但应测定对称峰的重心 Retention volume (V R )( 保留体积,V R ): 从色谱柱中洗脱一种物质需要的流动相体积 ;V R = Ft R 或 V R = V M + K D V S, 其中 V M 是空隙体积,K D 是分布系数,V S 是固定相体积 也可参见保留时间 Reversed phase chromatography( 反相色谱 ): 最常用的 HPLC 模式 使用低极性填料, 如十八烷基 - 或辛基硅烷固定相键合到硅胶或中性聚合物微球上 流动相一般为水或与水混溶的有机溶剂, 如甲醇或乙腈 按照溶质的疏水性或亲油性进行洗脱 疏水性越强, 保留就越强 分析物的水溶性越大, 保留就越弱 该技术有许多可变因素, 各种流动相添加剂可造成不同的选择性 例如, 分析阴离子时加入缓冲液和四烷基铵盐, 形成离子对进行分离, 与离子交换色谱类似 90% 以上的 HPLC 分析人员使用反相色谱 Reynolds number (Re)( 雷诺数,Re): 流体粘滞力与惯性力的比值 在平滑的无填充管内测量流量 ;Re=ud/(h/r), 其中 u 是平均流速 ( 用厘米 / 秒表示 ),d 是管径,h 是粘度 ( 用厘米秒 / 克表示 ),r 是密度 ( 用克 / 立方厘米表示 ) 低 Re 时, 粘滞摩擦主要控制着流体的运动, 使其缓慢而平稳 在空管中,Re 超过 4200 时, 流体完全呈湍流状态 在填充柱床上,u 用平均间隙流速取代,d 为平均粒度 在填充柱床内 Re 值大于 10 时流体为湍流, 但不是全湍流状态, 直到 Re 超过 R s : 参见分离度 S S: 反相色谱中的溶剂强度参数 以 log 10 k 对有机改性剂体积作图, 曲线的斜率与溶质相关 S 随改性剂类型 固定相和温度而变化 SAX: 见强阴离子交换剂 SCX: 见强阳离子交换剂 WAX: 见弱阴离子交换剂 WCX: 见弱阳离子交换剂 134

136 s 2 : 见峰畸变性 Salting-out effect( 盐析作用 ): 在流动相中使用高浓度盐缓冲液时, 导致低极性分析物在水中溶解性降低, 从而在溶液中沉淀或析出 最常用于蛋白质的疏水相互作用色谱, 蛋白质首先在高盐浓度下沉淀, 然后用反相梯度洗脱通过逐渐稀释使其洗脱 Sample capacity( 样品容量 ): 指进样不过载的最大样品量 一般用每克填料的样品克数表示 过载的定义是, 使柱效比正常值降低 10% 的进样样品质量 ; 有时称为样品负荷量 Sampling Rate( 采样速率 ): 参见数据采集速率 Saturator column( 饱和柱 ): 参见预柱 Scalability( 放大 ): 在从分析色谱过渡到制备色谱的过程中, 使用相同粒度和键合相, 在不同内径色谱柱上得到可重现的结果 ; 通常是使用较大内径的色谱柱以增加容量 ; 线性放大过程最大限度地缩短了优化制备分离的时间 SEC: 见尺寸排阻色谱和立体排阻色谱 Sedimentation( 沉降 ): 用于筛分离子交换色谱所用树脂的技术 在一个固定于固定平面的容器中加入溶剂, 通常为水, 后将宽分布的微球加入溶剂中 基于颗粒大小和密度, 微球将以不同速度下沉, 形成颗粒大小梯度, 即可取出感兴趣的馏分 通过沉降可以得到非常窄的颗粒粒径范围 Selectivity or selectivity factor (a)( 选择性或选择性因子,a): 已被分离因子取代的旧术语 有时称为相对保留 Selectivity coefficient (k A/B )( 选择性系数,k A/B ): 在离子交换色谱中, 按离子交换剂的质量作用定律得到其平衡系数, 并用电渗流选择同一溶液中存在的两个离子表征离子交换剂的性能 例如, 用 Na + 交换 H + k Na/H =([Na] S [H] M )/([Na] M[H] S ) Semi-preparative chromatography( 半制备色谱 ): 在分析柱 (4-5 mm 内径 ) 或略大的色谱柱 (6-10 mm 内径 ) 上进行的制备型 LC 进样量一般为毫克到低克级 Separation factor (a)( 分离因子,a): 测量两个组分相对保留的热动力学因子 过去称为选择性或选择性因子 相对保留 ;a = t R2 '/t R1 ' = k 2 /k 1, 其中 t R2 ' 和 t R1 ' 分别为峰 2 和峰的调整保留时间,k 2 和 k 1 是相应的保留因子 Separation impedance (E)( 分离阻抗,E): 由 John Knox 建立的一种性能指数, 用以比较两个色谱系统的柱效, 对分析时间和压力降进行归一化处理 ;E = t R D p /N 2 v(1 + k), 其中 t R 为保留时间,D p 是压力降,N 为柱效,v 是折合流速,k 是保留因子 E 值越低, 系统越好 SFC: 参见超临界流体色谱 Silanol( 硅凝胶 ): 硅胶表面上的 Si-OH 基团 硅醇基在强度方面的变化, 与其位置 彼此间的联系以及硅胶的金属含量有关 最强的硅醇基为酸性, 在色谱过程中常与碱性化合物发生不良相互作用 Silanophile( 亲硅醇基化合物 ): 对硅胶表面的活性或酸性硅醇基具有强亲和性的化合物 通常为强碱性胺 Silica gel( 硅胶 ): 应用最广泛的 HPLC 填料 具有多孔 无定形结构, 由硅氧烷和硅醇基组成 可用于所有 LC 模式, 在吸附色谱作为填料 在液 - 液色谱或化学键合相中作为支持剂, 同时以其不同的孔径也可作为 SEC 的填料 HPLC 中使用的是平均粒径 3 5 和 10µm 的微粒硅胶 与不规则硅胶相比, 现代分析 HPLC 柱更倾向于使用球形硅胶, 因为这种填料具有良好的重现性和较低的压力降 常称为硅胶 Siloxane( 硅氧烷 ):Si-O-Si 键 硅胶 硅烷化合物或键合相中的一种基本化学键 除在高 ph 下的条件下均较稳定 对 HPLC 分离几乎没有影响 Silylation( 硅烷化 ): 有机氯或有机硅氧烷与含反应基团的化合物发生反应的过程 在 LC 中, 指在色谱分离之前对溶质进行的衍生化过程, 使其可检测或防止与固定相发生有害相互所用 也可以指在固体支持剂上添加化学键合相或使填料去活以降低表面活性的过程 Simulated moving bed( 模拟移动床 ): 一种色谱系统, 用一系列色谱柱和阀设置, 模拟流动相和固定相的逆流移动, 能够连续取出产品, 并重复利用样品 制备级色谱中应用的一种复杂形式的循环色谱 135

137 Size exclusion chromatography (SEC)( 体积排阻色谱,SEC): 同立体排阻色谱 Slurry packing( 匀浆填充 ): 将微粒填充入 HPLC 色谱柱的最常用技术 填料悬浮在约 10% (w/v) 的匀浆中, 用特殊的高压泵快速泵入空柱管中 Snyder e o: 吸附色谱中的溶剂强度参数 溶剂占据的每单位表面积的溶剂吸附能量 Soap chromatography( 皂色谱 ): 离子对色谱的早期名称 将长链皂或表面活性剂作为流动相添加剂 Sol gel( 溶胶 - 凝胶法 ): 硅胶由硅溶胶聚集形成 得到的 B 型硅胶与较早的 A 型硅胶相比, 具有较低的表面酸性 较低痕量金属 较低比表面积和孔隙率, 以及更高的 ph 稳定性 Solid phase extraction (SPE)( 固相萃取,SPE): 将 µm dp 固相填料装填在小塑料卡套柱 膜盘或 96 孔板的孔中, 以此进行样品制备的技术 使用的固定相与 HPLC 填料一致 虽然与色谱相关, 但 SPE 的原理却不相同, 有时也称为数位式色谱 最常用的过程需要 4 步 : 活化吸附剂 加入样品 洗去杂质, 然后用体积尽可能小的强溶剂洗脱样品 Solid support( 固体吸附剂 ): 同支持剂 Solute( 溶质 ): 也可参见分析物 Solvent( 溶剂 ): 用于溶解样品并注入 HPLC 柱或 CE 毛细管的液体 有时指使用的流动相 也可参见洗脱液 Solvent demixing( 溶剂分层 ): 使用两种强度区别非常大的溶剂时容易出现的现象 A 为弱溶剂,B 是强溶剂 两者作为洗脱液用于未修饰硅胶或氧化铝 强溶剂 (B) 优先被固定相活性表面吸附, 直到饱和 ; 这种情况出现后, 弱溶剂 (A) 在流经色谱柱的过程中被富集或分层 最后, 整根柱子被溶剂 B 饱和, 流动相在起始强度时与溶剂 A 混合流出, 样品组成则随着溶剂强度的突然改变被洗脱 Solvent selectivity( 溶剂选择性 ): 溶剂影响选择性的能力 例如, 溶剂 B 从 5% 变到 10%, 或将反相色谱中的有机改性剂从甲醇换成乙腈, 将影响谱带间距 Solvent-selectivity triangle( 溶剂选择性三角形 ): 在不同 溶剂中进行选择以改变谱带间距的有用指南 溶剂选择性取决于溶剂分子的偶极距 酸性和碱性 Solvent strength( 溶剂强度 ): 指溶剂从色谱柱中洗脱特定溶质或化合物的能力 Snyder 描述氧化铝和按洗脱顺序对溶剂定量分级的线性洗脱吸附色谱 ( 液 - 固色谱 ) 性质 在硅胶和活性碳吸附剂上应用不广泛 也可参见 Snyder e o Sorb( 吸附 ): 当保留机制 吸附 吸收或分配 不明时, 被固定相保留的过程 Sorbent( 吸附剂 ): 指 LC 使用的填料 常用吸附剂为聚合物 硅胶 氧化铝 二氧化钛 二氧化锆和化学修饰材料 SPE: 参见固相萃取 Specific surface area( 特定表面积 ): 用公认技术 ( 如, 氮吸附 BET 法 ) 测得的 LC 填料表面积 Spherical packing( 球形填料 ): 指球形的固体填料 在分析型 HPLC 中, 球形填料一般比不规则填料更受欢迎, 但不规则填料因其价格低廉常用制备色谱中 Standards( 标样 ): 含有已知量目标化合物的样品 通过相同条件下对比标准品和样品的保留时间, 鉴别样品峰 在定量分析中, 以外标化合物的检测器输出 ( 峰面积或峰高 ) 对浓度作图绘制校正曲线 ; 将未知物的检测器输出带入校正曲线进行计算浓度 内标法是将已知浓度但保留时间不同的化合物加入到样品中, 通过对比内标物与未知物的相对响应值对未知物进行定量 Stagnant mobile phase( 滞留流动相 ): 填料颗粒孔隙中所含的流动相部分 Stationary phase( 固定相 ): 参与色谱过程的色谱保留性固定相 LC 中的固定相可以是固体 在固体支持剂上键合的 固定的或涂层相, 或涂壁相 固定相常代表 LC 模式的特征 例如, 硅胶用于吸附色谱, 十八烷基硅烷键合相用于反相色谱 Stationary zone( 固定区带 ): 与固定相不同 固定区带包括滞留流动相和具有色谱活性的固定相 Stepwise elution( 分段洗脱 ): 在色谱过程中使用不同组成的洗脱液 通过泵或选择器阀以分段形式改变洗脱液 而梯度洗脱是连续改变流动相的组成 136

138 Steric exclusion chromatography( 立体排阻色谱 ):LC 的一种主要模式, 其中样品基于其在溶液中的大小得到分离 也称体积排阻色谱 凝胶渗透色谱 凝胶过滤色谱和凝胶色谱 立体排阻色谱在聚合物分离和表征中最为常用 Sterically protected bonded phase( 立体保护键合相 ): 对大官能团进行立体保护的键合相, 如, 异丙基和异丁基环绕共价键合表面硅氧烷 防止硅氧键发生催化水解, 以及在 ph 3 以下条件下的键合相流失 Straight phase chromatography: 同正相色谱 Strong anion exchanger( 强阴离子交换剂 ): 带强碱性离子基团 ( 如, 四烷基胺基团 ) 的阴离子交换填料 Strong cation exchanger( 强阳离子交换剂 ): 带强酸性离子基团 ( 如, 磺酸基 ) 的阳离子交换填料 Strong solvent( 强溶剂 ): 一般指对化合物溶解性良好的溶剂 ; 在色谱中, 指提供较高溶剂强度能使分析物快速从色谱柱中洗脱的流动相成分 ; 在反相色谱水和乙腈的二元溶剂系统中, 乙腈是强溶剂 Sub-2 µm( 亚 2 µm): 指平均直径 2 µm 以下的多孔填料 ; 目前的产品直径在 1.5 到 2.0 µm 之间 Sulfonyl cation exchanger( 磺酰基阳离子交换剂 ): 树脂类填料上的强阳离子交换官能团, 一般为丙基 -SO 3 H 可能以阳离子形式存在, 如, 钠 铵 银和钙 Supercritical fluid chromatography (SFC)( 超临界流体色谱,SFC): 一种将超临界流体作为流动相的技术 该技术已用于不能使用 LC( 因检测问题 ), 或 GC( 因挥发性不足 ) 分析的物质的分离 应用实例包括甘油三酯 碳水化合物和脂肪酸 目前 SFC 已可以同时应用 HPLC 泵和 GC 检测器了 Superficial velocity (us)( 表面速度,us): 当相同色谱柱在未填充但流速相同的条件下操作, 假设的流动相流速 ;us = F/A c, 其中 F 是流速,A c 是柱管的横截面积 Superficially porous packing( 表面多孔填料 ): 同多孔层微球 Support( 支持剂 ): 指固体颗粒 在 HPLC 中, 支持剂可以是裸露的 覆盖涂层或带化学键合相 通常, 固体支持剂不参与色谱分离过程 Suppressor column( 抑制柱 ): 指置于离子交换柱后的色谱柱 其目的是去除或抑制缓冲离子的离子化, 从而使样品离子在电导检测器的弱电导背景下可以被测到 有时用膜抑制器代替色谱柱 Surface area( 比表面积 ): 指吸附剂固体表面的总面积, 用公认的测量技术 ( 如, 使用氮气吸附的 BET 法 ) 测定 一般多孔吸附剂 ( 如, 硅胶 ) 的比表面积范围为 100 到 600 m 2 /g Surface coverage( 表面覆盖率 ): 一般指键合在 LC 支持剂上的单位面积固定相的质量 常用毫摩尔 / 平方米表面积表示 有时也用碳百分比表示 Swelling-shrinking( 胀缩 ): 树脂和凝胶由于溶剂环境的改变而增加或减小其体积的过程 胀缩取决于交联度程度, 低交联度的树脂比高交联度树脂更容易胀缩 如果在填充柱中发生溶胀, 将使柱发生堵塞, 反压升高, 并影响柱效 T Tailing( 拖尾 ): 正常高斯峰不对称因子大于 1 的现象 该色谱峰后缘延长 拖尾是由填料位点造成的, 溶质比正常保留更强, 并且具有解吸附更慢 拖尾现象的一个典型离子是在中等 ph 值下, 低覆盖率反相填料残留硅醇基对氨类的强吸附 造成拖尾的其它原因还包括, 进样量过大 色谱柱填充不当 柱外体积过大 不良接头 检测器体积过大, 以及检测器响应慢等 见图 61 Tailing factor( 拖尾因子 ): 美国药典对峰不对称性的描述, 指峰高 5% 处的峰宽除以距峰顶点峰宽处较短半峰宽两倍的值大于 1 的为拖尾峰 也可参见不对称因子 Temperature programming( 温度编程 ); 在分离过程中柱温随时间改变 在 HPLC 中很少使用, 主要用于分段洗脱方式 Ternary mobile phase( 三元流动相 ): 三种溶剂或缓冲液组成的流动相 137

139 Theoretical plate (N)( 理论塔板数,N): 由 Martin 和 Synge 提出的一个概念 将色谱分离与蒸馏理论联系在一起 与 这一概念有关的柱长称为高度, 相当于理论塔板 也可参 见 HETP 塔板数用下式计算 N = 16(V R /w b ) 2 = 16 (t R /w b ) 2, 其 中 V R 是保留体积,w b 是色谱峰峰底宽,t R 是保留时间, 也 可参见 N Thermally tuned tandem column chromatography( 热调谐串 联柱色谱 ): 一种 LC 形式, 两根选择性完全不同的色谱 柱串联在一起, 在两个温度下操作, 优化分离度或分析速 度 两根色谱柱使用一种洗脱液, 所有样品都要通过两根 色谱柱, 然后用同一检测器检测 这不是二维技术, 因为 每个样品组分只有一个色谱峰 Titania( 二氧化钛 ): 一种吸附色谱中不太常用的吸附 剂 t m : 见迁移时间 t M : 滞留时间 Tortuosity or tortuosity factor( 曲折度或曲折因子 ): 填充柱 的一种性质, 当溶质沿色谱柱轴向扩散时, 控制其纵向扩 散抑制程度 van Deemter 方程中 B 项与曲折度成正比 也 可参见 B 项 g 和分子扩散项 Total mobile-phase volume (V t )( 流动相总体积, V t ): SEC 柱中的流动相总体积 也称为总渗入体积 同 V M Total permeation volume (V p )( 总渗透体积,V p ):SEC 填 料的保留体积, 所有小于最小孔径的分子将被洗脱 换言 之, 所有分子全部渗透到全部孔隙中, 以单一峰被洗脱 同 V M Total porosity (e T )( 总孔隙率,e T ): 色谱柱中流动相总体积 与色谱柱总体积的比值 ; e =V M /V c = e e + e i (1 - e e ); 其中 V M 是流动相体积,V c 是色谱柱体积 ;e e 是颗粒间隙孔隙率, e i 是颗粒内孔隙率 Totally porous packing( 全多孔填料 ): 固定相是多孔基 质, 溶质渗透入多孔基质与固定相发生相互作用 t R : 见保留时间 t R ': 见调整保留时间和保留时间 Trace enrichment( 痕量富集 ): 用弱流动相或溶液洗脱时, 将痕量化合物保留在 HPLC 或预柱填料上, 然后再加入较强流动相, 使其以浓缩形式被洗脱下来, 这种技术称为痕量富集 该技术最成功的应用是对疏水化合物的痕量浓缩, 如, 用反相填料富集水中的多环芳烃 用强溶剂 ( 如, 乙腈 ) 洗脱富集的化合物 Triethylamine( 三乙胺 ): 用反相色谱分离碱性分析物时, 一种极为常用的屏蔽硅醇基的添加剂 Trifluoroacetic acid( 三氟乙酸 ): 使用反相色谱分离多肽和蛋白质时极为常见的添加剂 Tryptic digestion( 胰蛋白酶裂解 ): 一种有选择并可重复地切断蛋白质肽键的技术, 得到可以用反相 LC 梯度洗脱分析的, 原始蛋白质的较小特征单位 Turbulence( 湍流 ): 流体流速在某点上下随机波动的状态 也可参见雷诺数和湍流 Turbulent flow( 湍流 ): 一种流体运动形式, 随时间变化, 液流不再平稳, 而是变得无序而波动 其特征是压力降明显高于层流区获得同样体积流速产生的压力降 Turbulent flow chromatography( 紊流色谱 ): 在使用高雷诺数的条件下, 用大粒径填料以极高线性流速进行的色谱分离 在此条件下, 在 H 对 v 的曲线上, H 随 v 增加而减少 见图 62 t w : 见带宽 Two-dimensional chromatography( 二维色谱 ): 部分或全部分离样品组分继续进入另一个分离步骤的过程 可以将从第一根色谱柱洗脱的特定组分导入第二根色谱柱或具有不同分离特征的系统中 包括二维 TLC 等技术, 使用两种展开系统, 将薄层板旋转 90, 再使用第二种展开剂 也包括 LC 再接 GC, 一种 LC 模式, 再接另一种不同的模式, 如, 反相色谱后面接 SEC 也可参见多维色谱 Type A silica(a 型硅胶 ): 由胶化可溶性硅酸盐形成的硅胶 与 B 型硅胶相比, 通常具有较高的酸性 较高的比表面积和孔隙率 较多痕量金属, 较低的高 ph 稳定性 Type B silica(b 型硅胶 ): 见溶胶凝胶 - t 0 : 见空隙时间 138

140 U u: 参见线性流速和线速度 u e : 参见间隙流速 u M : 参见流动相流速 u s : 参见表面流速 u z : 参见区域流速 UHPLC: 指超高压液相色谱 ; 泛指任何压力高于常规泵 (400 bar) 的分离 ; 原指在 psi 以上进行的分离 V Vacancy chromatography( 空穴色谱 ): 流动相添加剂造成检测器正输出信号的技术 一种溶质从色谱柱中洗脱时, 将使该信号稀释并产生负峰或空穴 这项技术起初用于单柱离子色谱, 其中柠檬酸盐和磷酸盐缓冲液等流动相在 UV 区有吸收 当没有吸收的阴离子被洗脱时, 将稀释 UV 吸收背景, 产生一个负峰 ; 检测器的输出一般设为反向, 从而使色谱图看起来为正向 这一技术也已应用于 CE 检测中 van Deemter equation(van Deemter 方程 ): 用于解释色谱中峰展宽的方程 该方程提出了理论塔板高度 (HETP) 的概念并由三项进行描述 A 项描述的是由轴向流速不均匀导致的涡流分散或扩散 B 项反映的是流经色谱柱的溶质分子扩散或纵向扩散对峰展宽的影响 C 项是固定相内传质对峰展宽的影响, 将溶质在固定相和流动相之间的有限速度考虑在内 其最简单的表达是,h = A + B/v + Cv 也可参见折合塔板高度和折合流速 V c : 参见柱体积 V d : 参见死体积 V e : 参见间隙体积 Velocity (u)( 线速度 ): 同线速度 v eo : 参见电渗流 V i : 参见颗粒内体积 Viscosity (h)( 粘度,h): 也称为流动相粘度 流动相粘 度随色谱柱温度而改变 低粘度流动相通常比粘度较差的流动相提供更高的柱效, 因为扩散因子与溶剂粘度呈负相关 例如, 反相色谱中, 使用乙腈作为改性剂比用异丙醇柱效高, 因为后者粘性更大 柱反压直接与溶剂粘度成正比 V M : 参见滞留体积 也可参见流动相体积 Void( 空隙 ): 通常是在柱头形成的空隙或间隙, 由柱填料沉降或溶解产生 色谱柱中的空隙导致了柱效降低和分离度损失 即便是小空隙, 对小粒径色谱柱也将是灾难性的 有时空隙可以用玻璃微球或色谱柱中使用的相同多孔填料填充 Void time (t 0 )( 空隙时间,t 0 ): 不保留峰的洗脱时间 ; 也称死时间和滞留时间 (t M ) 空隙体积由空隙时间乘以流速测得 Void volume (V M )( 空隙体积,V M ): 色谱柱中流动相的总体积 ; 色谱柱的其余部分为填料 该体积可以用进样不保留物质测定 也称死体积 常用符号 V 0 表示空隙体积 这只能用于填充非多孔填料的色谱柱 用 V 0 可以表示 SEC 中的排阻体积 (V e ) V p : 参见总渗透体积 V R : 参见保留体积和洗脱体积 V R ': 参见调整保留时间 V t : 参见总流动相体积 V o : 参见排阻体积 W Wall effect( 管壁效应 ): 刚性 HPLC 柱管壁附近填料密度松散造成引起的后果 由于局部渗透性增加, 流动相靠管壁附近的流速有稍微加快的趋势了 管壁附近的溶质分子比溶质峰的平均移动速度快, 因而造成峰变宽, 以及柱效损失 w b : 见峰宽 Weak anion exchanger( 弱阴离子交换剂 ): 带弱碱性离子基团的阴离子交换填料, 如氨基 DEAE 139

141 Weak cation exchanger( 弱阳离子交换剂 ): 带弱酸性离子基团 ( 如, 羧酸基 ) 的阳离子交换填料 Weak solvent( 弱溶剂 ): 通常指对化合物溶解性差的溶剂 ; 在色谱中, 指提供低溶剂强度使分析物从色谱柱中洗脱较慢的流动相组分, 在反相 LC 的水 - 乙腈二元溶剂系统中, 水被认为是弱溶剂 Wilke-Chang equation(wilke-chang 方程 ): 用于估算扩散系数的半经验方程, 溶质分子大小和溶液粘度对液体的影响 X Xerogels( 干凝胶 ):SEC 中使用的在不同溶剂中胀缩的凝胶 也指用可溶性硅酸盐酸化制备的硅胶基填料, 为无定形 高比表面积 高孔隙率的刚性颗粒 Z 词汇表参考文献 1:R.E. Majors and P.W. Carr, LCGC 19 (2) (2001). 2:'Nomenclature for Chromatography', Pure and Appl. Chem. 65 (4), (1993). 3:J.P. Foley and J.G. Dorsey, Anal. Chem. 55, (1983) 4:L.R. Snyder, P.W., Carr, and S.C. Rutan, J. Chromatogr. A 656, 537 (1993). 词汇表作者 Peter W. Carr: Peter W. Carr 是明尼苏达大学 (207 Pleasant Street SE, Minneapolis, MN ) 化学系的化学教授,LCGC 的常务编委 Ronald E. Majors: Ronald E. Majors 是 Column Watch 和 Sample Prep Perspectives 的主编 Ronald E. Majors 是安捷伦科技公司 (Wilmington, Delaware) 生命科学与化学分析部, 色谱柱与消耗品部门的资深化学家, 也是 LCGC 的常务编委 Zero dead volume( 零死体积 ): 接头或组件没有洗脱液未及的体积 Zirconia( 二氧化锆 ): 多孔氧化锆 作为色谱吸附剂使用, 通常用聚合有机固定相覆盖或键合 Zone: 参见谱带 Zone velocity (u z )( 区带速度,u z ): 溶质区带移动的速度 ;u z = u M /(1 + k) = L/t R, 其中 u M 为流动相速度,k 为保留因子,L 为柱长,t R 为保留时间 Zwitterions( 两性离子 ): 在溶液中既带正电荷又带负电荷的化合物 140

142 致谢特别感谢参与本书编撰的安捷伦色谱工作人员 : LC 柱技术支持专家 William Champion LC 柱市场战略经理 Maureen Joseph 博士应用化学家 John W. Henderson 小分子 LC 柱产品经理 Jason Link 博士大分子 LC 柱产品经理 Linda Lloyd 博士 LC 资深应用科学家 William Long 博士资深科学家 Ron Majors 博士 LC 柱技术支持专家 Rita Steed LC 和 LC/MS 应用专家 Michael Woodman 141

143 索引 影响性能的因素索引 缓冲液 ( 也可参见流动相 ) 44-45, 51, 54-55, 57-66, 71-72, 79, 89, 100, 102, 111 容量因子 7, 8, 43 毛细管 22, 152 色谱柱老化 26, 43, 100 保护 91 螯合 26, 规格 延长寿命 23, 24, 83, 84, 90, 91-92, 99 平衡 / 再平衡 26, 41-42, 54, 93, 94, 99 保存 84, 选择 13, 14, 48-49, 67, 76, 97, 114 表面多孔 16,73 数据采集速率 26, 32-33, 73, 99 脱气 55 稀释剂强度 99 驻留体积 26, 33-38, 42-43, 91, 95, 99 柱效 6-7, 9, 22, 91 柱外体积 26-27, 39, 34, 38, 73, 99 在线过滤器 90, 156 接头和连接死体积 14 正确使用 高压 28, 29 如何正确安装接头 30 Parker 28 PEEK ( 聚酮 ) 29, 74, 152 聚合物 28 重复使用 23, 24 接头类型 29, 149 不锈钢 28, 29 Swagelok 28, 29, 74 故障排查 92,99, 101 梯度梯度方程 Agilent 1290 LC 75 安捷伦方法转移器 32 色谱柱清洗 45 驻留体积 34, 35, 37, 38, 95 离子交换 81 方法开发 47 正相 79 优化 64, 多肽 / 蛋白质应用 61 聚合物色谱柱 70 反相 70 放大曲线 74 溶剂饱和 91 固定相选择 52 磺胺药物应用 69 故障排查 60, 无人值守 系统 67 使用 方法转移 41, 73, 91 流动相 UV 检测器 57 LC/MS 58 正相 79 强度 10, 64, 65 选择溶剂 54 选择改性剂 / 缓冲液 39, 57, 111 混合 54, 55, 59, 95, 101 故障排查 UHPLC 89 变化 54-55, 59 ph 39, 55-59, 62, 63, 70, 95 压力方程 9, 16, 97 分离度 8-9 柱老化 43 柱规格 22 药物应用 53 驻留体积 37, 38,

144 柱外体积 27 梯度优化 保护柱 91 等度优化 66-67, 71 LC/MS 17 方法开发 47 流动相改性 正相 79, 80 填料粒径 21 保留因子 11 固定相选择 52 故障排查 54, 63-64, 73, 96 UHPLC 16 USP 范例 102 保留 螯合物 38 柱老化 43 柱选择 50 数据采集速率 32 驻留体积 35 梯度方程 梯度优化 69 梯度 40 等度优化 65, LC/MS 59 方法开发 方法开发 72 流动相改性 39 流动相改性 流动相选择 54 正相 优化色谱柱再平衡 聚合物型色谱柱 70 分离 8 保留因子 6-7 故障排查 60, 62-65, 93-95, 97, UPLC 15 美国药典指定填料 106 故障排查 54, 62, 样品制备 84 选择性 动相改性 55-56, 111 柱老化 43 柱特性 20 柱选择 柱效 7 梯度优化 68 等度优化 65, 67, 71 LC/MS 59 方法重现性 方法转移 73 流动相选择 54 聚合物色谱柱 70 分离度 9 保留因子 11 选择性方程 7-8 选择性因子 7-8 分离因子 7-8 固相萃取 85 故障排查 62, 93, 溶剂效应 32, 99 溶剂安全盖 155 故障排查 96 压力 97 峰形 62 保留 基线 60-61, 流动相 流动相改性剂 60, 美国药典指定填料 van Deemter 曲线 10, 74 样品进样 31 放大曲线 ( 梯度 )

145 产品索引 色谱柱, 卡套系统 HPLC 卡套柱 23 ChromSep Dynamax 制备柱...24 Load & Lock 制备柱 PLRP-S...24 PL-SAX...24 PL-SCX ZORBAX 半制备保护柱 ZORBAX 保护柱卡套 ZORBAX RR ZORBAX RRHT...23 手性柱 ChiraDex Chiral 色谱柱,HILIC ZORBAX Eclipse XDB-C , 103 ZORBAX Rx-SIL... 78, 103 色谱柱, 离子交换 Bio SAX Hi-Plex Ca Hi-Plex Ca (Duo) Hi-Plex H Hi-Plex H Hi-Plex Na Hi-Plex Na (Octo) Hi-Plex Pb PL-SAX...24 PL-SCX ZORBAX 300SCX ZORBAX SAX ZORBAX SCX 色谱柱, 正相 ZORBAX Eclipse XDB-CN...72 MicroSorb 100 Amino MicroSorb CN Polaris Amide-C Polaris NH ZORBAX CN ZORBAX Eclipse XDB-CN ZORBAX NH ZORBAX Rx-SIL... 78, 103 ZORBAX SB-CN 色谱柱, 聚合物 Bio SEC Bio SEC Hi-Plex Ca Hi-Plex Ca (Duo) Hi-Plex H Hi-Plex H Hi-Plex Na Hi-Plex Na (Octo) Hi-Plex Pb PL aquagel-oh PLgel PLgel MIXED-D...82 PLRP-S...20, 24, 53, 105 PL-SAX...24 PL-SCX ProSEC SepTech ST150 C SepTech ST60 C 色谱柱, 反相 ZORBAX RRHD SB-C Bio SEC Bio SEC ZORBAX Bonus-RP... 72, 107 ZORBAX Eclipse Extend-C ZORBAX Eclipse Plus...39, 59, 150 ZORBAX Eclipse Plus C , 66, 69, 71 ZORBAX Eclipse Plus C ZORBAX Eclipse Plus Phenyl-Hexyl...72 ZORBAX Eclipse XDB... 23, 39 ZORBAX Eclipse XDB-C ZORBAX Eclipse XDB-Phenyl...72 IonoSpher A IonSpher C LiChrospher Diol MetaSil C MicroSorb 100 Phenyl MicroSorb C Microsorb C

146 MicroSorb Si PL aquagel-oh PLgel PLgel MIXED-D...82 PLRP-S...20, 24, 53, 105 Polaris C18-A Polaris C18-Ether Polaris C8-A Polaris C8-Ether Polaris Si-A Poroshell , 16, 27, 33, 52, 70, 71, 72, 73, 74 Poroshell 120 EC-C Poroshell 120 EC-C Poroshell 120 SB-C Poroshell ProSEC Pursuit C Pursuit C Pursuit DiPhenyl Pursuit PFP Pursuit XRs C Pursuit XRs C Pursuit XRs DiPhenyl Pursuit XRs Si ZORBAX SB-C SepTech ST150 C SepTech ST60 C ZORBAX StableBond... 59, 92 ZORBAX StableBond 300SB-C ZORBAX StableBond SB-C Ultron ES-OVM ZORBAX 300 SB-C , 103 ZORBAX 300 SB-C ZORBAX C ZORBAX Eclipse Plus ZORBAX Eclipse Plus C , 66, 103 ZORBAX Eclipse Plus C ZORBAX Eclipse Plus Phenyl-Hexyl ZORBAX Eclipse XDB Phenyl ZORBAX Eclipse XDB-C , 103 ZORBAX Eclipse XDB-C ZORBAX Extend-C , 72, 98, 103 ZORBAX GF , 106 ZORBAX GF ZORBAX ODS ZORBAX ODS Classic ZORBAX Phenyl ZORBAX Rapid Resolution Eclipse XDB-C , 52 ZORBAX RRHT...53 ZORBAX Rx-C ZORBAX Rx-C ZORBAX SB-C ZORBAX SB-C8...41, 103 ZORBAX SB-Phenyl...39 ZORBAX SIL ZORBAX StableBond...62 ZORBAX TMS 硅胶柱 ZORBAX RRHD SB-C ZORBAX Bonus-RP... 72, 107 ZORBAX Eclipse Extend-C ZORBAX Eclipse Plus... 39, 59 ZORBAX Eclipse Plus C , 66, 69, 71 ZORBAX Eclipse Plus C ZORBAX Eclipse Plus Phenyl-Hexyl...72 ZORBAX Eclipse XDB... 23, 39 ZORBAX Eclipse XDB-C ZORBAX Eclipse XDB-Phenyl...72 IonoSpher A IonSpher C LiChrospher Diol MetaSil C MicroSorb 100 Phenyl MicroSorb C MicroSorb C MicroSorb Si Polaris C18-A Polaris C18-Ether Polaris C8-A Polaris C8-Ether Polaris Si-A Poroshell , 16, 27, 33, 52, 70, 71, 72, 73, 74, 148 Poroshell 120 EC-C Poroshell 120 EC-C Poroshell 120 SB-C

147 Poroshell Pursuit C Pursuit C Pursuit DiPhenyl Pursuit PFP Pursuit XRs C Pursuit XRs C Pursuit XRs DiPhenyl Pursuit XRs Si ZORBAX SB-C ZORBAX StableBond... 59, 92 ZORBAX StableBond 300SB-C ZORBAX StableBond SB-C Ultron ES-OVM ZORBAX 300SB-C , 103 ZORBAX 300SB-C ZORBAX C ZORBAX Eclipse Plus ZORBAX Eclipse Plus C , 66, 103 ZORBAX Eclipse Plus C ZORBAX Eclipse Plus Phenyl-Hexyl ZORBAX Eclipse XDB Phenyl ZORBAX Eclipse XDB-C , 103 ZORBAX Eclipse XDB-C ZORBAX Extend-C , 72, 98, 103 ZORBAX GF , 106 ZORBAX GF ZORBAX ODS ZORBAX ODS Classic ZORBAX Phenyl ZORBAX Rapid Resolution Eclipse XDB-C , 52 ZORBAX RRHT...53 ZORBAX Rx-C ZORBAX Rx-C ZORBAX SB-C ZORBAX SB-C8...41, 103 ZORBAX SB-Phenyl...39 ZORBAX SIL ZORBAX StableBond ZORBAX TMS 色谱柱, 体积排阻 Bio SEC Bio SEC PL aquagel-oh PLgel PLgel MIXED-D...82 ProSEC 保护柱 ZORBAX 保护柱卡套...23 ZOBAX 半制备保护柱...24 过滤器 1200 RRLC... 90, Infinity LC... 90, Infinity LC... 90, 156 HPLC 卡套柱...23 筛板 Poroshell LC 仪器 1100 LC RRLC...36, 73, SL Infinity LC... 38, 75, 90, Infinity LC...41, 42, 75, 90, 157 LC/MS Agilent 节省溶剂柱...17 PLRP-S...20, 24, 53, 105 ZORBAX 快速分离高通量卡套柱...23 ZORBAX Eclipse XDB-C , 103 ZORBAX Rx-SIL... 78, 103 固定相, 氨基 MicroSorb 100 Amino Polaris Amide-C Polaris NH ZORBAX NH 固定相,C3 ZORBAX SB-C ZORBAX 300SB-C 固定相,C8 ZORBAX Eclipse Plus C ZORBAX Eclipse XDB-C Polaris C8-A

148 Polaris C8-Ether Poroshell 120 EC-C Pursuit C Pursuit XRs C ZORBAX C ZORBAX Eclipse Plus C ZORBAX Eclipse XDB-C ZORBAX Rapid Resolution Eclipse XDB-C , 52 ZORBAX Rx-C ZORBAX SB-C8...41, 103 ZORBAX Eclipse Plus Phenyl-Hexyl ZORBAX Eclipse XDB Phenyl ZORBAX Phenyl ZORBAX SB-Phenyl...39 UHPLC ZORBAX RRHT...15, 16 Poroshell , 16 ZORBAX RRHD...16 固定相,C18 ZORBAX RRHD SB-C ZORBAX Eclipse Extend-C ZORBAX Eclipse Plus C , 66, 69, 71 Polaris C18-A Polaris C18-Ether Poroshell 120 EC-C Poroshell 120 SB-C Pursuit C Pursuit XRs C SepTech ST150 C SepTech ST60 C ZORBAX StableBond 300SB-C ZORBAX StableBond SB-C ZORBAX 300SB-C , 103 ZORBAX Eclipse Plus C , 66, 103 ZORBAX Eclipse XDB-C , 103 ZORBAX Extend-C , 72, 98, 103 ZORBAX Rx-C ZORBAX SB-C Polaris Amide-C 固定相,CN ZORBAX Eclipse XDB-CN...72 ZORBAX CN ZORBAX Eclipse XDB-CN ZORBAX SB-CN 固定相, 苯基 ZORBAX Eclipse Plus Phenyl-Hexyl...72 ZORBAX Eclipse XDB-Phenyl Pursuit 联苯 Pursuit XRs DiPhenyl Pursuit PFP

149 产品与订购信息在下一页中, 我们选择了一些产品用以进行突出并提供给您快速参考部件号 安捷伦液相色谱色谱柱 Poroshell 120 色谱柱帮助您在任何高效液相色谱 / 超高压液相色谱上获得更高效率和分析速度 参见 页获得更多信息 Poroshell 120 Size (mm) Particle Size (µm) Eclipse Plus EC-C18 (USP L1) Eclipse Plus EC-C8 (USP L7) StableBond SB-C18 (USP L1) 分析柱 4.6 x 分析柱 4.6 x 分析柱 4.6 x 分析柱 4.6 x 分析柱 4.6 x 溶剂节省柱 3.0 x 溶剂节省柱 3.0 x 溶剂节省柱 3.0 x 溶剂节省柱 3.0 x 溶剂节省柱 3.0 x 窄径柱 2.1 x 窄径柱 2.1 x 窄径柱 2.1 x 窄径柱 2.1 x 窄径柱 2.1 x 我们将继续开发更多 Poroshell 120 固定相 如需完整列表, 请访问 如需安捷伦色谱柱的完整产品清单, 请访问 索取最新的安捷伦色谱与光谱产品目录 148

150 安捷伦液相色谱色谱柱 ZORBAX 超高压快速高分辨 (RRHD) 柱, 在高达 1200 Bar 下稳定 Eclipse Plus C18 (USP L1) Eclipse Plus C8 (USP L7) Eclipse XDB-C18 (USP L1) Extend-C18 (USP L1) RRHD 2.1 x 150 mm, 1.8 µm RRHD 2.1 x 100 mm, 1.8 µm RRHD 2.1 x 50 mm, 1.8 µm RRHD, 3.0 x 150 mm, 1.8 µm RRHD 3.0 x 100 mm, 1.8 µm RRHD 3.0 x 50 mm, 1.8 µm StableBond SB-C18 (USP L1) StableBond SB-C8 (USP L7) StableBond SB-Phenyl (USP L11) StableBond SB-CN (USP L10) RRHD 2.1 x 150 mm, 1.8 µm RRHD 2.1 x 100 mm, 1.8 µm RRHD 2.1 x 50 mm, 1.8 µm RRHD 3.0 x 150 mm, 1.8 µm RRHD 3.0 x 100 mm, 1.8 µm RRHD 3.0 x 50 mm, 1.8 µm Eclipse PAH (USP L1) StableBond SB-Aq HILIC Plus Eclipse Plus Phenyl-Hezyl RRHD 2.1 x 150 mm, 1.8 µm RRHD 2.1 x 100 mm, 1.8 µm RRHD 2.1 x 50 mm, 1.8 µm RRHD 3.0 x 100 mm, 1.8 µm RRHD 3.0 x 50 mm, 1.8 µm Bonus-RP RRHD 2.1 x 50 mm, 1.8 µm StableBond 300SB-C18 StableBond 300SB-C8 RRHD 2.1 x 100 mm, 1.8 µm RRHD 2.1 x 150 mm, 1.8 µm 我们还将继续开发更多 RRHD 固定相 如需可提供部件号的全部列表, 请访问 149

151 安捷伦液相色谱色谱柱 ZORBAX Eclipse Plus Size (mm) Particle size (µm) Eclipse Plus C18 (USP L1) Eclipse Plus C8 (USP L7) Eclipse Plus Phenyl-Hexyl (USP L11) Eclipse Plus PAH (USP L1) 分析柱 4.6 x 分析柱 4.6 x 分析柱 4.6 x 分析柱 4.6 x 快速分离柱 4.6 x 快速分离柱 4.6 x 快速分离柱 4.6 x 快速分离柱 4.6 x 快速分离柱 4.6 x 快速分离高通量柱, 4.6 x bar 快速分离高通量柱, 4.6 x bar 快速分离高通量柱, 4.6 x bar 快速分离高通量柱, 4.6 x bar 溶剂节省柱 3.0 x 溶剂节省柱 3.0 x 溶剂节省柱 3.0 x 溶剂节省柱 3.0 x 溶剂节省 RRHD 柱, 3.0 x bar 溶剂节省 RRHD 柱, 3.0 x bar 溶剂节省 RRHD 柱, 3.0 x bar 溶剂节省高通量 3.0 x 柱,600 bar 溶剂节省高通量 3.0 x 柱,600 bar 窄径柱 2.1 x 窄径柱 2.1 x 窄径柱 2.1 x 转下页 150

152 安捷伦液相色谱色谱柱 ZORBAX Eclipse Plus Size (mm) Particle size (µm) Eclipse Plus C18 (USP L1) Eclipse Plus C8 (USP L7) Eclipse Plus Phenyl-Hexyl (USP L11) 窄径快速分离柱 2.1 x Eclipse Plus PAH (USP L1) 窄径快速分离柱 2.1 x 窄径快速分离柱 2.1 x 窄径快速分离柱 2.1 x 窄径 RRHD 柱, 1200 Bar 窄径 RRHD 柱, 1200 Bar 窄径 RRHD 柱, 1200 Bar 窄径 RRHT 柱, 600 Bar 窄径 RRHT 柱, 600 Bar 窄径 RRHT 柱, 600 Bar 2.1 x x x x x x ZORBAX Eclipse Plus: 保护柱卡套 Size (mm) Particle size (µm) Eclipse Plus C18 (USP L1) Eclipse Plus C8 (USP L7) Eclipse Plus Phenyl-Hexyl (USP L11) Eclipse Plus PAH (USP L1) 保护柱卡套,4/ 包 4.6 x 保护柱卡套,4/ 包 2.1 x 保护柱硬件工具包 这只是固定相和色谱柱的部分列表 如需可提供部件号的完整列表, 请访问 索取最新的安捷伦色谱与光谱产品目录 151

153 安捷伦毛细管和接头 为您的应用选择合适的毛细管 使用合适的毛细管对于得到最佳分析性能至关重要 下表是推荐用于传统高效液相色谱和超高压液相色谱系 统的接头 标准系统毛细管 :1290 系列 1200 bar 部件号 材料 内径 (mm) 长度 (mm) 接头类型 A 接头类型 B 不锈钢 Ssh(ps) Ssh(ps) 从泵到自动进样器 Autosampler 不锈钢 Ssh(ps) Ssh(ps) 从泵到恒温自动进样器 不锈钢 Ssh(ps) Ssh 从自动进样器到柱温箱 (TCC) 不锈钢 Ssh(ps) Ssh 从色谱柱到二极管阵列检测器 (DAD) 不锈钢 Slg Ssh(ps) 从 1290 系统到 CTC 自动进样器 不锈钢 Ssh Ssh 从 CTC 自动进样器到色谱柱 PTFE 不适用 不适用 从检测器到废液瓶 说明 阀头接头 :600 和 1200 bar 部件号 材料 内径 (mm) 长度 (mm) 接头类型 A 接头类型 B 不锈钢 Ssh Sxl(ps) 从自动进样器到使用 10/32 接头的阀 不锈钢 M4 Vlg 从自动进样器到使用 M4 接头的阀 不锈钢 M4 Vlg 从自动进样器到使用 M4 接头的阀 不锈钢 Ssh(ps) Sxl(ps) 从使用 10/32 接头的阀到热交换器 不锈钢 M4 Slg 从使用 M4 接头的阀到热交换器 说明 接下页 152

154 阀头接头 :600 和 1200 bar 部件号 材料 内径 (mm) 长度 (mm) 接头类型 A 接头类型 B 不锈钢 M4 Vsh 从使用 M4 接头的阀到热交换器 不锈钢 Vsh M4 从短色谱柱到使用 M4 接头的阀 不锈钢 Vsh M4 从长色谱柱到使用 M4 接头的阀 不锈钢 Ssh Sxl(ps) 从短色谱柱到使用 10/32 接头的阀 不锈钢 Slg Sxl 从短色谱柱到使用 10/32 接头的阀 不锈钢 Slg Sxl(ps) 从长色谱柱到使用 10/32 接头的阀 不锈钢 Slg Sxl 从长色谱柱到使用 10/32 接头的阀 不锈钢 Sxl(ps) Ssh(ps) 从使用 10/32 接头的阀到检测器 不锈钢 Sxl(ps) Ssh 从使用 10/32 接头的阀到检测器 不锈钢 M4 Vlg 从使用 M4 接头的阀到检测器 说明 接头 密封圈和管接头 接头适用于外径 1/16 英寸的毛细管, 最高耐受压力高达 600 bar 的压力 部件号 内容物 单位 说明 包括螺母 前后密封圈 10 个 / 包 1/16 英寸不锈钢接头 包括螺母 前后密封圈 10 个 / 包 1/16 英寸不锈钢长接头 包括螺母 前后密封圈 10 个 / 包 1/16 英寸不锈钢超长接头 超高压接头 最高耐受压力高达 1200 bar ( 可拆卸 可重复使用 ) 部件号说明 /16 英寸 1200 bar 可拆卸接头 /16 英寸 1200 bar 可拆卸接头 ( 长接头 ) /16 英寸 1200 bar 可拆卸接头 ( 超长接头 ) 153

155 安捷伦液相色谱灯 不要让您的色谱结果承受不合适的灯带来的风险 只有安捷伦设计和生产的灯才能与安捷伦仪器实现完美匹配 不要在高质量的安捷伦检测器中安装不合适或者品质低劣的灯, 这会使您的结果承受准确性 重现性和可靠性降低的风险 下面的指南将帮助您进行对比参考, 轻松找出与各安捷伦检测器匹配的灯, 使仪器发挥出最佳性能 只有安捷伦才能充分了解各安捷伦仪器检测器的校准性能指标 检测器 部件号 原始灯部件号 二极管阵列检测器 (DAD) G1315A/B G1315C/D G4212A/B 多波长检测器 (MWD) G1365A/B G1365 C/D 可变波长检测器 (V WD) G1314A/B/C G G1314D/E/F G 紫外 / 可见光检测器 (UV/VIS) 8453A 使用安捷伦检测器灯能够提高性能 降低成本 不要让设计不当的灯损害您的结果 选择安捷伦检测器灯降低分析时间和故障发生率 要了解更多信息, 请访问 154

156 安捷伦溶剂安全盖 提高实验室安全性 安捷伦安全盖是能够自由旋转的 PTFE 和 PFA 螺口盖, 适用于实验室中高效液相色谱系统的所有溶剂瓶和废液瓶 最高可减少 70% 的溶剂排放, 并能有效防止可能改变色谱结果的溶剂泄漏和蒸发 瓶盖采用自由旋转设计, 更加便于溶剂的更换操作, 有助于避免容器更换过程中发生管路缠绕 用于 NS29/32 磨口瓶 安全盖 II, 带 2 个插口 - 用于 NS29/ 个基础瓶盖, 聚丙烯, 蓝色, 用于 NS29/32, 带 PTFE 锥,2 个插口 内含 2 个一体接头,PFA 3.2mm(1 蓝色,1 红色 ) 内含 1 个 1 µm 放空阀,PTFE 滤膜 内含 用于 GL 45 螺纹口溶剂瓶 安全盖 II, 带 2 个插口的 - 用于 GL 个基础盖, 聚丙烯, 蓝色,GL45, 带 PTFE 锥,2 个接口 内含 2 个接头,PFA 3.2mm(1 蓝色,1 红色 ) 内含 1 个放空阀, 1 µm,ptfe 滤膜 ) 内含 安全盖 I, 带 1 个插口的 - 用于 GL 个基础盖, 聚丙烯, 蓝色,GL45, 带 PTFE 锥,1 个插口 内含 1 个一体接头,PFA,3.2mm( 黑色 ) 内含 1 个放空阀, 1 µm,ptfe 滤膜 ) 内含 安全盖 II, 带 2 个关闭阀 用于 GL 个基础盖, 聚丙烯, 蓝色,GL45, 带 PTFE 锥,2 个插口 2 个关闭阀 内含 2 个接头,PFA,3.2mm(1 蓝色,1 红色 ) 内含 2 个接头,PTFE,3.2mm( 白色 ) 内含 1 个放空阀, 1 µm,ptfe 滤膜 ) 内含 安全盖 I, 带 1 个关闭阀 - 用于 GL 个基础盖, 聚丙烯, 蓝色,GL45, 带 PTFE 锥,1 个插口 1 个关闭阀 内含 1 个一体接头,PFA,3.2mm( 黑色 ) 内含 1 个接头,PTFE,3.2mm( 白色 ) 内含 1 个放空阀, 1 µm,ptfe 滤膜 ) 内含 155

157 安捷伦在线过滤器 保护您的液相色谱系统 色谱柱进样口滤芯污染可能增大柱反压并降低柱效 由于进样口滤芯直径小, 微径色谱柱堵塞成为一个值得关注的问题 为了防止堵塞, 请始终在液相色谱系统中使用适当的过滤器 安捷伦有几种类型的高压在线过滤器工具包可用于任何高效液相色谱系统 低扩散在线过滤器 : 直接置于色谱柱之前, 可去除样品和进样系统中的微粒 由于过滤器具有直径仅 2.1 mm 的滤芯及锥形插件, 从而使谱带展宽最小 此过滤器适用于任何微径 高速或标准的分析柱 通用型在线过滤器 : 安装于液相色谱泵和进样器之间, 去除溶剂中的颗粒, 使用高容量过滤器 滤芯置于插件的锥形边缘之间, 使溶剂能够均匀地分布于滤芯的表面上 高效液相色谱在线过滤器 说明 滤芯孔径 (µm) 滤芯入口内径 (mm) RRLC 在线过滤器, 连接毛细管 RRLC 在线过滤器, 连接毛细管低扩散在线过滤器, 包括两个滤芯 通用在线过滤器, 两个滤芯, 带衬垫, mm 连接毛细管 最高耐压 600 bar 最高耐压 600 bar 注释部件号可更换的滤芯 , 10 个 / 包 , 10 个 / 包 <1 ml/min , 10 个 / 包 (2 µm) , 10 个 / 包 (0.5 µm) ml/min , 2 个 / 包 半制备过滤器 ml/min 高压半制备过滤器 ml/min , 10 个 / 包 制备过滤器 ml/min , 可更换玻璃滤芯 G1311A 泵的在线过滤器 建议在盐溶度较高时使用 G Infinity 在线过滤器 (0.3 µm) 巴 , 5 个 / 包 156

158 Agilent 1200 Infinity 系列液相色谱仪 使您的实验室充满自信, 挑战未来 在 1200 Infinity 系列和之前的 1100 或 1200 系列之间, 安捷伦提供了无限制的组件和系统兼容性 安捷伦这一 独特的液相色谱解决方案可以让安捷伦液相色谱仪灵活地逐步升级 不论是在现在还是未来! 无限超值 :Agilent 1220 Infinity 液相色谱是用于常规高效液相色谱和先进的超高压液相色谱分析的高质量集成系统, 为您的投资带来最大的回报 流速最高达 5 ml/min 下,600 bar 的分析能力, 检测器速率 80 Hz 让您的实验室可以利用最先进的液相色谱柱技术 与 1200 Infinity 系列的所有其它检测器和 6100 系列四极杆质谱完全兼容 可运行任何现有的高效液相色谱或超高压液相色谱方法 使用与 1260 和 1290 Infinity 液相色谱相同的技术和部件 无限信心 :Agilent 1260 Infinity 液相色谱提高了高效液相色谱标准 但没有提高价格 使效率 数据质量和耐用性达到了新水平, 为您的投资带来了强大信心 600 bar 标准泵压力,80 Hz 标准检测器采集速率和提高了 10 倍的紫外检测灵敏度 为应对今天和明天的各种挑战做好了准备 与您所有的高效液相方法完全兼容 确保对现有仪器的替代无任何风险 无限强大 :Agilent 1290 Infinity 液相色谱在色谱性能方面已臻完善, 可提供最快速度 最高分离度和灵敏度的强大分析能力 最高耐压达 1200 bar 可以采用任何类型的填料 任何规格的色谱柱 以及任何流动相与固定相 如果您需要在仪器之间进行方法的完美转移, 只需使用安捷伦的新型 ISET 技术模拟其他液相色谱系统即可 降低总体运营成本 以相当于高效液相色谱仪器的服务价格获得超高压液相色谱的效率 如需及时了解安捷伦仪器无限卓越的最新技术, 请访问 157

159 采用智能化系统模拟技术 (ISET) 的 Agilent 1290 Infinity 液相色谱 采用智能化系统模拟技术 (ISET) 解决不同液相色谱之间进行方法转换时的 各种问题 不同液相色谱仪之间的设计差别 例如功能范围 延迟体积 混合性能 温度控制 柱外体积和检测器流 通池设计等 都会影响从一个系统向另一系统的方法转换 因此, 在不同液相色谱仪上使用相同的液相色 谱方法可能会出现不同的保留时间和色谱分离度 延迟体积和梯度混合的影响 液相色谱系统的延迟 ( 驻留 ) 体积决定了混合溶剂多快能够到达色谱柱 而且, 混合性能影响着梯度曲线 延迟 / 驻留体积和混合性能均由仪器的设计决定, 方法转换将使得保留时间和分离度出现差异 [mau] R S = 1.15 R S = min 条件色谱柱 : Poroshell 120, 3 x 50 mm (2.7um) 流速 : 0.85 ml /min 流动相 : 水, 乙腈梯度 : 0 min (10% 乙腈 ), 3 min (90 % 乙腈 ) 流动相 : 四氢呋喃 (THF) 由不同延迟体积和梯度混合性能造成的色谱柱溶剂组成不同将产生不同的保留时间和分离度 仪器间方法转换的解决方案 : 配备智能化系统模拟技术 (ISET) 的 1290 Infinity 液相色谱 智能化系统模拟技术使得 1290 Infinity 液相色谱成为世界上第一台真正意义上的通用, 无需修改原方法或改动仪器硬件, 即可运行任何传统的 HPLC 方法或最新的 UHPLC 方法, 得到与原方法相同的色谱结果 仅需点击鼠标即可 158

160 [mau] (ISET) 1290 Infinity 1100 R S = 1.87 R S = min 3.5 结果 : 保留时间和分离度均相同, 无需修改 仪器或原方法 有效提高方法开发和质量管理 / 质量控制 (QA/QC) 的效率, 并降低成本 使用 1290 Infinity 液相色谱和智能化系统模拟技术 (ISET) 可以利用超高效液相色谱性能加快方法开发的速度, 然后通过模拟目标系统对方法进行微调 使方法更可靠地按预期方式运行 简单即可模拟开发原方法的液相色谱系统 使用智能化系统模拟技术 (ISET) 继续运行传统方法的同时还能够充分利用 1290 Infinity 液相色谱的超高压液相色谱速度 分离度和灵敏度优势 有了智能化系统模拟技术 (ISET), 就无需再保留您的旧液相色谱系统了 要了解有关此技术的更多信息, 及时跟踪安捷伦仪器无限卓越的最新技 术, 请访问 159

161 注 160

162 用于 HPLC 和 UHPLC 的安捷伦备件和样品制备产品 样品瓶 瓶盖以及其它小的 LC 系统组件都有可能引起诸如进样器损坏 鬼峰和分析物降解这类的大问题 安捷伦以同样的可靠性和重复性进行备件和样品制备产品的生产, 这一点与安捷伦的仪器和色谱柱一样 能 帮助您使仪器以最高的性能运行最长时间 本文中的信息 说明和指标, 如有变更, 恕不另行通 知 安捷伦对本文可能存在的错误或由于提供 展示 或使用本文所造成的间接损失不承担任何责任 安捷伦科技 ( 中国 ) 有限公司, 年 10 月, 中国出版出版号 CHCN