液相色谱分析,出现"烦人"的溶剂效应,如何高效解决?

2023-05-19

       溶剂效应(solvent effect)亦称“溶剂化作用”,指液相分析中,溶剂的物理和化学性质影响反应平衡和反应速度的效应,可能造成色谱峰展宽、分叉、保留时间漂移、峰面积变化,双峰等现象。与此同时,较早洗脱的峰出现前延或分叉。

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      产生溶剂溶剂效应后,我们常见的解决办法是用流动相溶解样品或减小进样量。可是,用流动相溶解样品真的是解决溶剂效应的好办法吗?下面分别以制药和食品检测领域的两位客户的真实案例来阐述。



案例一:知名药企碰到的液相色谱困境


       某知名制药企业生产的塞来昔布,是目前全球处方量最大的非甾体类抗炎镇痛药(NSAIDs)。企业参考美国药典论坛方法,建立了塞来昔布杂质D的HPLC-UV测定法,对塞来昔布胶囊中可能存在的杂质D进行检测,可以更好的控制塞来昔布及其制剂的产品质量。



实验结果:

参考美国药典色谱条件,在液相色谱仪上进样杂质D对照品溶液,结果显示杂质D峰出现峰前延。

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       考虑到样品配制用溶剂和流动相不一致,存在样品溶液与流动相的兼容性问题,可能引起溶剂效应。为证明溶剂效应的存在,改用流动相稀释杂质D对照品溶液,在相同仪器上重新进样,结果显示杂质D峰形正常。

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用流动相溶解样品,带来的困扰

表面上,采用流动相溶解样品后,“烦人”的溶剂效应问题解决了。可是,却给企业带来了新困扰?


困扰1:药典或国标等权威部门制定的方法不能随意改变,更换样品溶剂通常认为是对方法的改变,一般不被允许,如要改变,必须通过一系列复杂的方法学验证之后才可以。

困扰2:塞来昔布杂质D对照品价格极其昂贵,100mg近万元,改为用流动相溶解样品后,由于流动相中有水,配置的标准品极易长菌,保质期非常短,而且样品不稳定。这样企业需要频繁的配置,会造成标准品的浪费,检测成本也无形中提高了。

困扰3:改为用流动相溶解样品后,原本一年才配置一次标准曲线,现在不到半个月就需要配置一次。原本已经饱满的实验室工作,现在又额外增加不少工作量,劳心费力

溶剂效应消除器,小配件大作用

使用溶剂效应消除器后,没想到,几千元的小配件(可以使用3-5年,每天不到1元钱),解决了药企的大麻烦,完全不用改变色谱条件,而且解决了溶剂效应问题。

溶剂效应消除器接于液相色谱进样器与色谱柱之间,参考美国药典论坛色谱条件进样杂质D对照品溶液。结果显示杂质D峰形正常。


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注:图谱来源于广州汇元医药科技有限公司官网



注:以上仅是众多药物分析中一个案例。我们翻看2020版中国药典,不少品种(比如:2020版二部P630 妥布霉素),为避免分析中出现溶剂效应,不得已采取了流动相或纯水溶解,有了溶剂效应消除器后,就可以使用保存期更长或溶解性更好的甲醇或乙腈来溶解,就可以避免上述药企出现的困境。



案例二:氮吹溶剂置换,带来的困扰


GB 31656.8-2021水产品中有机磷农药的测定,按照国标的操作,检测工作者遇到了以下困扰:


氮吹溶剂置换,带来的困扰


困扰1国标的前处理过程非常繁琐,样品提取后,45℃氮吹,由于有机磷农药易挥发,温度不能太高,氮吹时间差不多2-3小时。如此漫长的氮吹,实在无法忍受。(注:样品中有机磷农药的含量比较高,之所以需要氮吹,主要目的是为了溶剂置换,避免分析过程中的溶剂效应)

困扰2:氮吹不能全吹干,否则有机磷农药的回收率受到较大影响。可是,吹至近干,一方面时间非常不好控制,快到最后一些时,需密切关注氮吹过程。另一方面,即使吹至是近干,还是一部分有机磷农药的回收率会受到一些影响。

溶剂效应消除器,省去了漫长的氮吹

加装溶剂效应消除器后,大大的简化了前处理步骤,无需溶剂置换,可省去氮吹过程(2-3小时),过滤膜后直接进样。而且,部分有机磷农药的回收率较大提高了。


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省去氮吹,过滤膜后直接进样的对比图


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注:以上图谱来源于某国家检测单位



注:如果在分析中用流动相溶解样品不好,只能使用纯甲醇或纯乙腈来溶解样品,此时更应使用溶剂效应消除器,解决分析中溶剂效应的问题。


比如:最近比较热的全氟化合物的分析,用流动相溶解样品后,发现长链化合物基本没有响应,经过反复试验,才发现长链PFAS用流动相溶解不好,改为纯甲醇后,能实现完全溶解。可是,上机分析时,又出现明显的溶剂效应问题。此时,加装溶剂效应消除器后可较好解决这个问题。






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