眾所周知,液相色譜中流動相的選擇非常重要,直接影響到色譜分離的結(jié)果。然而對于反相色譜流動相的選擇中,大家的關(guān)注點幾乎都是在緩沖鹽的選擇上,對于有機相的選擇關(guān)注的往往很少,幾乎都是甲醇乙腈隨機使用。主要是反相液相色譜中可選的有機相種類不多,絕大多數(shù)都是甲醇,乙腈再加上少部分用四氫呋喃。而實際上,有機相的選擇也非常重要,那我們應(yīng)該如何選擇,是甲醇還是乙腈,還是其他?
有機相的選擇,首先考慮的是溶劑的強度和極性。溶劑的強度決定著化合物洗脫需要有機溶劑的量,在反相色譜中隨著溶劑極性的增大而減小。我們常用的幾種有機溶劑的溶劑強度分別為:甲醇2.64,乙腈3.12,四氫呋喃4.4,從數(shù)值來看幾種有機溶劑的洗脫能力甲醇<乙腈<四氫呋喃,具體對應(yīng)起來如下圖所示:
從上圖中可知,如果某一化合物能在20%乙腈水的條件下洗脫下來,如果將乙腈換成甲醇,則需約28%甲醇水才能洗脫,而換成四氫呋喃,則只需15%的四氫呋喃就能洗脫。
Tips:上述只是理論上的數(shù)據(jù),在實際實驗中,如果需達到相似的保留,將乙腈更換成甲醇,我們建議在上圖的基礎(chǔ)上,額外增加10%甲醇;而將乙腈更換成四氫呋喃時,則需減少5%四氫呋喃。



從三種溶劑的結(jié)構(gòu)上看,甲醇在氫鍵作用下既是強的質(zhì)子給予體又是強的質(zhì)子接受體;乙腈具有偶極作用,在氫鍵作用下,又是非常弱的質(zhì)子接受體;四氫呋喃在氫鍵作用下只能接受質(zhì)子,不能給予質(zhì)子。

色譜柱:苯基柱 150*4.6mm 5um
流動相:20mM磷酸二氫鉀(pH 2.5): 有機相%(圖示)
流速:1.0ml/min
檢測波長:UV@220nm
化合物:1. 糖精鈉 2. 對羥基苯甲酸 3. 山梨酸 4. 脫氫乙酸 5.對羥基苯甲酸甲酯
如上述實驗結(jié)果所示,在使用乙腈和甲醇分別作為洗脫溶劑的時候,出峰順序發(fā)生了變化。通過結(jié)構(gòu)來看,糖精鈉是一個強的質(zhì)子接受體,而苯甲酸是一個強的質(zhì)子給予體,在甲醇做流動相的時候,甲醇既是一個強的質(zhì)子接受體又是一個強的質(zhì)子給予體,作用互相抵消,他們的洗脫是純粹依靠甲醇本身的洗脫能力;而乙腈只是一個弱的質(zhì)子接受體,不能給予質(zhì)子,相比之下乙腈與苯甲酸之間還多了一層氫鍵作用,因此,苯甲酸在乙腈中的洗脫更快,導(dǎo)致出峰順序發(fā)生了變化。脫氫乙酸和對羥基苯甲酸甲酯這兩種物質(zhì),相比而言,對羥基苯甲酸甲酯帶有苯環(huán),而乙腈中的π電子干擾了它與苯基固定相的結(jié)合,因此出峰更快,出峰順序也發(fā)生了變化。
Tips:在用苯基柱時,使用甲醇做有機相,能更好的體現(xiàn)苯基的π-π選擇性。同時還可以根據(jù)目標(biāo)化合物接受或給予質(zhì)子的能力,挑選合適的溶劑作為流動相,能夠取得意想不到的分離效果。
除此之外,溶劑的粘度,紫外吸收截止波長也是我們選擇有機相需要考慮的內(nèi)容。
溶劑的粘度影響著儀器系統(tǒng)的壓力,混合溶劑粘度越大,壓力越大。上圖中列出了幾種常用有機溶劑與水混合時的粘度曲線,四氫呋喃與水混合的粘度曲線與甲醇類似。Tips:在使用小粒徑和小內(nèi)徑的色譜柱時,更傾向于選擇乙腈作為有機相,壓力偏低。
常見溶劑的紫外吸收截止波長
有機溶劑 | 紫外吸收截止波長/nm |
---|---|
甲醇 | 205 |
乙腈 | 190 |
異丙醇 | 210 |
乙醇 | 210 |
四氫呋喃 | 220 |
DMF | 270 |
使用紫外檢測器時,當(dāng)檢測波長低于溶劑截止波長時就會生產(chǎn)較大干擾。
Tips:當(dāng)波長在200nm左右時,乙腈的吸收要遠低于甲醇等其他溶劑,尤其是在梯度運行的時候,使用乙腈作為流動相,基線漂移也會遠小于甲醇,這樣得到的色譜圖不僅美觀,樣品的檢測限和方法的靈敏度也要好很多。