如何选择液相色谱固定相

月旭科技与LCGC战略合作，翻译LCGC文章

TonyTaylor

LCGCNorthAmerica,Volume33,Issue3,page218(2015).

反相液相色谱可供选择的固定相种类繁多令人眼花缭乱，即使是某一种固定相（例如C18）的可选择种类也是很多的。

老实说，我们的很多方法开发都是在尝试和错误中进行，这些都是基于我们喜爱的供应商提供的成熟的或者新兴的固定相。即使是先进的含有仔细考量的正交化及电脑优先洗脱设计的“筛选”平台，有时也不得不采取“色谱的本能”。

反相色谱中的保留是基于被分析物、流动相、键合相以及键合了配体的硅胶表面的活性和其可接触性之间的平衡。想要搞清楚影响分离效果的保留机理，就要考虑并明确化学键合相、活性硅胶表面的处理、硅胶表面的可接触性等因素，这些都将影响色谱柱的原始选择性及方法开发的优化。

在大多数反相分离中色散作用是起主要作用的，尤其是那些使用未改性的烷基配体（C18、C8、C4），其保留能力是与被分析物的疏水性成正比的。含有芳香基团或不饱和基团的固定相或被分析物进行分析时，电荷转移（或π-π）作用是起主要作用的。偶极-氢键相互作用对于极性化合物的保留是很重要的，含有“氰基”的固定相会增强对极性化合物的保留。被分析物的电离部分与硅胶表面之间存在静电作用力，这是由于硅胶表面有残留的可离子化的硅醇基。

当前有许多色谱柱分类系统存在，这些系统都是基于对已知化学探针物质的检测，从而来描述固定相的独特特性。一个非常有用的例子就是美国药典（USP）网站中的产品质量研究数据库（也就是PQRI系统），网址是：http://www.usp.org/app/USPNF/columnsDB.html。该数据库采用保留（1,2）的疏水减法模型来描述固定相的疏水性（H），判断疏水性类似而有不同形状或流体力学体积的被分析物的空间结构选择性参数（S）,在pH值为7.0和2.8时的氢键（作为路易斯酸或路易斯碱）和静电作用参数（C）。pH值为7.0时硅醇基活性很强，pH为2.8时具有酸性的硅醇基将会与极性或可离子化的被分析物发生作用产生拖尾。独特的或正交的固定相一般会有较大的S、B和C（7.0）值。这些大型的数据库对于比较固定相的特点是很有用的，“雷达图”也是另一种比较固定相特点的有用方式。

表一总结了一些当前常用固定相的分类及其相关应用领域。

表一：一些主要固定相分类及其主要应用

固定相

配体

应用

C18（烷基）

-C18H37

大多数烷基固定相可保留药物，类固醇，脂肪酸，邻苯二甲酸酯，环境污染物

极性嵌入C18

-C16H33NO

对氨基甲酸酯及其类似物质等极性强的被分析物保留更强，能够达到更好的分离效果。

氰基（氰丙基）

-(CH2)3CN

对于极性化合物及有多重不同化学成分的溶质有独特的选择性

苯基（二苯基）

-C6H5(-C12H9)

芳香族和中等极性化合物

五氟苯基（PFP）

-C6F5

对于卤化物、极性和异构体物质有较强的选择性

氨基（氨丙基）

-(CH2)3NH2

可用作pH控制的弱阴离子交换剂，用以增强静电保留

表一：一些常用的反相键合相的保留机理以及键合在硅胶表面的键合相的结构示意图

表二：左图是根据PQRI数据库中相似固定相制得的雷达图，右图是根据PQRI数据库中正交固定相制得的雷达图，也就是根据固定相的疏水性来预测其选择性的相似区域。

参考文献

(1)L.R.Snyder,J.W.Dolan,andP.W.Carr,J.Chromatogr.A1060,77116(2004).

(2)L.R.Snyder,J.W.Dolan,andP.W.Carr,Anal.Chem.79,32553261(2007).

Howtocitethisarticle:

TonyTaylor,“TheEssentials:ChoosingtheRightHPLCStationaryPhase,”LCGCNorthAmerica33(3),218(2015).

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