HPLC在理想情況下,即色譜柱正常、樣品濃度適宜、分析方法合適,色譜峰在出峰時(shí)間較短的條件下,峰型應(yīng)對稱而尖銳。但實(shí)際測定時(shí)隨著樣品在色譜柱中的移動(dòng),樣品分子會向譜帶兩側(cè)擴(kuò)散,從而使色譜柱出口處的樣品譜帶比柱入口時(shí)寬,且可能產(chǎn)生不對稱的峰,這就是峰展寬。
峰展寬
峰展寬對實(shí)驗(yàn)中的分離和分析是不利的,那是什么原因?qū)е路逭箤挼模?/span>
造成色譜峰展寬的原因主要分為柱內(nèi)和柱外兩個(gè)方面,柱內(nèi)方面是指色譜柱本身的性能;柱外方面主要是指接頭的死體積、進(jìn)樣口和檢測器死體積等。

峰展寬
即,色譜峰展寬的總方差等于柱內(nèi)、柱外及其獨(dú)立因素的方差和:
色譜柱內(nèi)展寬的兩種因素包括渦流擴(kuò)散和傳質(zhì)阻力。當(dāng)樣品注入全多孔微粒固定相填充柱后,在液體流動(dòng)相驅(qū)動(dòng)下,樣品分子不可能沿直線運(yùn)動(dòng),而是不斷改變方向,形成紊亂似渦流的曲線運(yùn)動(dòng)。由于樣品分子在不同流路中受到的阻力不同,而在色譜柱中的運(yùn)行速度有快有慢,加上運(yùn)行路徑的長短不一致,使其到達(dá)柱出口的時(shí)間不同,因此引起色譜峰展寬。
傳質(zhì)阻力包括移動(dòng)流動(dòng)相傳質(zhì)阻力、滯留流動(dòng)相傳質(zhì)阻力和固定相傳質(zhì)阻,因傳質(zhì)阻力的存在,使分配不能瞬間達(dá)至平衡,因此產(chǎn)生色譜峰展寬。
1、移動(dòng)流動(dòng)相傳質(zhì)阻力:
在固定相顆粒間移動(dòng)的流動(dòng)相對處于不同層流的流動(dòng)相分子具有不同的流速,溶質(zhì)分子在緊挨固定相顆粒邊緣的流動(dòng)相層流中的移動(dòng)速度比在中心層流中的移動(dòng)速度慢,因而引起色譜峰展寬。同時(shí),有些溶質(zhì)分子也會從移動(dòng)快的層流向移動(dòng)慢的層流擴(kuò)散(徑向擴(kuò)散),使不同層流中溶質(zhì)分子的移動(dòng)速度趨于一致而減少色譜峰展寬。
2、滯留流動(dòng)相傳質(zhì)阻力:
色譜柱中填充的全多孔微粒固定相顆粒內(nèi)部的孔洞中充滿了滯留流動(dòng)相,溶質(zhì)分子在滯留流動(dòng)相中的擴(kuò)散會產(chǎn)生傳質(zhì)阻力。對僅擴(kuò)散到孔洞中滯留流動(dòng)相表層的溶質(zhì)分子僅需移動(dòng)很短的距離,就能很快地返回到固定相顆粒間流動(dòng)的主流路。而擴(kuò)散到孔洞中滯留流動(dòng)相較深處的溶質(zhì)分子,會消耗更多的時(shí)間停留在孔洞中,當(dāng)其返回到主流路時(shí)會引起色譜峰展寬。
3、固定相傳質(zhì)阻力:
溶質(zhì)分子由兩相界面到固定相內(nèi)部進(jìn)行分配又返回兩相界面的過程中受到的阻力。固定相的微孔小且深時(shí),擴(kuò)散不易進(jìn)行,傳質(zhì)速率慢,對色譜峰展寬影響較大。減小固定相的顆粒粒度和增大孔徑是提高柱效的主要手段。

柱外峰展寬又稱柱外效應(yīng),引起峰展寬的柱外因素為進(jìn)樣器、檢測器和各種連接管中的死體積。由進(jìn)樣器和進(jìn)樣器到色譜柱的連接管的死體積引起的色譜峰展寬,盡量減小連接管線的長度,并采用細(xì)內(nèi)徑的管線為連接線。若管內(nèi)徑減小,其長度可增加;內(nèi)徑增大,則長度要縮短。0.25mm內(nèi)徑連接管應(yīng)保持在100mm左右或更短。若采用內(nèi)徑為0.5mm連接管,則長度應(yīng)在10mm以下,因而在進(jìn)樣器和檢測器之間不使用0.5mm的連接管。但連接管內(nèi)徑減小,管內(nèi)壓力降較大,會使泵壓上升。
當(dāng)樣品溶液的溶劑強(qiáng)度強(qiáng)于流動(dòng)相溶劑強(qiáng)度時(shí)可能會造成的峰展寬現(xiàn)象。我們可以采取盡量用流動(dòng)相來溶解樣品,對于梯度洗脫,采用初始的流動(dòng)相比例。對于在流動(dòng)相中溶解度小,必須用強(qiáng)溶劑的時(shí)候,減少進(jìn)樣體積以消除溶劑效應(yīng)的影響。
由于流動(dòng)相洗脫力不足導(dǎo)致化合物保留時(shí)間延長引起寬峰,可以選用洗脫力強(qiáng)的溶劑:乙腈、四氫呋喃等;流動(dòng)相組成變化,重新制備新的流動(dòng)相;流動(dòng)相流速太低,調(diào)節(jié)流速。由于檢測器或流通池體積過大導(dǎo)致寬峰,則可以采用死體積小的檢測器,檢測器對反應(yīng)時(shí)間或池體積響應(yīng)過大,記錄儀響應(yīng)時(shí)間太長 ,小體積進(jìn)樣(例如:10ul而不是100ul)以1:10或1:100的比例稀釋樣品, 減少響應(yīng)時(shí)間或使用更小的流通池。注意:檢測器的時(shí)間常數(shù)包括檢測器傳感器和電子元件的響應(yīng)時(shí)間,傳感器的響應(yīng)較快,而檢測器放大器和記錄儀的時(shí)間常數(shù)有可能過大,使色譜峰變形失真,導(dǎo)致柱效下降,也影響色譜分析的可靠性和準(zhǔn)確性。保護(hù)柱污染或失效 ,更換保護(hù)柱;色譜柱污染或失效,塔板數(shù)較低,更換同樣類型的色譜柱。檢查是否漏液(特別是在柱子和檢測器之間),檢查接頭是否松動(dòng)、泵是否漏液、是否有鹽析出以及不正常的噪音,如果必要更換密封;進(jìn)樣有時(shí)會是峰展寬的主要原因,這取決于進(jìn)樣體積和進(jìn)樣方式。進(jìn)樣體積越大,柱外效應(yīng)越大進(jìn)樣方式一般有閥進(jìn)樣與注射進(jìn)樣兩種,閥進(jìn)樣允許進(jìn)樣體積大,注射進(jìn)樣允許進(jìn)樣體積小。另外,進(jìn)樣體積還與溶質(zhì)k 值有關(guān),溶質(zhì)k 值越大,允許進(jìn)樣的體積越大。
對于HPCL而言,由于其色譜柱體積較小,且溶質(zhì)在液相中擴(kuò)散系數(shù)很低,柱外方面對于色譜峰展寬成為不可忽略的因素,考慮柱外方面尤為重要。