流动相的选择技巧

流动相的选择技巧常用做反相流动相的溶剂是甲醇和乙腈，甲醇有其性价比的优势，但是甲醇活性高，可能与某些样品发生反应，而且甲醇在低波长下有紫外吸收，会降低分析方法的灵敏度;乙腈虽然价格很高，毒性比甲醇大，但是洗脱能力比甲醇强，很少与样品发生反应，用作流动相系统常用做反相流动相的溶剂是甲醇和乙腈，甲醇有其性价比的优势，但是甲醇活性高，可能与某些样品发生反应，而且甲醇在低波长下有紫外吸收，会降低分析方法的灵敏度;乙腈虽然价格很高，毒性比甲醇大，但是洗脱能力比甲醇强，很少与样品发生反应，用作流动相系统压力要比甲醇低很多，且截止波长比甲醇低20nm，增加了检测出在低波长下才有吸收的杂质的可能性，所以我们一般倾向于多用乙腈，少用甲醇。

但是有时候样品峰形不好或者分离不好，更换溶剂试试是一个很好的选择，毕竟不同的溶剂提供不同的选择性。

对流动相的优化主要在水相上下功夫，水里可以加酸、加碱、加盐，从而改善峰形、提高分离度。

流动相里加碱的情况比较少，主要还是加酸，常用的酸有磷酸、三氟乙酸、甲酸、乙酸、高氯酸、甲基磺酸等，其中最常用的是磷酸和三氟乙酸，磷酸在低波长下没有紫外吸收，而三氟乙酸在低波长下有，但是三氟乙酸易挥发而磷酸不行，所以单纯做液相，低波长下磷酸最合适，三氟乙酸有吸收，运行梯度时基线漂移很严重，而做液质就要考虑首选三氟乙酸了，近些年还比较流行加甲酸或乙酸。

一般情况下这几种酸没有太大区别，我们更多的是考虑通过加酸改变流动相的pH值，从而改善样品的分离度和峰形。

相同进样量样品峰越高则意味着峰形越好，从图中可以看出多数样品在低pH值下峰形都比中性要好，这个主要是由色谱柱本身的性质所决定的。

色谱柱主要都是硅胶基质，现有的填料处理工艺无法将硅胶上残余的硅羟基全部去除，硅羟基会造成样品峰拖尾，一般认为硅羟基的pKa在3.5到4.5之间，低pH值能帮助抑制硅羟基的活性，减小拖尾，从而改善峰形，提高分离度。

水溶液中添加0.1%(体积)的磷酸或者三氟乙酸其pH值大概在2左右，用作流动相正好抑制硅羟基的活性，所以开发液相分析方法时流动相首选水加01.%的磷酸，然后再以此为基础做优化。

在单独用酸不行的时候就要考虑使用缓冲盐，缓冲盐的选择原则是：简单、稳定、缓冲能力强、配制简单，需要调pH值时要有相应的酸或碱。

常用的缓冲盐是磷酸盐，主要是钾盐和钠盐，再有就是醋酸盐，常用的盐浓度在10~20mM左右。

以前因为色谱柱填料生产工艺的问题，往往需要在流动相里添加三乙胺来减少拖尾，但是三乙胺对色谱柱的寿命有很大影响，现在新的色谱柱都不再需要了。

流动相里有时会需要调节pH值到碱性，具体pH要视色谱柱的耐受范围而定，常用 NaOH、KOH溶液或氨水做为调节缓冲盐溶液碱性pH的试剂，也可以往水里单独添加氨水做碱性流动相。

在缓冲盐做流动相时，出峰太早、峰形很差、相似结构的化合物峰因为拖尾或峰型太宽而不能达到基线分离时，可以考虑使用离子对试剂，常用的离子对试剂主要是各种烷基磺酸钠和四丁基铵盐，但是流动相里使用离子对试剂时，系统需要的平衡时间长，样品保留时间不是很稳定，因为离子对试剂的背景吸收基线会很差，且做完样品后需要长时间清洗，所以我们尽量不使用离子对试剂。

使用缓冲盐时要注意流动相混合以后盐可能析出的问题和盐背景吸收导致基线漂移严重的问题，尤其是在流动相里添加醋酸铵以后，在低波长下梯度变化时基线下降非常严重，严重影响对含量较小杂质的准确定量，可以考虑在乙腈里加入10%的水，水中预先加入10倍水溶液浓度的缓冲盐，这样梯度中A、B两项盐的浓度相同，可以避免基线漂移严重的问题。

原料药一般结构式比较大，分子构成比较复杂，开发分析方法时用水加磷酸效果可能效果不好，通常还要求最少尝试2和6.5两个pH值的磷酸盐缓冲溶液，并依据结果对流动相进行pH优化，如效果不理想再进一步尝试其它缓冲盐溶液。

开发中间体或者IPC的分析方法时可以根据经验酌情简化流动相的选择过程。

分析方法选择的基本原则假如你想做一顿丰盛的晚餐，首先必须看一下食谱，然后检查一下你所需的东西是否齐全，如果少了配料还必须去商店购买，这样你才可能做出一顿可口的晚餐。

同样进行液相色谱分析时，也必须按照一定的程序进行，首先你必须要有专门的仪器和试剂，然后有目的地选择分析方法，这样你才可能得到好的分析结果，避免走一些弯路。

二：柱子的选择在液相色谱分析方法中最重要的就是色谱柱的选择，色谱分析人员面对几百种色谱柱，你从何入手呢?我采取的方法就是订阅 LCGC亚太版中Ron Majors 的“色谱柱观察”这一专栏，自1984(1)年以来，Ron Majors在这一专栏中介绍许多新柱子、色谱柱新技术、色谱柱使用方法等方面的信息。

现在大部分液相色谱分析都是使用反相色谱柱，其中以C18 和C8柱最为流行。

然而色谱分析并不是流行歌曲，这两种色谱柱之所以运用广泛是因为在大多数情况下，使用这两种柱子都能获得理想的分离效果。

尽管一些样品的分离并不是这两种柱子(如表一所示)，但 C18和C8经常是最好的固定相，C18和C8柱两者之间并无明显的差别，但在我们实验室中以常使用的是C8柱。

色谱分析人员遇到的多数样品需要利用反相色谱柱进行分析，但一些样品可能需要其它的分析技术才能成功地分离，这些样品及分离方法在表一中作了简要的叙述，在以后的章节中将进一步阐述。

表一：样品及分析方法样品的特性分析方法及色谱柱大分子量专用色谱柱、离子交换柱、 size-excusion色谱柱手性异构体手性色谱柱其它异构体(位置、立方体) 正相色谱柱、没有改性的二氧化硅柱无机盐混合物离子色谱分析碳水化合物(糖类) 反相氨基柱、离子交换法在过去的15年中，高纯度、低金属杂质含量的硅胶基质色谱柱是最为实用的色谱柱之一。

但传统色谱分析用的硅胶颗粒具有差异性及酸性表面，固定在柱子表面后，导致出现拖尾峰，而且柱与柱之间的重现性较差(2.3)。

最近硅胶基质中出现一种新的产品，这种硅胶具有Metal-free 特性，因此柱子性能更稳定，重现性也更好，分离后峰的形状也很不错。

这种改性后的硅胶称为B型硅胶。

由于具有上述优点，大多数色谱制造商都用不同的名称来表明它们与传统的产品之间的不同，如Intertsil (日本)、 BDS(USA)、YMC--Base(USA)等等。

大多数色谱柱制造商都生产以B型硅胶为基质的色谱柱，因此你可以选择你所喜欢的供应商提供的产品。

由于这种产品具有上述特性，建议使用A型硅胶柱的改为使用B 硅胶柱。

三：柱子尺寸规格的选择液相色谱分析时柱子选择的另一个因素就是柱子大小、及填充颗粒的直径(dp)的选择。

最常用颗粒直径为5μm，但颗粒的直径(dp)为3.0及3.5μm的也适合分析使用，但大多数色谱工作者都喜欢使用颗粒直径为5μm的色谱柱，因为这种色谱柱具有很长的使用历吏。

颗粒的dp小意味着可以获得较高的理论塔板数，但所需的柱压增大，而且dp 为3.0μm的色谱柱易堵塞，所以一些色谱制造商又生产出dp 为3.5μm的色谱柱。

在我们实验室中经常使用的是150mm×4.6mm，dp为5μm的色谱柱。

另一种可以选择的色谱柱为75mm×4.6mm，dp为3.5μm的柱子，这种柱子的分离效果与前一种色谱柱分离效果相似，但使用时间减小一半。

这两种柱子还有一个优点就是在合理的压力下(<2000psi )，流速可以设定在1.5--2.0ml/min之间，而流速高意味着可以缩短分析时间。

有些分析者建议使用30 or50mm长的柱子作为前处理柱，但这种柱子不能提供足够的塔板数。

另一种意见是使用窄孔柱(2mmid)或微孔柱(≤1mmid)，这两种柱子所需的溶剂少，但是这两种柱子所需的某些仪器与正常使用的色谱仪有些不同，而且正处在一个研究阶段，建议等这两种色谱柱研究成熟之后再使用。

150mm×4.6mm，dp为5μm的色谱柱最为常用，75mm×4.6mm，dp为3.5μm 的色谱柱也中较常见，在一般情况下流速可设定为1.5ml/min。

四：有机相的选择获得成功分离的另一个重要因素就是流动相有机溶剂的选择，如果使用反相色谱柱可以有三种有机溶剂可以选择，甲醇、乙腈和四氢呋喃。

每一种溶剂都有其独特的优点，但色谱分析人员很少能预见哪一种溶剂更合适，所以具体选择哪一种溶剂你必须充分考虑同行的意见。

在我的实验室中多数工作分析药物中的成份，其中有些样品的紫外吸收很弱，所以分析时紫外检测器的波长为220nm甚至更低，但是四氢呋喃的紫外吸收比较强，所以在波长低于240nm时，就不能选择这种溶剂。

尽管低浓度的甲醇在较低的波长下也可使用，但是在低于220nm时，甲醇的浓度不易控制。

选择何种溶剂还必须考虑其与样品及空气之间不发生作用，而四氢呋喃易分解，形成过氧化物，所以使用这种溶剂时须格外小心。

一些研究人员发现，在四氢呋喃中加入水可以解决这个问题(4)，但它与色谱柱平衡所需的时间比甲醇、乙腈长，而且其不愉快的气味也是一个不利因素。

与四氢呋喃相比，甲醇和乙腈的最大优点是在柱压较低的条件下，流速可控制在1-2ml/min之间。

考虑到理想溶剂的特点，如粘度低、紫外吸收弱、与样品不相互作用，而且使用方便，所以首选的有机溶剂应是乙腈，当然利用甲醇作为有机溶剂的也较为常见。

五：水相的选择假如样品为一般化合物，可以用水作为水相，然而离子化合物在药物分析时普遍存在，而这类化合物需要控制PH值才能得到很好的分离。

如流动相的PH值必须高于或低于样品的PKA1.5个单位。

在分析有机酸时，当PH值低于3时，色谱柱一般还比较稳定，然而当PH值高于8时，就需要缓冲液，因为此PH值已经超出了二氧化硅的有效使用范围。

宽PH值的二氧化硅柱也比较常见，但是对高PH值物质的分离，很少有这方面的报道。

所以建议使用缓冲液来减少二氧化硅的流失。

考虑到样品的特性及柱子的稳定，建议在分析PH值较高的物质时应使用缓冲液，2.5mM的磷酸盐缓冲液 (PH=2.5)是非常合适的水相。

如果在分析方法中使用了分光仪，那么就必须选择易挥发的缓冲液，尽管不如真正的缓冲液有用，但0.1% Trifluoroacetic酸和乙酸能够满足PH值的控制要求。

六：其它的因素在你选择液相色谱的分析方法时，必须考虑到其它的一些因素，比如温度。

因为温度变化1度，保留时间将变化1-3%，所以温度控制十分重要，温度的变化还影响色谱柱的选择性，这会使你更积极地投入到温度选择中去。

在分析时柱温一般比室温高一点(如35℃)，因为此温易控制，而且在低压下有利于降低溶剂的粘度，从而降低柱压。

有时你需要利用其它的一些方法，如在流动相中加入部分特殊的物质，不过我建议最好在你实在必须时才用这种方法，记住KISS原则(Keep it simple ，stupid)，不要使你的流动相过分复杂!HPLC中梯度的优化梯度优化主要是通过调节流动相的起始比例和梯度的斜率来调整样品的保留时间，优化样品的分离度。