关于液相色谱峰的拖尾问题的小知识

  大家如果仔细查看色谱图，就会发现几乎每一个色谱峰都有一定程度的拖尾现象。

  这本不是问题，但是当拖尾严重到一定程度，就会影响我们的分析结果，所以今天就让我们来谈一谈关于液相色谱峰的拖尾问题。

  什么是拖尾峰？

  前沿陡峭，后沿较前沿平缓的不对称峰，称为拖尾峰。下图就是一个拖尾峰，我们会发现这个峰的右半边峰宽是大于左半边峰宽的，尤其在基线处更加明显。

  那如何评价色谱峰的拖尾呢？绝大多数情况下制药行业的从业人员会选择用美国药典（USP）中拖尾因子(Tf)来评价而其余的分析行业内人员则会选择用对称因子（As）来评价，拖尾因子和对称因子到底有什么关系？

  其中，拖尾因子Tf=(a+b)/2a，其中a和b分别是5%峰高处的左右半峰宽

  对称因子As=c/d，其中c和d分别是10%峰高处的左右半峰宽 

  如果a=b，c=d，那么拖尾因子和对称因子的数值都等于1，也就是该峰不拖尾。实际工作中，当拖尾因子和对称因子小于2时，这两个值是非常接近的，如下图所示。

  拖尾峰会对工作造成什么影响？

  1. 影响峰高的计算

  先来看看第一个峰（Tf=1.0）和最后一个峰(Tf=3.5)，它们的峰面积虽然是相同的，但是由于最后一个峰拖尾很严重，所以它们的峰高相差三倍。当我们使用峰高来计算最低检出限时拖尾峰的负面影响就会比较明显。

  2. 影响峰面积的计算

  当我们对色谱峰进行积分来计算峰面积时，峰的起点和终点通常情况下通过色谱峰的斜率来确定。色谱峰越拖尾，它的尾部基线越平缓，终点就越难确认。这一点在基线波动较大时体现的更加突出，那么它就会影响我们积分得到的峰面积。

  3. 影响对某些痕量组分的确认

  在药典计算有关物质的相关要求中会提到，峰面积达到主峰面积0.1%的组分都要参与计算。

  那么当一些小峰和前面的峰分离度不是很好时就会容易被隐藏在前面峰的拖尾处从而无法参与计算。

  综上所述，拖尾峰会对色谱分析的定性定量结果都会产生影响。

  产生拖尾峰的原因是什么？

  1、拖尾峰的形成是因为在色谱分离时出现了一种以上的保留机制，并且其中一种保留机制是超负荷的。在日常分析中大多数情况下会使用反相色谱。以常用的C18柱为例，C18是被键合在载体硅胶表面的，而硅胶是由硅和氧聚合而成的，所以它的表面会出现各种形态的硅羟基。

  虽然理想的状态是流动相中的样品只和固定相C18发生作用。而实际上一半以上的硅胶表面并没有被键合上C18，所以硅胶表面会裸露出大量的硅羟基（Si-OH）。

  而单独的自由硅羟基会和流动相中的样品发生作用，形成拖尾。于是在最近的十几年中，色谱柱供应商致力于生产出高纯度的硅胶载体。由于新型硅胶在无金属离子环境下制造，所以表面不会残留金属离子也会减少拖尾。另外，硅胶表面尽可能减少自由的硅羟基，未与固定相键合的硅羟基尽可能形成螯合或聚合状态，用来减少拖尾峰的产生。

  2、当色谱柱经历过高温、强酸，或者一些极端使用方法导致固定相流失较多后，色谱柱中的自由硅羟基也会变得越来越多从而更加容易造成拖尾峰。

  3、拖尾峰的形成也有可能是因为柱外的死体积较多，导致样品在死体积处发生了滞留和扩散。

  4、当样品中出现了碱性化合物，碱性基团更容易与色谱柱中的硅羟基发生作用形成拖尾峰。

  如何改善拖尾峰？

  1、对于过去的自由硅羟基较多的色谱柱，建议在流动相中加入三乙胺来抑制拖尾。实验表明三乙胺有非常好的拖尾抑制效果。另外，由于三乙胺呈碱性需要大家在使用时考虑色谱柱的ph值耐受范围，某些情况可能需要加入酸性调节剂。对于新型的表面以耦合和聚合硅胶为主的硅胶载体，我们就很少使用三乙胺来抑制拖尾，而是通过调整流动相的ph<3来抑制硅胶的离子化。

  2、当色谱柱柱效降低导致拖尾峰时建议更换色谱柱。

  3、建议在液相色谱中正确安装并且使用与您的仪器匹配的管线接头，以减少死体积的产生。