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液相液相色譜柱的性能主要取決于填料的性質和類型。填料的大小、形狀、鍵合相、含碳量等均能影響液相色譜柱的性能,這對我們使用及選擇色譜柱都是非常有幫助的。
常見的液相色譜柱填料有 C1、C3、C4、C8、C18、C30、氨基、氰基、硅膠色譜柱等。
常見色譜柱中的填料分類:
1,反相(與離子對)方法
C18(十八烷基或ODS):普適性好;保留性強,用途廣
C8(辛基):與C18相似,但保留值稍小
C3,C4:保留值小;大多用于肽類與蛋白質
C1【三甲基硅烷(TMS)】:保留值最小;最不穩定
苯基,苯乙基:保留值適中;選擇性有所不同
CN(氰基):保留值適中;正相和反相均可使用
NH2(氨基):保留性弱;用于烴類;欠穩定
聚苯乙烯基b:在1<PH<13的流動相中穩定;對某些分 離峰形好,柱子壽命長
2、正相方法
CN(氰基):普適性好;極性適中;用途廣
OH(二醇基):極性大于CN
NH2(氨基):極性大,欠穩定
硅膠b:普適性好;價廉;操作欠方便;用于制備LC
3、空間排阻方法
硅膠b:普適性好;作吸附劑用
硅烷化硅膠:吸附性弱,溶劑兼容性好;適用于有機溶劑
OH(二醇基):欠穩定;在水SEC中使用(凝膠過濾)
聚苯乙烯基b:廣泛用于有機SEC(凝膠滲透);一般與水和極性大的有機溶劑不不相容
4、離子交換方法
鍵合相:穩定性與重現性均不好聚苯乙烯基b:柱效不高;穩定;重現性好
填料對液相色譜柱性能的影響
填料對液相色譜柱性能的影響
1、粒徑的影響
液相色譜柱填料的平均粒徑越小,渦流擴散越小,傳質越好,柱效越高,然而,填料粒徑小,導致滲透性能變差,柱壓較高。同時,填料粒徑分布越寬,滲透性能越差,色譜柱柱效越低。常見的填料粒徑有 3μm、3.5μm、5μm、10μm 等。
2、形狀的影響
液相色譜柱的填料分為無定型和球型。無定型填料制備的液相色譜柱柱床結構不均勻,流動相線性速度不均勻,色譜圖的峰形較寬;球型填料制備的液相色譜柱柱床結構均勻,因此色譜柱柱效高、重現性好。球型填料是目前最為常見的液相色譜柱填料,這種填料具有更好的性能和重現性。
3、鍵合相的影響
以硅膠為基質,通過化學鍵合的方式把 C18、C8、氨基、氰基等基團鍵合在基質上, 作為液相色譜柱中的填料。通過鍵合不同的化學基團,得到不同性能的液相色譜柱。由于不同鍵合基團的分離機理不同,從而影響化合物的保留與分離。填料的鍵合使得液相色譜柱的固定相相對較為穩定,不易流失,同時很大程度上消除了硅羥基的不良影響,可適用于多種流動相中,應用廣泛。然而,鍵合后的填料耐酸性較差,pH 值不能小于 2,當流動相 pH 超出酸性范圍時,鍵合相易流失,耐用性和穩定性會變差。
4、端基封口的影響
硅膠因具有特殊的表面化學特性,被廣泛用作液相色譜柱填料基質材料。硅膠表面具有硅羥基,硅羥基的密度、分布、及其化學特性對各種類型的色譜行為都會產生不同程度的影響。在使用以硅膠為基質的高效液相色譜柱特別是在反相色譜柱時,經常會遇到因游離的硅羥基(或稱為硅醇基)而導致的非特異性吸附。對一些極性較強的溶質,如堿性物質, 色譜峰會嚴重拖尾,甚至會因強吸附而不能洗脫。通常采用封尾的方式減少硅羥基的影響, 具體做法是將填料與小硅烷(如三甲基氯硅烷)進行后續反應,反應掉部分殘余硅羥基, 以增加表面覆蓋率。采用該方式不僅可以減少不可逆吸附或拖尾,還能增加碳含量。但是, 該方式并不能反應掉殘余的硅羥基,仍有 50%的硅羥基未被反應。
5、含碳量的影響
液相色譜柱填料,特別是反相填料的含碳量,常被用于表征表面化學修飾程度。通常通過鍵合作用將碳鏈引入到填料中,填料含碳量越高,說明碳鏈密度越高,碳鏈越長,容量因子越大,疏水性越強。在反相條件中,碳鏈增長,意味著填料具有更大的比表面積, 締合作用增強,待測物質保留增加。因此,高含碳量填料的液相色譜柱穩定性好,重復性好,有利于保留效果差的化合物的分離,可以改善極性化合物的拖尾;低碳量填料的液相色譜柱有利于分析中性及堿性化合物,可以降低溶劑損耗。
6、其他因素的影響
除上述情況外,硅膠填料的活性、雜質含量、pH 穩定性、熱穩定性等也會影響液相色譜柱性能。生產硅膠時,處理溫度不同,硅膠活性也不同。硅膠的活性是選擇性差異的主要來源, 主要影響堿性化合物的保留行為;硅膠的雜質含量是色譜柱質量好壞的重要標志,重金屬含量低,硅羥基活性小,拖尾減小。
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