在线稀释技术的原理及应用（一）

    液相色谱的饭量？是指进样量吗？液相色谱进样量不是20μL吗？还用问？是的客官，题目问的就是“液相色谱的进样量能有多大？”但是，这个问题是不严谨的。因为问这样的问题就相当于问“人的饭量有多大”一样，没有答案——人的饭量跟具体某个人的身材、身体状况、喜不喜欢吃米饭有关，还跟这碗米饭怎么煮有关：一勺子没加水的干米可以噎死人，一比一加水煮成的饭能吃两碗，一比九对水煮成的稀饭吃三、四碗没问题。

    那对于液相色谱来说，进样量除了跟色谱柱的尺寸、柱效、目标物与色谱柱的匹配度、梯度初始比例有关，也跟样品怎么“煮”成的有关：以反相色谱为例， 100%有机相(强溶剂=干米)，50%有机相(弱溶剂=水，50%有机相=饭)和10%有机相(稀饭)的进样量是不一样的！

    相同色谱柱，进样溶剂不同，允许进样量不同的根本原因是溶剂效应：溶剂效应本质是大体积的强溶剂携带着目标物进到色谱柱后将取代流动相形成一个独立的液段，这一液段对目标物有很强的携带能力，且强溶剂液段在色谱柱中几乎没有保留，最终目标物被强溶剂拖带拉宽，形成很长的前延峰，甚至有一部分目标物被强溶剂脱裂跟随其一起在死时间出峰(图1A)。

    如果有一个方法，可以把强溶剂快速稀释成弱溶剂，是不是可以提高进样量？

    岛津设计了一种新的在线稀释技术，其原理如图1B，配置如图2：

图1.在线稀释技术的原理

图2.在线稀释技术仪器配置

    在线稀释技术将强溶剂与高比例的弱溶剂通过高效混合器瞬间稀释成一个90-95%的弱溶剂，再注入到色谱柱，因为弱溶剂无法推动目标物往前移动，此时目标物将在柱头聚焦，待目标物全部聚焦在柱头，再提高强溶剂比例，使分析物分离得到尖锐对称的色谱峰。

    那这个快速煮粥技术……不，这高大上的在线稀释技术有什么用？

    1、在线稀释技术的应用 1 —— 大体积水的直接进样

    在线稀释技术最初被应用在大体积水样的直接进样分析中：大部分的普通液相色谱柱是不允许100%水样直接进样的，因为其硅胶基质容易被水解离形成不可逆损坏。使用在线稀释技术可以在大体积水进样的同时加入小比例的有机相(5%或10%)，使其在线形成液相色谱可接受的进样溶剂。图2为1mL水直接进样分析十种抗生素得到的色谱图，全程自动化运行，灵敏度高、精密度好。

图3.  大体积进样在线分析系统用于水中抗生素的直接检测

    2、在线稀释技术的应用 2 —— 大体积有机相的直接进样

    大部分的样品前处理都包括强溶剂的萃取或强溶剂的洗脱定容为终结——因为强溶剂对目标物的溶解度高。然而大体积的强溶剂直接进样很容易噎死色谱柱。用我们的在线稀释技术可以完美解决：利用在线稀释大体积分析系统直接进样分析200μL乙腈白菜提取液中24种农残，得到色谱峰尖锐对称，方法精密度优异，灵敏度大大提高。图4为本系统与普通超高效液相色谱系统的谱图对比，可见左图200μL进样溶剂在普通超高效液相色谱系统有非常严重的溶剂效应，而在右图在线稀释大体积系统中峰型尖锐对称，灵敏度大大提高。

图4.  大体积进样分析系统用于白菜中多种农残的高灵敏检测； Qisheng  Zhong, et al. Journal of Chromatography A, 2016, 1442, 53-61