为啥液相色谱流动相基本只用甲醇和乙腈?

相信使用液相色谱的同学们,每天都在跟甲醇乙腈打交道。但是你知道,为啥液相色谱流动相基本只用甲醇和乙腈吗?

当然,液相色谱流动相还有水、以及往水里面添加的一些酸、碱或者缓冲盐。但是我们今天只讨论有机相这个部分,水相部分下次有机会再来聊。

要回答这个问题,那就得要了解一下液相色谱对于溶剂的一般要求是什么。让我们一起,从一般的常识出发,来讨论一下这个问题。

01
溶解度

首先,流动相必须对被分析的样品有一定的溶解度,对吧?

这个问题非常直接。如果样品在流动相中不溶解,那即使你使用了其他溶剂将样品溶解,但只要样品一进入液相系统,一接触到流动相,便会产生析出,直接堵塞系统,根本不可能进行分析。

绝大多数时候,都建议采用流动相来溶解和稀释样品。如果用来稀释样品的溶剂跟流动相的洗脱强度差距比较大的时候,就可能造成样品出峰拖尾的现象,我们把这个现象叫做液相色谱的“溶剂效应”。有兴趣的同学可以参考我们这篇专门介绍“溶剂效应”的文章。

(点击观看视频“死体积越大,怎么出峰越好呢?!”)

02
腐蚀性

其次,流动相溶剂不应该对液相系统有腐蚀性

液相系统中与流动相接触的管路大多数情况下都是不锈钢的。这是一种高规格的316不锈钢,它具有很强的抗腐蚀性。但是有些溶剂对于不锈钢却有很强的腐蚀性,比如氯仿,以及可能含有过氧化物色谱级醚等等。

有些时候,我们也喜欢使用PEEK管路和接头,因为它们安装拆卸起来比较方便。虽然PEEK材质也有很好的化学惰性,但是长期在二甲基亚砜、二氯甲烷及四氢呋喃等溶剂环境下,也会出现变脆和破裂。

03
紫外吸收

另外,液相流动相溶剂对于紫外线是应该是透明的。

因为液相色谱中的大多数检测都使用紫外检测器来检测的,这样就不会对我们要检测的样品产生干扰。

(点击观看视频“关于紫外可见光检测器,你需要了解这些知识点”)

但是对于低于 220nm 的低紫外波长的检测,这可能是个问题,因为你很难找到完全透明的溶剂。

如果在你选取的检测波长下,使用的流动相溶剂有着一定的紫外吸收,也就是说它不是完全透明的,那么,你的检测特异性就不那么强了,样品定量结果的线性也会受影响。

当然,如果你使用的是梯度洗脱条件,那么最直接的现象就是检测基线的漂移了。

从这个角度来看,乙腈是更加优于甲醇的,因为乙腈的紫外截止波长是190nm,而甲醇是210nm。在低波长的检测中,乙腈可以提供更加平整的基线和更好的定量结果。
04
低粘度

此外,流动相溶剂应该是低粘度的。

如果流动相粘度比较高,同样的流速条件下,系统的压力就更高。在现在越来越追求分析速度的今天,液相系统所能提供的最高压力已经是液相发展的瓶颈之一。

所以越是低粘度的流动相,对系统的压力要求越低,就也适合于快速高效的液相分析。

从这方面来看,乙腈也要比甲醇好。甲醇与水混合的时候,粘性会变得更高。使用过甲醇和水走过梯度方法的同学肯定能直观地感受到这一点。
综合以上的液相色谱对于流动相溶剂的要求,甲醇和乙腈就脱颖而出,成为了液相色谱最最常用有溶剂了。
当然,在做GPC分析的时候,我们还会用到四氢呋喃(THF)。在做正相分析的时候,也会用到正己烷(Hexane)和环己烷(Cyclo hexane)。但是不论在使用频率上,还是应用广度上,它们都远远无法跟甲醇和乙腈相提并论。
05
不易燃且低毒性

在理想情况下,流动相溶剂还应该是不易燃且低毒性的。前面一点是从实验室的安全性来讲,而后一点是对于液相色谱使用人员的健康保障的角度来看的。

而在这个方面,虽然甲醇和乙腈应该都算是毒性较低的溶剂,但是相比起来,还是乙腈的毒性更大一些,而且可以透过皮肤吸收。所以从操作人员健康保障的角度来看,甲醇又扳回一局。

当然,不管流动相毒性再低,谁都不愿意长时间呆在各种有机溶剂挥发着的仪器室。

但是很多时候,我们因为不放心液相的运行状态,总得要时不时地去仪器旁边看看,柱子平衡好了没? 序列跑完了没?运行是否正常?没漏液吧? 没进气泡吧?好像,永远我们也放心不下来。

脚本/色谱马里奥       统筹/猫脸嘟嘟

漫画绘制/问尘       出品/色谱学堂
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