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怎么减少峰拖尾?教你轻松扭转峰形!

更新时间:2025-11-27点击次数:137

上节中我们介绍了峰前延的原因及解决办法(HPLC峰前延愁坏了?从原因到解决,这篇全说透),本次我们介绍下另一个液相色谱中常见的峰拖尾现象。


峰拖尾是高效液相色谱(HPLC)中常见的挑战,可能会影响分离度、定量准确性和整体方法的可靠性。


理想的色谱峰具有尖锐、对称的高斯曲线形状,且位于平稳的基线上。然而,色谱峰往往会以多种方式偏离理想状态,例如变得不对称、扁平且展宽,或出现基线抬高的情况。


与高斯曲线形状的一种常见偏差是,色谱峰的拖尾侧下降速度较慢。如果将色谱峰沿垂直方向分为两半,后半部分会比前半部分更宽。这种在基线附近较为明显的现象被称为峰拖尾。

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01

峰拖尾的原因

有暴露的硅醇(Si-OH)基团

在传统C18色谱柱中,硅胶表面会有一部分未发生封端的区域,这使得暴露的硅醇基团得以留存。这些基团可能与碱性物质发生相互作用,进而导致色谱峰出现不对称形态。尽管现代色谱柱通过更高的键合密度和封端处理,已大幅缓解了这一问题,但仍可能观察到残留的硅醇基团活性,尤其在特定条件下更为明显。这些硅醇基团会与样品(尤其是碱性物质)发生相互作用,最终导致不对称峰形的产生。


硅醇基团构型

硅胶表面的硅醇基团可呈现不同构型。其中,游离硅醇的酸性强于缔合硅醇。游离硅醇酸性的增强会使其与分析物(尤其是碱性化合物)的相互作用更强,进而导致峰拖尾。A 型硅胶色谱柱属于早期的色谱柱填料,包含所有类型的硅醇基团,包括游离硅醇、偕硅醇和缔合硅醇。由于游离硅醇含量较高且存在痕量金属,这类色谱柱对碱性化合物通常会表现出明显的峰拖尾现象。


痕量金属污染

硅胶基质中存在的铁、铝等痕量金属,可能成为离子交换位点,或从硅醇基团中夺取电子。这会增强硅醇的酸性,使其与分析物的相互作用能力提升,进而加剧峰拖尾现象。

色谱柱内填料污染或塌陷

长期使用色谱柱,样品中的强保留物质(如蛋白质、脂类)会逐渐吸附在填料表面,影响分析物正常流通。此外,若操作中频繁使用极-端pH(如pH<2或>8)或高温条件(>60℃),可能导致硅胶骨架溶解或键合相脱落,直接破坏填料结构,引发色谱柱填料塌陷。

色谱柱堵塞

若样品未经滤膜过滤,其中的微小颗粒物就会直接堆积在柱头筛板上,阻碍流动相正常通过。此外,若流动相中的缓冲盐未溶解或久置后析出结晶,也会卡在筛板孔隙中,进一步加剧堵塞,造成峰拖尾。

柱外因素

柱外效应(即进样阀、色谱柱及检测器间的管路过长、直径过粗、管路接头不匹配、有死体积,流通池或进样阀体积过大)是指色谱柱之外的造成色谱峰展宽的成因。

样品过载

尤其是碱性物质在过载时会出现拖尾现象,这意味着需要稀释样品或减少进样量。


02

为何峰拖尾是个问题?

与面积相同的对称峰相比,拖尾峰的峰高显著更低。峰高的这种降低会影响定量下限,使得准确定量检测痕量分析物变得困难。拖尾峰还影响峰纯度和定量准确性,可能导致测量面积出现波动,从而降低结果的可靠性和重复性。

在主峰旁还存在次要峰(例如代谢物或杂质峰)的分析实验中,拖尾现象可能导致次要峰与主峰的拖尾部分重叠,或被掩盖在主峰的拖尾下。这种掩盖会使得次要组分无法被检测到,也无法对其进行准确报告。

拖尾峰会产生不对称性和基线干扰,降低色谱图的整体质量。这种质量下降会增加色谱数据的解读难度,并可能掩盖洗脱时间相近化合物的分离效果。


03

如何减少峰拖尾现象?

高效液相色谱(HPLC)中的峰拖尾是一个常见问题,由多种因素引起,主要与分析物和色谱柱固定相之间的次级相互作用有关。解决该问题需结合色谱柱选择、流动相优化及仪器参数调整。以下是减少峰拖尾的一些方法:

调整流动相

传统硅胶色谱柱需要三乙胺这类抑拖尾化合物,简称“扫尾剂"。硅胶基质色谱柱表面残留硅羟基,这些位点带负电,易与碱性分析物(如胺类)发生静电吸附,导致拖尾。三乙胺是碱性化合物,可优先与硅羟基结合,封闭活性位点,避免分析物吸附。

调整流动相pH值

使用低 pH 值流动相(pH≤3)可抑制硅羟基电离,减少分析物与色谱柱的非特异性吸附,从而改善拖尾;如果是分析碱性化合物,需将pH调至高于其pKa 2个单位,且选用耐碱色谱柱。

探索替代固定相

有机聚合物、氧化锆等非硅胶载体可消除峰拖尾,同时产出更尖锐、对称性更佳的色谱峰,从而提升液相色谱方法的可靠性。


杂化固定相由硅胶与有机硅氧烷材料复合而成,不仅具备更优的pH稳定性,还能降低硅羟基活性,是解决复杂分离难题的通用选择。


此外,表面带正电荷的固定相可抑制与碱性分析物的相互作用,进而进一步减少峰拖尾、改善峰对称性,在可电离化合物的分离中效果尤为显著。


Q&A

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Q

高效液相色谱中,峰拖尾会影响所有化合物吗?

峰拖尾主要影响含胺基及其他碱性官能团的碱性化合物,而酸性化合物与中性化合物通常不受影响。

A

Q

色谱柱的选择会影响峰拖尾吗?

会的,选择合适的HPLC柱类型,并使用具有适配固定相的专用色谱柱,可有效减少峰拖尾。

A

Q

峰拖尾与峰前延有何区别?

在色谱分析中,峰拖尾与峰前延均属于峰不对称现象,但二者的形变方向不同。当色谱峰的拖尾沿被拉长,导致峰的后半部分变宽时,便会发生峰拖尾。这种情况通常是由于分析物与固定相上的残留硅羟基发生强相互作用所致,对碱性化合物而言尤为明显。相反,当色谱峰的前沿比拖尾沿宽,使得峰的前半部分变宽时,则会出现峰前延。峰前延可能由多种因素引起,例如样品溶解度不佳、色谱柱塌陷,或是样品进样量过大导致色谱柱过载。这两种现象都会破坏理想的高斯峰形,进而影响色谱分析的准确性与分离度。

A

本文我们主要介绍了液相色谱的另一类常见现象-峰拖尾现象,峰拖尾主要由硅羟基的次级相互作用、色谱柱填料污染或塌陷、色谱柱堵塞、柱外因素死体积过大及进样量大导致,可分步进行逐一排查。通过调节流动相pH值或者添加三乙胺扫尾剂可有效改善峰拖尾,同时可探索不同选择性的固定相优化尝试。



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