概述
在紫外-可見分光光度法、高效液相色譜法與氣相色譜法三個領域中均有“溶劑效應”這一術語,分別具有不同的意義,由於篇幅有限,本文僅討論高效液相色譜法最常用的反相色譜中的溶劑效應,其他如正相色譜、離子色譜、親水作用色譜等可參考本文的分析方法與相關原理。
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什麼是溶劑效應
目前較為公認的對於溶劑效應的理解為稀釋劑溶劑強度大於流動相時造成色譜峰變形的現象。如用純乙腈溶解樣品,注入流動相為乙腈-水(18:82)的反相係統中,會造成峰分叉或拖尾的結果。但是這種概念不能解釋實踐中其他由稀釋劑導致的色譜行為異常現象,如溶出曲線研究中pH6.8溶出介質的溶出樣品主峰峰型異常、或加入SDS助溶後峰分叉等情況,這些情況中稀釋劑的溶劑強度並不一定大於流動相,但是卻發生了色譜行為異常的現象。
鑒(jian)於(yu)許(xu)多(duo)由(you)稀(xi)釋(shi)劑(ji)導(dao)致(zhi)的(de)色(se)譜(pu)行(xing)為(wei)異(yi)常(chang)現(xian)象(xiang)不(bu)能(neng)用(yong)目(mu)前(qian)的(de)溶(rong)劑(ji)效(xiao)應(ying)進(jin)行(xing)解(jie)釋(shi),研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)認(ren)為(wei)有(you)必(bi)要(yao)將(jiang)溶(rong)劑(ji)效(xiao)應(ying)的(de)概(gai)念(nian)進(jin)行(xing)重(zhong)新(xin)闡(chan)述(shu)。溶(rong)劑(ji)效(xiao)應(ying),是(shi)指(zhi)由(you)於(yu)供(gong)試(shi)品(pin)中(zhong)特(te)定(ding)組(zu)分(fen)在(zai)稀(xi)釋(shi)劑(ji)與(yu)流(liu)動(dong)相(xiang)中(zhong)所(suo)處(chu)狀(zhuang)態(tai)的(de)差(cha)異(yi)對(dui)色(se)譜(pu)行(xing)為(wei)的(de)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。如(ru)果(guo)這(zhe)種(zhong)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)較(jiao)為(wei)嚴(yan)重(zhong),則(ze)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)明(ming)顯(xian)的(de)色(se)譜(pu)行(xing)為(wei)異(yi)常(chang),如(ru)峰(feng)分(fen)叉(cha)、拖尾等。
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常見溶劑效應的表征
溶劑效應是一種對色譜行為的不利影響,影響程度不同,色譜行為的表征也各有不同;較輕的影響可能沒有明顯的色譜行為的異常如無法觀察到的峰輕度展寬等,次一級的可能表現為峰明顯展寬、低柱效,較為嚴重表現有特定組分峰保留時間不穩定、峰型異常、響應值不穩定等。
峰型異常是最直觀也是最常見的溶劑效應的表現形式,如峰分叉、拖尾、前沿等。保留時間不穩定與響應值不穩定也是較為常見的表現形式,可能也會伴隨峰型異常的情況;較jiao為wei難nan以yi覺jiao察cha到dao的de溶rong劑ji效xiao應ying是shi峰feng型xing正zheng常chang隻zhi是shi響xiang應ying值zhi波bo動dong較jiao大da的de情qing況kuang,易yi誤wu判pan為wei儀yi器qi故gu障zhang等deng係xi統tong適shi用yong性xing方fang麵mian的de原yuan因yin,如ru方fang法fa開kai發fa期qi間jian發fa現xian峰feng對dui稱cheng、但柱效較低且連續進樣RSD較大,建議評估溶劑效應的風險。
溶劑效應具有一定的規律,如保留時間小的組分峰較易發生,多組分色譜圖中出峰較晚的組分峰型較好、減少進樣量一般可減輕等,在實踐中可根據該規律對色譜行為異常是否為溶劑效應進行初步的判斷。
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原理及解決方法
(1)洗脫能力
這是目前一般意義上的理解,即上文提到的“純乙腈溶解樣品,注入流動相為乙腈-水(18:82)的反相係統中,會造成峰分叉或拖尾的結果”。如果稀釋劑的洗脫能力大於流動相,則可能導致溶劑效應。
jiejuefangfaweitiaozhengxishijihuoliudongxiang,shierzhedexituonenglijiejinhuoxishijidexituonenglidiyuliudongxiang。yibanqingkuangxia,weibimianxituonenglidaozhiderongjixiaoying,fanxiangsepuzhongjiaoweiwentuodezuofashixishijizhongyoujixiangbilidiyuliudongxianghuoxiangdang,biyaoshikelvegaoyuliudongxiang,danyingdangpingguqirongjixiaoyingdefengxian,rugenjushangwentidaodeguilvjinxingpanduandeng。
(2)化合物的電離狀態
藥物活性成分很多都可以離子化,如苯磺酸氨氯地平、青qing黴mei素su鉀jia等deng,這zhe類lei化hua合he物wu絕jue大da多duo數shu不bu是shi強qiang電dian解jie質zhi,隻zhi能neng部bu分fen電dian離li。即ji電dian離li平ping衡heng中zhong一yi部bu分fen是shi離li子zi狀zhuang態tai另ling一yi部bu分fen是shi分fen子zi狀zhuang態tai,兩liang種zhong狀zhuang態tai在zai固gu定ding相xiang與yu流liu動dong相xiang的de分fen配pei是shi不bu一yi樣yang的de。在zai反fan相xiang係xi統tong中zhong,分fen子zi狀zhuang態tai與yu固gu定ding相xiang結jie合he更geng為wei緊jin密mi,保bao留liu更geng強qiang;離子狀態則更傾向於流動相,保留較弱。
設想一種情況,如果樣品為堿性化合物,稀釋劑為pH6.8緩衝鹽溶液(溶出曲線研究較為常見),流動相為pH3.0的磷酸鹽溶液-有機相係統,這有非常大的可能導致明顯峰型異常的溶劑效應。因為樣品在pH6.8緩衝鹽溶液中的電離狀態遠低於pH3.0的磷酸鹽溶液,供試品溶液與流動相混合的過程中,需要一段時間將電離狀態從稀釋劑緩衝至流動相的狀態,如因某些原因(稀釋劑是緩衝鹽、流動相緩衝能力弱等)導致該時間較長,則待測組分峰極可能出現明顯的峰型異常。
這種情況出現的溶劑效應解決辦法一般有四種:更換稀釋劑使稀釋劑中待測物的電離狀態與流動相一致或接近,減少進樣量、在流動相中加入反離子或者增加流動相緩衝能力。
(3)離子締合
這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)常(chang)見(jian)於(yu)由(you)於(yu)待(dai)測(ce)物(wu)溶(rong)解(jie)性(xing)差(cha)在(zai)稀(xi)釋(shi)劑(ji)中(zhong)含(han)有(you)十(shi)二(er)烷(wan)基(ji)硫(liu)酸(suan)鈉(na)的(de)試(shi)驗(yan)中(zhong),待(dai)測(ce)組(zu)分(fen)峰(feng)可(ke)能(neng)嚴(yan)重(zhong)變(bian)形(xing),或(huo)者(zhe)保(bao)留(liu)時(shi)間(jian)波(bo)動(dong)非(fei)常(chang)大(da)。如(ru)果(guo)待(dai)測(ce)物(wu)為(wei)堿(jian)性(xing)化(hua)合(he)物(wu),則(ze)其(qi)原(yuan)因(yin)為(wei)離(li)子(zi)狀(zhuang)態(tai)的(de)待(dai)測(ce)物(wu)的(de)陽(yang)離(li)子(zi)與(yu)十(shi)二(er)烷(wan)基(ji)硫(liu)酸(suan)根(gen)陰(yin)離(li)子(zi)形(xing)成(cheng)離(li)子(zi)締(di)合(he)物(wu),該(gai)物(wu)質(zhi)在(zai)反(fan)相(xiang)色(se)譜(pu)中(zhong)保(bao)留(liu)相(xiang)對(dui)於(yu)待(dai)測(ce)物(wu)極(ji)大(da)增(zeng)強(qiang);而在流動相中並不存在該締合物,流動相消除該締合物的影響時間如果較長,則會產生明顯的溶劑效應。
簡jian單dan的de做zuo法fa是shi更geng換huan稀xi釋shi劑ji,如ru稀xi釋shi劑ji不bu能neng更geng換huan,也ye可ke改gai變bian流liu動dong相xiang,如ru在zai流liu動dong相xiang中zhong加jia入ru待dai測ce物wu的de反fan離li子zi,也ye形xing成cheng離li子zi締di合he物wu,減jian少shao待dai測ce物wu在zai稀xi釋shi劑ji與yu流liu動dong相xiang中zhong的de差cha異yi。
(4)互變平衡
duiyuzairongyezhongcunzaihubianjiegoudedaicewu,lirutongshixichunshihubian,ruguozaixishijiyuliudongxiangzhonghubianyigouzhuangtaichayijiaoda,yekenengdaozhimingxianderongjixiaoying。
(5)總結
上述差異導致的溶劑效應,根本原因是待測物在固定相-稀釋劑的分配係數與固定相-流動相分配係數的較大差異導致的,是固定相、稀釋劑、流liu動dong相xiang三san方fang博bo弈yi的de結jie果guo。因yin此ci在zai評ping估gu溶rong劑ji效xiao應ying的de風feng險xian時shi,應ying當dang結jie合he三san方fang的de具ju體ti情qing況kuang進jin行xing分fen析xi,對dui三san方fang互hu相xiang作zuo用yong的de力li度du進jin行xing評ping估gu。解jie決jue溶rong劑ji效xiao應ying的de上shang文wen未wei提ti到dao的de方fang法fa就jiu是shi改gai變bian固gu定ding相xiang種zhong類lei,如ru將jiangC18柱更換為CN柱,因為稀釋劑與流動相中狀態的差異導致的分配係數的差異在CN柱中小於C18柱。
也就是說,消除或者減少溶劑效應的影響可以從稀釋劑、流動相與固定相三個方麵著手,使稀釋劑與流動相性質接近、減少稀釋劑用量;或者使流動相與稀釋劑性質接近、增強流動相改變待測物狀態的能力;或者更改固定相種類減少待測組分狀態差異對色譜行為的影響等。
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溶劑效應的特殊情況
本ben文wen所suo述shu稀xi釋shi劑ji為wei供gong試shi品pin溶rong液ye中zhong除chu待dai測ce物wu外wai的de所suo有you組zu分fen,不bu能neng簡jian單dan理li解jie為wei用yong來lai溶rong解jie供gong試shi品pin的de溶rong劑ji。在zai進jin行xing溶rong劑ji效xiao應ying的de評ping估gu不bu能neng隻zhi評ping估gu待dai測ce物wu在zai溶rong解jie用yong溶rong劑ji中zhong的de狀zhuang態tai與yu流liu動dong相xiang中zhong狀zhuang態tai的de差cha異yi,而er應ying該gai結jie合he溶rong液ye中zhong其qi他ta組zu分fen進jin行xing評ping估gu。
shexiangruguokaifajiancemougejianxinghuahewuzhongsanfuyisuancanliudefangfa,henkenengchuxiandeqingkuangshidandusanfuyisuanfengxingzhengchang,hejianxinghuahewuhunhehousanfuyisuanfengchuxianmingxianyichang。jieheshangwenlizidihedexiangguanneirong,womennengqingyizuoweipanduan。danruguozhicongrongjieyongrongjilailijiejiancefangfazhongdexishiji,zezhaobudaowentifashengdeyuanyin。
yincizaijiancegongshipinzhongmouxiezazhidehanliangshi,tebieshigaonongdugongshipinrongye,jikenenggongshipincanyurongjixiaoyingdexingcheng,yuanlicankaoshangwenxiangguanneirongjinxingfenxi。
有關物質檢測過程中單獨各組分圖譜峰型正常,混合溶液中出現峰型異常的組分峰也可以理解為其他組分參與了溶劑效應的形成。
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