快速筛查和分析非酒精中的成分

摘要 软饮料、果汁和预先制好的茶饮料都是很流行的饮料，它们都 有很严格的配方，以使其具有香味，并确保产品的稳定 性。许多最终产品的生产厂具有监测重要成分的方法，如测定 糖分、香味、着色剂、防腐剂等，但可能会发现在需求量大的 季节，分析速度无法跟上生产需求。这里，我们选择一种添加 剂和甜味剂的经典分析方法，把它转换为能够提高样品通量和 分离度的新方法，同时还能降低溶剂消耗量。

引言 质量控制 (QC) 实验室总是面临这样的挑战，要以较 少的仪器和人员满足越来越高的样品负荷，但在分析 处理过程中，数据质量不能受到影响。尽管一些实验 室已经成功地采用了更为自动化的样品制备和数据处 快速筛查和分析非酒精的成分 应用 (5989-5178CHCN) 理方式，他们仍在寻找机会进一步提高色谱通量。在 5 或 10 µm 粒径色谱柱上的方法，如改用装填有小粒 径填料的直径较小的色谱柱，就可以实现方法的更新。 从事添加剂、防腐剂、香精和甜味剂等小分子分析的 饮料 QC 实验室就面临x机会。在方法开发和研 究实验室，与质谱仪离子源的兼容性也是减小色谱柱 的大小、支持低流速运行的一大驱动力。

在缩短分析时间的同时，为了使得分离度不受影响， 我们可以同时减小色谱柱的长度和填料粒径。如果考 虑梯度延迟体积和实际的柱外扩散效应，对 HPLC 系 统进行合理的优化，很容易获得平衡的效果。例如， 一根 5 µm 粒径、250 mm 柱长的色谱柱可以被 3 µm 粒径、150 mm 柱长的色谱柱所取代。

换而言之，如 果长度与粒径的比例相等，则认为这两根色谱柱具备 相同的分离能力。溶剂消耗量成比例减少，并且，如 果可以成功注入相等质量的被分析物，由于其以相同 的效率在一根较小的色谱柱中运行，色谱峰的稀释作 用降低了，因而灵敏度也将得到提高。 已经得到证实，与一般的 LC/UV (UV/Vis 光学检测) 方法相比，LC/MS（液相色谱/质谱）离子源在较低 的流速下灵敏度更高，电喷雾离子化方式尤其如此。

对于等度洗脱，在上述条件下一般可以得到很好的方 法转换结果，总体分离度没有或几乎没有变化。还有其 它一些参数也应考虑。第一，是柱效与流速的关系， 或者更确切地说，柱效与 van Deemter [1] 和他人所 提出的线速度之间的关系；第二，是通常被忽略的柱 外扩散效应对实际柱效或经验柱效的影响。 

Van Deemter 发现并给出了柱效与一系列参数之间关 系的数学表达式，但是这里我们最感兴趣的，是对于 任何给定的粒径的 HPLC 填充柱中，存在最佳的线 速度，并且最佳线速度随着粒径的减小而提高。直观 起见，常以 van Deemter 图来表示板高与线速度之 间的关系。一般说来，粒径减小导致柱效升高，线速 度升高，最高柱效的范围扩大，可以在更宽的流速范 围内获得好的分离效能。

如梯度斜率大，则梯度变化大且分离度较小，而较小 的梯度斜率可得到较高的分离度，但在同时，溶剂消 耗量增加，灵敏度降低。在分析时间和运行压力允许 的范围内，可以通过延长梯度时间或加大流速，使得 梯度斜率降低，也可以同时改变梯度时间和流速。 分离度随梯度斜率的减小而提高，这是因为有效容量 因子 k* 增大了。和等度分离类似，容量因子称为 k’， 该值增大，将直接导致分离度的提高。k 值约在 5～10 之间时，这一效应非常明显，而超出这一范围后的影 响极为有限。以下的例子中，我们将看到与上述讨论 的计算相关的结果。

结论 对梯度斜率进行认真的转换计算，并结合亚 2 µm 填 料的最佳线速度，有助于用户很好地应用小规格色 谱柱，在保持分离度不受影响的同时能够缩短分析 时间。对柱外体积的优化有助于避免影响柱效的分 离度损失，确保获得最大的分离度，并缩短分析时 间。我们已经证明这种方法转换可以用于分析典型 饮料中复杂的添加剂混合物。如果用户对本应用报 告或其他方法转换有任何问题，欢迎与我们联系。