高效液相色譜儀峰問題全解析:倒峰、拖尾峰及常見問題的原因與解決方法

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作者:依利特 來源:液相售后 2025-12-19 10:36:49

在高效液相色譜(HPLC)分析工作中,色譜峰的形態(tài)直接決定了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。不少實(shí)驗(yàn)室從業(yè)者都曾遇到過倒峰、拖尾峰等異常峰形問題,不僅影響檢測效率,還可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤判,給實(shí)驗(yàn)帶來諸多困擾。本文就針對這些常見的峰形問題,深入剖析其產(chǎn)生原因,并分享實(shí)用的解決方法,幫你輕松應(yīng)對HPLC峰形難題。



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一、倒峰(Negative Peak)


倒峰是指出峰方向與正常峰相反(向下)的峰。很多人遇到這種情況會誤以為是儀器故障,其實(shí)其產(chǎn)生多與檢測器響應(yīng)、溶劑差異、系統(tǒng)污染等因素相關(guān),具體主要原因及解決方法如下:


1. 檢測器背景差異(常見原因)


原因:當(dāng)樣品溶液中某成分的吸光度(或響應(yīng)值)低于流動相背景時(shí),就會出現(xiàn)倒峰。例如,使用UV檢測器時(shí),樣品在檢測波長下“更透明”。典型場景包括溶劑差異和流動相不一致,前者是指樣品溶劑的紫外吸收強(qiáng)度低于流動相,比如用純水或低吸收溶劑溶解樣品,而流動相含有較高紫外吸收的組分(如乙腈、甲醇、緩沖鹽在低波長下);后者則是樣品制備使用的溶劑與流動相的pH、離子強(qiáng)度或有機(jī)相比例不一致。


解決方法:盡量使用流動相或接近流動相的溶劑溶解樣品;確保進(jìn)樣體積不要過大(通常<25μL);在方法開發(fā)時(shí),注意選擇對樣品和流動相都合適的檢測波長。


2. 折射率變化(RI效應(yīng))


原因:紫外檢測器對折射率變化敏感。當(dāng)樣品組分流過流通池時(shí),引起局部折射率突變,會產(chǎn)生一個(gè)短暫的負(fù)信號或正負(fù)雙峰。這在低波長(<220 nm)下尤其明顯。


解決方法:升高檢測波長(如升至254 nm以上);優(yōu)化樣品溶劑,使其折射率與流動相匹配;降低樣品濃度或進(jìn)樣量。


3. 色譜柱污染或柱流失


原因:色譜柱上強(qiáng)保留的污染物在分析過程中被洗脫,或者固定相發(fā)生流失,這些物質(zhì)可能在檢測器上產(chǎn)生反向響應(yīng),形成倒峰。


解決方法:徹底沖洗和再生色譜柱;使用保護(hù)柱或在線過濾器;確保流動相pH在色譜柱耐受范圍內(nèi),避免固定相過度流失。


二、拖尾峰(Tailing Peak)


拖尾峰通常用拖尾因子(Tf, USP)或不對稱因子(As)衡量,理想值接近1.0,Tf > 1.2 通常認(rèn)為拖尾。拖尾峰的出現(xiàn)會導(dǎo)致峰面積積分不準(zhǔn)確、分離度下降,影響多個(gè)組分的同時(shí)檢測,其主要產(chǎn)生原因及解決方法如下:


1. 色譜柱“死”吸附或活性位點(diǎn)(硅醇基效應(yīng))


這是堿性化合物拖尾的常見原因。色譜柱固定相殘留的硅醇基(-Si-OH)與帶正電的分析物發(fā)生次級相互作用,導(dǎo)致分析物在柱內(nèi)保留時(shí)間延長,形成拖尾。


解決方法:調(diào)節(jié)流動相pH,對于堿性化合物,降低pH(如pH 2-3)使其質(zhì)子化,減少與硅醇基的離子交換;使用緩沖鹽,加入適當(dāng)?shù)木彌_鹽(如磷酸鹽、甲酸鹽)競爭活性位點(diǎn);降低流動相極性,增加有機(jī)相比例;使用三乙胺等掃尾劑,競爭硅醇基位點(diǎn)(但需注意對柱子的長期影響和質(zhì)譜兼容性);更換色譜柱,選擇封端更好的C18柱,或?qū)iT用于堿性化合物的高純硅膠柱、AQ系列柱、雜化顆粒柱(如HSS)等。


2. 柱外效應(yīng)


原因:進(jìn)樣器、連接管路或檢測器流通池的死體積過大,導(dǎo)致譜帶展寬和拖尾。死體積過大會使分析物在系統(tǒng)內(nèi)停留時(shí)間不一致,部分組分提前流出,部分組分延遲流出,終形成拖尾峰。


解決方法:使用內(nèi)徑更小、長度更短的連接管線(如0.12mm或0.17mm內(nèi)徑);確保所有接頭擰緊無死體積,避免分析物在接頭處滯留;選擇合適的流通池,常規(guī)分析勿用半制備池,減少流通池內(nèi)的體積干擾。


3. 色譜柱裝填問題或柱床塌陷


原因:色譜柱性能下降,塔板數(shù)降低。色譜柱裝填不均勻、使用過程中柱床塌陷,會導(dǎo)致分析物在柱內(nèi)流動路徑不一致,部分組分通過速度快,部分組分通過速度慢,進(jìn)而形成拖尾峰。


解決方法:若柱床塌陷不嚴(yán)重,可嘗試反向沖洗色譜柱;若沖洗后無改善,或柱效下降嚴(yán)重,則需更換新色譜柱。日常使用中避免劇烈壓力波動,延長色譜柱使用壽命。


4. 化學(xué)/二次相互作用


原因:分析物與流動相或固定相發(fā)生化學(xué)反應(yīng)(如絡(luò)合);或系統(tǒng)存在金屬雜質(zhì)污染(特別是對磷酸鹽、羧酸鹽、螯合劑等分析物),這些相互作用會導(dǎo)致分析物保留異常,形成拖尾峰。


解決方法:使用高純試劑和“低金屬雜質(zhì)”色譜柱,減少金屬雜質(zhì)干擾;在流動相中加入螯合劑(如EDTA,注意pH和溶解性),絡(luò)合系統(tǒng)中的金屬雜質(zhì);優(yōu)化流動相組成,避免分析物與流動相、固定相發(fā)生不良化學(xué)反應(yīng)。


三、其他常見問題峰及原因


在HPLC分析中,除了倒峰和拖尾峰,還可能遇到前延峰、雙峰/分叉峰、鬼峰/未知峰、峰展寬、保留時(shí)間漂移等異常問題,其具體原因和解決方法如下表所示:


高效液相色譜儀常見問題峰及原因


四、通用排查流程建議

當(dāng)HPLC分析中出現(xiàn)峰形異常問題時(shí),盲目調(diào)整參數(shù)往往事倍功半,遵循以下系統(tǒng)性排查步驟,能更高效地定位根本原因:


1. 重現(xiàn)問題:首先確認(rèn)問題是否穩(wěn)定重現(xiàn),排除偶然因素(如單次進(jìn)樣污染)的影響。


2. 簡化系統(tǒng):通過空白實(shí)驗(yàn)隔離問題來源。不進(jìn)樣,運(yùn)行空白梯度,判斷是系統(tǒng)/流動相問題還是樣品問題;注入純?nèi)軇ㄈ缂状迹?,判斷是否為溶劑效?yīng);注入標(biāo)準(zhǔn)品,判斷是方法問題還是樣品問題。


3. 隔離變量:每次只改變一個(gè)變量,并記錄結(jié)果,避免多個(gè)變量干擾導(dǎo)致無法定位原因??筛鼡Q另一根已知性能良好的同型號色譜柱,判斷是否為柱問題;使用新鮮配制的流動相和樣品,判斷是否為污染/降解;更換檢測波長,判斷是否為檢測器相關(guān)問題。


4. 系統(tǒng)檢查:全面檢查泵、檢測器、柱溫箱、管路和接頭是否正常,排除儀器硬件故障導(dǎo)致的峰形異常。


高效液相色譜儀峰形問題的產(chǎn)生,多與儀器狀態(tài)、色譜柱選擇、流動相優(yōu)化和樣品處理等因素相關(guān)。記住“每次只改變一個(gè)變量”的排查原則,結(jié)合上述原因和解決方法,就能逐步定位并解決問題。


希望這份詳細(xì)的總結(jié)能幫助你系統(tǒng)性地解決HPLC分析中遇到的各種峰形問題,保障分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性!如果在實(shí)際操作中遇到復(fù)雜的峰形問題,也可咨詢專業(yè)的儀器售后技術(shù)人員獲取針對性解決方案。


常見問題(FAQ)


問1:HPLC分析中,目標(biāo)峰出現(xiàn)后緊接著出現(xiàn)一個(gè)小肩峰,是什么原因?qū)е碌??該如何解決?

答:目標(biāo)峰后出現(xiàn)小肩峰,核心原因多為兩種:一是目標(biāo)組分與樣品中微量雜質(zhì)未完全分離,屬于共流出干擾;二是色譜柱柱效下降,固定相局部塌陷或污染,導(dǎo)致組分分離能力下降。解決方法:首先優(yōu)化分離條件,可適當(dāng)降低流動相流速、調(diào)整梯度洗脫程序(如減緩有機(jī)相比例提升速度)或升高柱溫,增強(qiáng)分離效果;若優(yōu)化條件后無改善,需對色譜柱進(jìn)行沖洗再生,更換保護(hù)柱;若再生無效,說明色譜柱已損壞,需更換新柱。同時(shí),可對樣品進(jìn)行進(jìn)一步凈化處理,去除微量雜質(zhì)干擾。


問2:同一批樣品連續(xù)進(jìn)樣,峰高忽高忽低,峰形無明顯異常,這是什么問題?

答:這種情況主要與進(jìn)樣系統(tǒng)不穩(wěn)定或樣品均一性差相關(guān)。具體原因包括:進(jìn)樣針堵塞或泄漏,導(dǎo)致實(shí)際進(jìn)樣量不一致;進(jìn)樣閥密封墊磨損,出現(xiàn)漏液現(xiàn)象;樣品溶液未充分混勻,部分樣品濃度存在差異;流動相流速波動,影響峰高響應(yīng)。解決方法:先檢查進(jìn)樣針,用有機(jī)溶劑沖洗疏通,更換損壞的進(jìn)樣針;檢查進(jìn)樣閥密封墊,若有磨損及時(shí)更換,確保進(jìn)樣閥無漏液;進(jìn)樣前將樣品溶液充分搖勻,必要時(shí)進(jìn)行超聲處理,保證樣品均一;校準(zhǔn)泵的流速,確保流動相流速穩(wěn)定,同時(shí)檢查流動相瓶內(nèi)溶劑是否充足,避免因溶劑不足導(dǎo)致流速波動。


問3:使用梯度洗脫時(shí),基線漂移嚴(yán)重且伴隨雜峰,影響目標(biāo)峰判斷,該怎么處理?

答:梯度洗脫時(shí)基線漂移嚴(yán)重并伴隨雜峰,主要原因是流動相純度不足、梯度洗脫程序設(shè)置不合理或系統(tǒng)污染。流動相中若含有微量雜質(zhì),在梯度變化過程中,雜質(zhì)的響應(yīng)值會隨流動相比例變化而波動,導(dǎo)致基線漂移和雜峰;梯度程序中有機(jī)相比例變化過快,會引起檢測器響應(yīng)突變,產(chǎn)生基線波動;系統(tǒng)內(nèi)殘留的污染物在梯度洗脫過程中被洗脫,形成雜峰。解決方法:使用色譜純試劑配制流動相,配制后充分過濾脫氣;優(yōu)化梯度洗脫程序,減緩有機(jī)相比例的變化速率,在梯度開始前增加平衡時(shí)間(一般10-20分鐘),讓系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);梯度洗脫結(jié)束后,用高比例有機(jī)相沖洗系統(tǒng)和色譜柱,去除殘留污染物,避免污染累積。


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