配置流动相的炼金术士——pH篇

　　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？这些工作其实都像是炼金术士的配方一样，有固定的套路，下面我们来一一解密：

　　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：

　　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

　　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

　　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

　　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。

　　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

　　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

　　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

　　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。

　　可是要计算复杂的缓冲盐配比和pH，是件头疼的事儿，到底按照什么样的比例配比，各种盐要加多少，恐怕中学大学学过的化学公式早已经忘的一杆二净了，还好网上可以找到这类的小工具，比如楼下这个叫做Buffers的应用程序，由知名数据库公司Wiley开发的免费工具，可以在Apple Store里下载