液相色譜固定相種類、性質(zhì)、選擇原則和適用范圍主要內(nèi)容基質(zhì)及其種類1硅膠2氧化鋁3聚合物4化學(xué)鍵合固定相5CompanyLogo基質(zhì)及其種類

基質(zhì)（擔(dān)體）無機(jī)物基質(zhì)：剛性大，在溶劑中不容易膨脹。有硅膠、羥基磷灰石、石墨化碳、氧化鋁、氧化鈦以及氧化鋯等金屬氧化物[1]有機(jī)聚合物基質(zhì)

：剛性小、易壓縮，溶劑或溶質(zhì)容易滲入有機(jī)基質(zhì)中，導(dǎo)致填料顆粒膨脹，結(jié)果減少傳質(zhì)，最終使柱效降低。主要有交聯(lián)苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯。[1]XueZD,HeF,FengYQ.WuhanUniversityJournal,2002,48(2):142CompanyLogo基質(zhì)及其種類硅膠氧化鋁聚合物基質(zhì)的種類CompanyLogo硅膠

性質(zhì)：硅膠是HPLC填料中最普遍的基質(zhì)。硅膠除了具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、容易控制的孔結(jié)構(gòu)和比表面積、較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性以及專一的表面化學(xué)反應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)外[2],還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)就是其表面含有豐富的硅羥基,這是硅膠可以進(jìn)行表面化學(xué)鍵合或改性的基礎(chǔ)[3]。缺點(diǎn)是在堿性水溶性流動(dòng)相中不穩(wěn)定。[2]KamaharaM,NakamuraH,NakajimaT.AnalSc,i1989,5:485[3]WangJD,ShangZH,YuYL.MethodofHighEfficientLiquidChromatography.Beijing:ChinaPetroleumandChemistryPress，1992:107適用范圍：硅膠基質(zhì)填料適用于廣泛的極性和非極性溶劑。通常，硅膠基質(zhì)的填料推薦的常規(guī)分析pH范圍為2~8。

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1.高純度的多孔球形硅膠基質(zhì)全多孔球形硅膠的制備步驟:反應(yīng)凝膠老化洗滌浸泡干燥焙燒[4]。制備方法分為四類:堆砌硅珠法[5]、兩相法[6]、噴霧干燥法[7]和生物囊法[8]。[4]YangXL,WangJD,XiongBH.ChineseJournalofchromatography,2000,18(4):308[5]LuZR.ChemicalReagents,1995,17(5):279[6]UngerK,ShickKalbJ,PatG.Ger2155281,1971[7]BergnaHE,KirklandJJ.US4131542,1978[8]LiXH.[PhDDissertation].Beijing:InstituteofChemistry,CAS,1994[9]LuZR.ChemicalReagents(陸志仁.化學(xué)試劑),1995,17(5):279圖1堆砌硅珠法生產(chǎn)硅膠的流程圖[9]CompanyLogo硅膠

4.2大環(huán)手性固定相Hirose等[15,16]

制備了含有1苯基1,2乙二醇和1苯基1,2環(huán)己二醇手性單元的苯并18冠6手性固定相,對一些氨基酸和脂肪胺進(jìn)行了拆分。Farkas等[17]

合成了吡啶并18冠6手性固定相,拆分了萘乙胺、苯丙氨酸及丙氨酸和蛋氨酸的衍生物。4.3刷型手性固定相Pirkle研究小組先后制備了∏酸型的(R)－苯甘氨酸的二硝基芐酰(簡稱DNB)衍生物CSP(DNB－PGCSP)和(R)亮氨酸的DNB衍生物CSP(DNBLeucineCSP)。這一類型固定相被稱為第二代刷型手性固定相,它們能拆分很多帶有烷基、醚基或氨基取代的給電子芳香環(huán)的對映體。[15]HiroseK,NakamuraT,NishiokaR,UeshigeT,TobeaY.TetrahedronLetters,2003,44(8):1549[16]HiroseK,YongzhuZ,NakamuraT,NishiokaR,UeshigeT,TobeY.JChromatogrA,2005,1078:35[17]ViktorF,TundeT,GyorgyO,PeterH,MikloH.Tetrahedron:Asymmetry,2006,17(12):1883CompanyLogo硅膠

5.硅膠基質(zhì)鍵合離子色譜固定相5.1硅膠基質(zhì)鍵合陰離子色譜固定相5.2硅膠基質(zhì)鍵合陽離子色譜固定相5.3陰陽離子同時(shí)分離的硅膠基質(zhì)固定相5.4離子液體修飾的硅膠基質(zhì)離子色譜固定相把甲基咪唑[18]鍵合在經(jīng)過γ－氯丙基三甲氧基硅烷試劑硅烷化后的硅膠上制備了一種離子液體鍵合硅膠固定相,鍵合步驟如圖3所示。該固定相是一種強(qiáng)陰離子交換固定相,能夠很好地對無機(jī)、有機(jī)陰離子進(jìn)行分離,分離度大,柱效高。圖3.N－甲基咪唑鍵合硅膠色譜固定相的制備[18][18]QiuHD,JiangSX,LiuX.JChromatogrA,2006,1103:265CompanyLogo5.5硅膠整體柱離子色譜固定相Xu等[19]

則將十二烷基硫酸鋰(Li－DS)涂敷在C18硅膠整體柱上,快速分離了雨水中的H+,Mg2+

和Ca2+

。Lucy等[20]采用涂敷有表面活性劑十二烷基二甲基溴化銨(DDAB)的短的(0.5~1cm)硅膠整體柱,用于低壓下常見無機(jī)陰離子的分離。6.硅膠基質(zhì)無機(jī)改性的色譜固定相敦惠娟等[21,22]

利用LbL－SA方法在多孔硅膠微球表面組裝多層納米氧化鋯顆粒,制備了比表面積為172.53m2/g、孔體積為0.3784cm3/g、具有良好化學(xué)穩(wěn)定性ZrO2/SiO2

核－殼型色譜填料,并對其進(jìn)行了表征。[19]XuQ,MoriM,TanakaK,IkedoM,HuWZ.JChromatogrA,2004,1026:191[20]PelletierS,LucyCA.JChromatogrA,2006,1118:12[21]DunHJ,SongXQ,WeiY,LiYM,ChenLR.ChemicalJournalofChineseUniversities(敦惠娟,宋秀芹,魏雨,李永民,陳立仁.高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào)),2003,24(12):2192[22]DunHJ,ZhangWQ,WeiY,SongXQ,LiYM,ChenLR.AnalChem,2004,76:5016硅膠

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ZrO2/SiO2

的制備工藝為:(1)將酸化過的色譜用SiO2

球浸入到十二烷基硫酸鈉(SDS)表面活性劑溶液中,待在SiO2

球表面組裝一層有機(jī)單分子膜后取出,洗去表面物理吸附成分,干燥。(2)將已被膜包覆的SiO2

球放入氧化鋯溶膠中,磁力攪拌3h后分離,用去離子水充分洗滌,干燥。重復(fù)進(jìn)行(1)、(2)步驟多次。(3)將制備的ZrO2/有機(jī)膜/SiO2

球在一定溫度下焙燒后得ZrO2/SiO2

核－殼型色譜填料,制備工藝示意圖見圖4。圖4表面多層納米氧化鋯包覆硅球的制備步驟[23][23]DunHJ,ZhangWQ,WeiY,SongXQ,LiYM,ChenLR.AnalChem,2004,76:5016CompanyLogo性質(zhì)：具有與硅膠相同的良好物理性質(zhì)，也能耐較大的pH范圍。它也是剛性的，不會在溶劑中收縮或膨脹。但與硅膠不同的是，氧化鋁鍵合相在水性流動(dòng)相中不穩(wěn)定。不過現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了在水相中穩(wěn)定的氧化鋁鍵合相，并顯示出優(yōu)秀的pH穩(wěn)定性。

氧化鋁CompanyLogo聚合物性質(zhì)：

以高交聯(lián)度的苯乙烯-二乙烯苯或聚甲基丙烯酸酯為基質(zhì)的填料是用于普通壓力下的HPLC，它們的壓力限度比無機(jī)填料低。苯乙烯-二乙烯苯基質(zhì)疏水性強(qiáng)。使用任何流動(dòng)相，在整個(gè)pH范圍內(nèi)穩(wěn)定，可以用NaOH或強(qiáng)堿來清洗色譜柱。甲基丙烯酸酯基質(zhì)本質(zhì)上比苯乙烯-二乙烯苯疏水性更強(qiáng)，但它可以通過適當(dāng)?shù)墓δ芑揎椬兂捎H水性的。這種基質(zhì)不如苯乙烯-二乙烯苯那樣耐酸堿，但也可以承受在pH13下反復(fù)沖洗。CompanyLogo

適用范圍：

聚合物基質(zhì)廣泛用于分離大分子物質(zhì)。

聚合物交聯(lián)聚苯乙烯

交聯(lián)聚苯乙烯微球是應(yīng)用最為廣泛的一種有機(jī)基質(zhì)色譜固定相具有不溶解于各種有機(jī)溶劑在pH為1~14的溶劑環(huán)境中具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性及介質(zhì)表面不存在自由離子等優(yōu)良特性。固定相合成：將7.0g氯甲基化聚苯乙烯樹脂用10ml四氫呋喃溶脹1h然后加入40ml乙二胺在70℃反應(yīng)24h反應(yīng)物冷卻后抽濾洗滌干燥得到乙二胺樹脂I，稱取乙二胺樹脂3.5g,80ml含2%δ―葡萄糖酸內(nèi)脂的乙醇溶液一起加入反應(yīng)瓶中80℃下反應(yīng)24h抽濾并依次用甲醇水洗滌得到排阻色譜固定相II。[24][24]衛(wèi)引茂,陳強(qiáng),姜波,耿信篤.以氯甲基聚苯乙烯為基質(zhì)的新型排阻色譜固定相的合成及在生物大分子分離中的應(yīng)用[J].離子交換與吸附,2000,16(5):441~448CompanyLogo聚合物

該微球表面呈現(xiàn)強(qiáng)的疏水作用作為固定相可直接應(yīng)用于反相色譜和以有機(jī)溶劑為流動(dòng)相的排阻色譜中如用于以鹽水為流動(dòng)相的排阻色譜分離就必須對其表面進(jìn)行化學(xué)改性.鍵合相制備過程[24]

：P－CH2Cl+H2NCH2CH2NH2→P―CH2NHCH2CH2NH2+HCl┌──

O───┐

(I)(I)+OC(CHOH)3CHOCH2OH→P―CH2NHCH2CH2NHCO(CHOH)4CH2OH(II)

P表示樹脂骨架[24]衛(wèi)引茂,陳強(qiáng),姜波,耿信篤.以氯甲基聚苯乙烯為基質(zhì)的新型排阻色譜固定相的合成及在生物大分子分離中的應(yīng)用[J].離子交換與吸附,2000,16(5):441~448CompanyLogo聚合物圖5是當(dāng)流動(dòng)相從純水向純THF變化時(shí)未改性(a)和鍵合了δ―葡萄糖酸內(nèi)酯的聚氯甲基苯乙烯色譜柱(b)的柱壓降隨時(shí)間的變化圖。未改性的色譜柱在流動(dòng)相組成變化過程中柱壓變化很大說明了填料的溶脹程度較大。由圖可知，改性樹脂在水中的溶脹能力增強(qiáng)。圖5.聚氯甲基苯乙烯色譜柱的柱壓降隨時(shí)間的變化圖[24]

[24]衛(wèi)引茂,陳強(qiáng),姜波,耿信篤.以氯甲基聚苯乙烯為基質(zhì)的新型排阻色譜固定相的合成及在生物大分子分離中的應(yīng)用[J].離子交換與吸附,2000,16(5):441~448CompanyLogo聚合物圖6是β―Lact、Myo和Fer在II樹脂固定相上保留時(shí)間與流動(dòng)相中硫酸鈉濃度的關(guān)系可以看出三種蛋白質(zhì)在硫酸鈉度為0~0.50mol/L范圍內(nèi)保留時(shí)間幾乎沒有變化這進(jìn)一步證實(shí)了前述的蛋白質(zhì)與固定相之間靜電作用力和疏水作用均很弱的結(jié)論表明合成的II型SEC柱接近于理想的SEC柱。圖6：β―Lact、Myo和Fer在II樹脂固定相上保留時(shí)間與流動(dòng)相中硫酸鈉濃度的關(guān)系[24]

[24]衛(wèi)引茂,陳強(qiáng),姜波,耿信篤.以氯甲基聚苯乙烯為基質(zhì)的新型排阻色譜固定相的合成及在生物大分子分離中的應(yīng)用[J].離子交換與吸附,2000,16(5):441~448CompanyLogo聚合物圖7是鐵蛋白β―乳球蛋白和細(xì)胞色素―C在以Tris緩沖液為流動(dòng)相固定相為II型樹脂的SEC分離圖，三種蛋白質(zhì)的分子量依次為440,00035,000和12,000道爾頓三種蛋白質(zhì)的洗脫次序與分子量大小的次序一致表明蛋白在II型固定相上的分離遵循排阻色譜分離機(jī)理。圖7是鐵蛋白β―乳球蛋白和細(xì)胞色素―C在以Tris緩沖液為流動(dòng)相固定相為II型樹脂的SEC分離圖1.Fer；2.b-Lact;3.Cyt-C[24][24]衛(wèi)引茂,陳強(qiáng),姜波,耿信篤.以氯甲基聚苯乙烯為基質(zhì)的新型排阻色譜固定相的合成及在生物大分子分離中的應(yīng)用[J].離子交換與吸附,2000,16(5):441~448CompanyLogo基質(zhì)的選擇硅膠基質(zhì)：用