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    流动相中常见的pH调节剂和缓冲盐的选择!

    • 在配制流动相时经常会加入一些添加剂来调节pH,那么常见的pH调节剂和缓冲盐对到底有哪些呢,他们能够控制的pH范围又是多少呢?下面我们来逐一讲解。

    首先从不带缓冲能力的调节剂说起,这些化合物通常都是一些小分子的酸或碱,只能改变pH,不具备缓冲能力。 

     

    酸类

    1.甲酸:通常使用的浓度在1%以下,能够让水的pH达到二点几的级别。


    2.乙酸:酸性比甲酸略弱,通常使用浓度不超过5%,能够使水的pH到达到二点几的级别。


    3.三氟乙酸:比较强的酸,使用浓度通常不超过0.5%,能使水的pH达到2以下,具有很大的离子强度及一定的离子对作用,是分析蛋白/多肽时常用的添加剂。


    以上三种酸最致命的问题在于低波长下的紫外吸收,通常不建议在小于215nm波长的情况下使用,另外就是甲酸/乙酸还有比较大的挥发性,时间久了浓度会发生变化。


    4.磷酸:这是一种不挥发性的酸,离子强度也不错,最重要的是,它在低波长紫外区无本底吸收,但是它也存在不少缺点,比如不能兼容质谱方法,对色谱柱寿命影响大等等...


    除此之外,还有一些其他的酸,比如硫酸,盐酸或者柠檬酸,但是都是非常罕见的使用了。 


    他们的主要区别和选择在于:
    (1)各自的酸性不同
    磷酸的酸性比醋酸强,就是说,磷酸可以把流动相的pH值调到更低。

    (2)紫外本底
    有些酸有紫外本底,如甲酸,乙酸;有些没有,如磷酸。这样,在使用较低波长检测的方法时,就要考虑使用紫外本底小的酸。冰醋酸在短波长检测下应该慎用。

    (3)挥发性
    有些酸是挥发性酸,如甲酸,乙酸,三氟乙酸等;有些不挥发,如磷酸。使用不挥发酸,流动相的pH相对稳定,而挥发性酸可能随时间造成流动相pH缓慢改变。但是,不挥发酸的不挥发性,限制了它们在液质联用时候的使用。

    (4)离子强度
    酸的离子强度不同,离子强度在很多情況下影响被分析物的解离和性质,造成保留和峰型的改变,通常离子强度为:三氟乙酸>磷酸>甲酸>乙酸。离子强度很高的酸,通常会对液质联用产生强烈的抑制,如三氟乙酸,几乎可以让负模式扫描信号全部被抑制。

     

    碱类

    碱类添加剂常见的是氨水和三乙胺,两者都能让水的pH到达非常高的水平,高到能把硅胶颗粒溶解掉,要慎用,另外就是这两种溶剂通常不太容易很干净,尤其是三乙胺,即使是色谱纯,放的久了也可能会由于变质导致污染。


    盐类

    比起单纯的酸碱,盐类,特别是具有缓冲能力的盐类可以很好的控制流动相的pH值,根据不同缓冲盐中两种盐的配比,可以很容易的配置出一定pH的缓冲溶液。

    1、甲酸盐:

    通常在液相色谱中常用的甲酸盐都是甲酸铵,这类盐的溶解度好,完全兼容液质联用的方法,对色谱柱的伤害也比较小,但是缺点是离子强度比较低,另外就是甲酸盐比较容易吸潮,称量的时候比较困难,在流动相里还可能挥发;

    与甲酸配合,可以得到甲酸-甲酸铵缓冲体系,大概缓冲能力在pH3~4.5的范围之内,只要调节两者浓度的比例即可;


    2、乙酸盐:

    常见为乙酸铵,在使用上,和甲酸盐十分类似,离子强度也不高,与乙酸配合的乙酸-乙酸铵缓冲体系pH的控制能力在pH4~5.5左右;


    3、磷酸盐:

    常用的是磷酸的钠盐和钾盐,二者对pH的控制能力十分接近,只是离子强度稍有差异,绝大多数情况下是可以互换使用的,磷酸由于是多元酸,能够形成一氢盐和二氢盐,所以使用磷酸缓冲体系调节pH也是组合比较多,跨度比较大的,并且可以提供较高的离子强度,可惜,磷酸盐流动相体系无法兼容质谱,并且对色谱柱损伤较大。

     

    以磷酸钠盐为例,可以有以下两种组合的缓冲体系:

    磷酸-磷酸二氢钠:pH可以达到1.2~3.1左右的范围

    磷酸二氢钠-磷酸氢二钠:pH可以达到6.5~8左右的范围       

                  

    上述的缓冲对能调节的pH范围指的都是在保持缓冲能力的范围之内,如果仅仅是调节pH的话,范围还可以再扩展一些。

     

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