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液相色譜保留時(shí)間總跑偏的4大類(lèi)原因與5步排查法

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2025-10-15 17:52

液相色譜(HPLC)分析中,保留時(shí)間的穩(wěn)定性直接決定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。但不少實(shí)驗(yàn)人員常會(huì)遇到這樣的難題:保留時(shí)間沿單一方向持續(xù)漂移——要么逐漸提前,要么不斷延后,不僅影響峰形積分,還可能導(dǎo)致定性結(jié)果偏差。今天,我們就從色譜柱、流動(dòng)相、儀器硬件、樣品四大核心維度,拆解保留時(shí)間漂移的深層原因,并給出一套高效排查方案,幫你快速找回穩(wěn)定的保留時(shí)間!
 
一、先搞懂:保留時(shí)間漂移的4大類(lèi)核心誘因
 
保留時(shí)間漂移并非隨機(jī)發(fā)生,其根源多與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中關(guān)鍵部件的性能變化或操作細(xì)節(jié)疏漏相關(guān),具體可歸為以下四類(lèi):
 
(一)色譜柱:保留行為的“核心載體”,出問(wèn)題最易漂移
 
色譜柱是樣品與流動(dòng)相發(fā)生相互作用的核心場(chǎng)所,其性能改變是保留時(shí)間漂移的首要誘因,常見(jiàn)問(wèn)題有4種:
 
1.平衡不充分:“沒(méi)準(zhǔn)備好就上崗”
 
新柱啟用、更換流動(dòng)相后,若未用足夠體積的流動(dòng)相平衡色譜柱,固定相與流動(dòng)相無(wú)法達(dá)到熱力學(xué)平衡,
保留行為會(huì)持續(xù)變化。尤其當(dāng)流動(dòng)相中含離子對(duì)試劑(如十二烷基硫酸鈉)、緩沖鹽(如磷酸鹽)時(shí),平衡時(shí)間需延長(zhǎng)至數(shù)小時(shí)甚至過(guò)夜——若平衡時(shí)間不足,離子對(duì)試劑無(wú)法充分吸附在反相柱表面,會(huì)導(dǎo)致保留時(shí)間逐漸延后。
 
2.固定相流失:“柱效慢慢被消耗”
 
硅膠基質(zhì)色譜柱(如C18、C8)的鍵合相易在極端條件下水解流失:當(dāng)流動(dòng)相pH超出2~8范圍、水相比例過(guò)高(如>90%),或使用單官能團(tuán)、短鏈鍵合相時(shí),水解速度會(huì)顯著加快。固定相流失會(huì)直接導(dǎo)致柱容量下降,樣品與固定相的相互作用減弱,最終表現(xiàn)為保留時(shí)間逐漸提前。
 
3.色譜柱污染:“活性位點(diǎn)被占滿”
 
樣品基質(zhì)中的大分子(如血清蛋白、食品中的淀粉)、流動(dòng)相中的微生物、儀器磨損產(chǎn)生的顆粒,都會(huì)吸附在色譜柱填料表面,占據(jù)固定相的活性位點(diǎn)。隨著污染加重,保留性能持續(xù)改變,同時(shí)還會(huì)伴隨柱壓逐漸升高的現(xiàn)象。
 
4.疏水坍塌:“固定相‘蜷縮’不工作”
 
小孔徑(<10nm)、端基封尾良好的反相柱(如C18),若長(zhǎng)期使用接近100%水相的流動(dòng)相(如純水),固定相的疏水鏈會(huì)因失去有機(jī)溶劑的“潤(rùn)濕”作用而卷曲收縮,導(dǎo)致樣品無(wú)法與固定相有效結(jié)合,保留時(shí)間會(huì)突然大幅提前,甚至出現(xiàn)“不保留”的情況。
 
(二)流動(dòng)相:保留行為的“調(diào)控劑”,細(xì)微變化也致命
 
流動(dòng)相的組成、性質(zhì)直接影響樣品與固定相的相互作用,哪怕微小變化也可能引發(fā)保留時(shí)間漂移,主要問(wèn)題有3類(lèi):
 
5.組成比例偏差:“溶劑配比‘偷偷變’”
 
含甲醇、乙腈等易揮發(fā)溶劑的流動(dòng)相,若長(zhǎng)時(shí)間敞口放置或循環(huán)使用,有機(jī)相會(huì)因揮發(fā)導(dǎo)致比例降低、水相比例升高,最終使保留時(shí)間延后;此外,手動(dòng)配制流動(dòng)相時(shí),若有機(jī)相或緩沖鹽的體積量取誤差超過(guò)1%,也會(huì)直接導(dǎo)致保留時(shí)間偏離預(yù)期。
 
6.流動(dòng)相污染:“雜質(zhì)‘悄悄’傷柱子”
 
水相流動(dòng)相若未經(jīng)過(guò)0.22μm濾膜過(guò)濾,或在室溫下放置超過(guò)24小時(shí),易滋生微生物;流動(dòng)相中的有機(jī)雜質(zhì)(如試劑中的殘留污染物)也會(huì)逐漸富集到色譜柱上,改變固定相的保留性能,間接引發(fā)保留時(shí)間漂移。
 
7.pH值失控:“酸堿環(huán)境‘超范圍’”
 
緩沖鹽流動(dòng)相的pH值若超出色譜柱推薦的使用范圍(多數(shù)硅膠柱為2~8),不僅會(huì)加速固定相水解,還可能改變樣品的解離狀態(tài)(如酸性樣品在高pH下解離增強(qiáng)),進(jìn)而導(dǎo)致保留時(shí)間持續(xù)變化。
 
(三)儀器硬件:保留行為的“支撐者”,穩(wěn)定性決定成敗
 
儀器部件的穩(wěn)定性直接影響流動(dòng)相的輸送、柱溫的控制,任何硬件故障都可能導(dǎo)致保留時(shí)間漂移,問(wèn)題集中在4個(gè)關(guān)鍵部件:
 
8.溫度不穩(wěn)定:“柱溫‘忽高忽低’”
 
保留時(shí)間對(duì)溫度極為敏感——柱溫每升高1℃,保留時(shí)間通常會(huì)縮短1%~2%。若柱溫箱故障(如溫度顯示與實(shí)際不符、控溫精度超±0.5℃),或儀器置于空調(diào)直吹、陽(yáng)光直射的位置(環(huán)境溫度波動(dòng)傳遞給柱溫箱或流動(dòng)相),都會(huì)導(dǎo)致保留時(shí)間隨溫度變化而漂移。
 
9.流速波動(dòng):“流動(dòng)相‘時(shí)快時(shí)慢’”
 
泵內(nèi)存在氣泡會(huì)導(dǎo)致流速忽快忽慢,壓力曲線出現(xiàn)波動(dòng),保留時(shí)間也會(huì)隨之忽前忽后;泵的單向閥寶石球磨損會(huì)造成流動(dòng)相倒流,實(shí)際流速降低,保留時(shí)間逐漸延后;泵密封墊老化則會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)相滲漏,同樣使實(shí)際流速下降,保留時(shí)間延后。
 
10.比例閥/混合器故障:“溶劑混合‘不均勻’”
 
四元泵的比例閥若出現(xiàn)堵塞或校準(zhǔn)偏差,會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)相比例不準(zhǔn)(如設(shè)定有機(jī)相30%,實(shí)際僅25%);混合器堵塞或攪拌功能下降,則會(huì)造成流動(dòng)相混合不均,形成“梯度滯后”,兩種情況都會(huì)引發(fā)保留時(shí)間漂移。
 
11.吸濾頭堵塞:“流動(dòng)相‘抽不上來(lái)’”
 
流動(dòng)相瓶中的吸濾頭若被雜質(zhì)堵塞(如微生物、未溶解的緩沖鹽顆粒),會(huì)阻礙流動(dòng)相的正常抽取,導(dǎo)致泵的實(shí)際輸出流速降低,保留時(shí)間逐漸延后。
 
(四)樣品:保留行為的“研究對(duì)象”,自身問(wèn)題也添亂
 
樣品自身的純度、進(jìn)樣量若不符合要求,會(huì)間接影響色譜柱性能,導(dǎo)致保留時(shí)間漂移,主要有2種情況:
 
12.樣品污染:“強(qiáng)保留組分‘黏住’柱子”
 
樣品中的強(qiáng)保留雜質(zhì)(如中藥提取液中的鞣質(zhì)、環(huán)境水樣中的腐殖酸)會(huì)牢牢吸附在色譜柱填料上,無(wú)法被流動(dòng)相洗脫,長(zhǎng)期積累會(huì)逐漸改變固定相的保留性能。這類(lèi)問(wèn)題需通過(guò)固相萃?。⊿PE)、液液萃取等前處理手段去除樣品基質(zhì),減少對(duì)色譜柱的污染。
 
13.樣品超載:“柱子‘吃不消’”
 
當(dāng)進(jìn)樣量超出色譜柱的最大柱容量(通常為柱體積的1%~2%)時(shí),樣品與固定相的相互作用會(huì)達(dá)到飽和,部分樣品分子無(wú)法有效結(jié)合,導(dǎo)致保留時(shí)間提前,同時(shí)還會(huì)伴隨峰形展寬、拖尾的現(xiàn)象。
 
二、超實(shí)用:5步排查法,快速定位漂移原因
 
遇到保留時(shí)間漂移時(shí),無(wú)需盲目排查,按以下步驟逐一驗(yàn)證,可高效找到問(wèn)題根源:
 
第1步:優(yōu)先檢查色譜柱平衡狀態(tài)
 
●確認(rèn)是否更換過(guò)流動(dòng)相或新啟用色譜柱,若有,需核實(shí)平衡時(shí)間是否足夠(常規(guī)流動(dòng)相需10~20倍柱體積,含離子對(duì)試劑需延長(zhǎng)至數(shù)小時(shí));
 
●操作:繼續(xù)用當(dāng)前流動(dòng)相沖洗色譜柱30分鐘,觀察后續(xù)進(jìn)樣的保留時(shí)間是否穩(wěn)定,若穩(wěn)定則為平衡不充分導(dǎo)致。
 
第2步:檢查流動(dòng)相的“正確性”
 
●核實(shí)流動(dòng)相組成:用移液管重新量取有機(jī)相、水相,確認(rèn)比例是否與方法一致;
 
●檢查pH值:用pH計(jì)測(cè)定緩沖鹽流動(dòng)相的實(shí)際pH,看是否在方法規(guī)定范圍內(nèi);
 
●判斷是否污染:觀察流動(dòng)相是否出現(xiàn)渾濁、絮狀物(微生物污染特征),或聞是否有異味(有機(jī)相變質(zhì)),若有則需重新配制流動(dòng)相。
 
第3步:驗(yàn)證儀器硬件穩(wěn)定性
 
●柱溫:查看柱溫箱顯示溫度與設(shè)定值是否一致,記錄30分鐘內(nèi)的溫度波動(dòng),若波動(dòng)超±0.5℃,需檢修柱溫箱;
 
●流速:觀察泵的壓力曲線是否平穩(wěn),若壓力波動(dòng)超過(guò)5%,需排除泵內(nèi)氣泡(通過(guò)排氣閥排氣)、檢查單向閥;
 
●吸濾頭:將吸濾頭取出,用甲醇超聲清洗10分鐘,重新安裝后觀察流速是否恢復(fù),若恢復(fù)則為吸濾頭堵塞。
 
第4步:評(píng)估色譜柱的“健康狀況”
 
●柱壓:對(duì)比當(dāng)前柱壓與新柱時(shí)的柱壓,若升高超過(guò)30%,說(shuō)明色譜柱可能污染,需用強(qiáng)溶劑沖洗(如反相柱用甲醇-水=90:10沖洗);
 
●柱效:進(jìn)樣標(biāo)準(zhǔn)品(如萘、苯乙酮),計(jì)算理論塔板數(shù),若柱效較新柱下降超過(guò)20%,說(shuō)明固定相可能流失,需更換色譜柱。第5步:排查樣品問(wèn)題
 
●樣品純度:取少量樣品,通過(guò)0.22μm濾膜過(guò)濾后重新進(jìn)樣,若保留時(shí)間穩(wěn)定,說(shuō)明樣品中含顆粒雜質(zhì),需優(yōu)化前處理步驟;
 
●進(jìn)樣量:減少50%進(jìn)樣量后重新分析,若保留時(shí)間恢復(fù),說(shuō)明存在樣品超載問(wèn)題,需降低進(jìn)樣量至柱容量范圍內(nèi)。
 
三、小提醒:日常維護(hù),減少漂移概率
 
想要從源頭減少保留時(shí)間漂移,日常操作中需注意3點(diǎn):
 
14.色譜柱:避免超pH、超流速使用,每次實(shí)驗(yàn)后用合適溶劑沖洗(如反相柱用甲醇封存);
 
15.流動(dòng)相:現(xiàn)配現(xiàn)用,水相流動(dòng)相需冷藏保存且不超過(guò)24小時(shí),所有流動(dòng)相均需過(guò)濾、脫氣;
 
16.儀器:定期校準(zhǔn)柱溫箱、泵流速,每月清洗吸濾頭、單向閥,確保硬件處于穩(wěn)定狀態(tài)。保留時(shí)間漂移雖常見(jiàn),但只要掌握“原因分類(lèi)+分步排查”的思路,就能快速定位問(wèn)題,讓液相色譜分析更高效、數(shù)據(jù)更可靠。
 
液相色譜保留時(shí)間總跑偏的4大類(lèi)原因與5步排查法
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來(lái)源:藥物分析學(xué)社

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