流动相中水相的pH和离子强度在开发对条件微小变化不敏感的耐用方法中非常重要。对于离子型化合物,典型样品的保留随pH改变而明显变化,因此控制pH对于保留和选择性的稳定非常重要,通常在pH2~4的条件下,保留时间对pH的微小改变稳定性最高,因此建议将这pH范围作为大多数样品方法开发的起始pH,包括碱性化合物和一般的弱酸。所用的pH应高于或低于待分析物pKa或pKb上下2个pH单位。当待分析物pKa或pKb未知时,测试一种以上流动相pH(如pH2.0和pH6.5缓冲盐溶液),可提供最好结果。
对流动相的优化主要体现在水相上,流动相pH值对色谱分离的影响有多种方式,根据待分析物的结构性质,pH可能影响选择性、峰形和保留。如果是非极性较强或中性的化合物,pH对分离度和保留的影响一般不明显。如果是可离子化的化合物,如酸或碱,保留因子和选择性随pH改变非常明显。
对于酸性分析物,应选择低pH缓冲液流动相,以防止分析物离子化。了解分析物的pKa,才能有效的选择流动相pH。一般缓冲盐溶液的pH值应在其pka±1的范围内。例如,醋酸盐的pKa为4.8,缓冲范围为pH3.8~5.8。缓冲盐溶液的缓冲能力与缓冲盐浓度、缓冲盐溶液的pH值相关。缓冲盐浓度越大,缓冲能力越强;缓冲盐溶液的pH值越接近其pka,缓冲能力越强。
对于碱性化合物,在高pH条件下才能得到其非离子形态,但这对色谱柱不利。通常许多碱性化合物在低pH条件保留就已经满足要求了,所以尽量选择低pH条件。如果选择高pH条件,则注意需选择耐强碱的色谱柱。水里可以加酸、加碱、加盐,从而改变pH值、改善峰形、提高分离度。常用的酸有磷酸、三氟乙酸、甲酸、乙酸等。单纯做液相时,低波长下磷酸最合适。开发液相分析方法时流动相可首选0.1%的磷酸水溶液,然后再以此基础做优化。在单独用酸不行的,再考虑使用缓冲盐,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。
每种缓冲盐都有其对应的截止波长,方法的检测波长不得小于缓冲盐溶液的截止波长。检测波长越接近流动相截止波长,基线噪音越大,响应值误差越大,组分响应match值和灵敏度变小。
缓冲盐浓度一般为10-50mmol/l。根据样品性质选择缓冲盐浓度,使其满足应有的缓冲能力。在梯度洗脱中,有机相比例允许的最高值,应根据缓冲盐与有机相混溶实验确定。取不同缓冲盐-有机相比例,确定有机相比例允许最高值,如缓冲盐:有机相为10:90、20:80、30:70等不同比例。不得在仪器上随意设置高比例有机相,以防缓冲盐析出损坏仪器。