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色谱柱是色谱分离的核心

关键又是固定相

流动相的性质与比例

会显著的影响色谱分配系数

了解液相色谱的固定相

与流动相的类型及其性质

有助于理解液相色谱分离

背后的真正原因

下面分开介绍

一、液相色谱固定相

液相色谱分离的类型不同

就会有相应不同的固定相

1. 液-液分配及离子

对色谱固定相

主要有如下3类

（1）全多孔型担体

液相色谱早期使用的担体

与气相类似

是颗粒均匀的多孔球体

如由氧化铝、氧化硅、

硅藻土等制成的

全多孔型担体

粒径100微米左右

由于颗粒的不规则性

和较宽的粒度范围

会导致填充不均匀

填料孔径分布不一

并存在“裂隙”

在填料深孔中形成滞留液体

溶质分子在深孔中的

扩散和传质慢

使色谱峰变宽，柱效下降

为克服上述缺点

后来采用由纳米级硅胶微粒

堆积成为5微米左右的

全多孔小球

具有颗粒小而均匀、传质快、

柱效高等优点

是目前应用最广泛的高效填料

(2) 表层多孔型担体

又称薄壳型微珠担体

它是直径为 30-40微米的

实心核表层上附有一层

厚度约为 1-2微米的多孔硅胶

由于固定相仅为

表面很薄的一层

因此，传质速度快、装填容易

重现性较好，但柱容量低

需要配备高灵敏检测器

液-液色谱固定相

通常采用将固定液涂附在

上述担体上的方法来制备

要求固定液与流动相不互容即可

但实际应用中常用的固定相

只有几种

如强极性的β,β'-氧二丙腈、

中等极性的聚已二醇-400

和非极性的角鲨烷等

固定液涂附的方式

不可避免的存在

固定液流失问题

为解决这个问题

后来发展了一种新型固定相：

（3）化学键合固定相：

目前应用最广、

性能最佳的固定相

即利用化学反应通过

化学键把固定液的官能团

键合在载体表面

根据硅胶表面化学反应的不同

可分为：硅氧碳键型、

硅氧硅碳键型、硅碳键型、

硅氮键型4种

其中，硅氧硅碳键型

应用最广

因为它的化学键稳定、

耐水、耐光、耐有机溶剂

化学键合固定相具有以下特点：

① 传质快：

表面无深凹陷(无液坑)

比一般液体固定相传质快

② 寿命长：

化学键合无固定液流失

耐流动相冲击；耐水、耐光、

耐有机溶剂，稳定性好

③ 选择性好：

可键合不同官能团

灵活改变选择性

④ 有利于梯度洗脱

也有利于配用灵敏的检测器

和馏分收集。

⑤ 存在着双重分离机制：

键合基团的覆盖率高

则以分配为主

低则以吸附为主

表格列出了常见的不同极性的

化学键合固定相

可应用于不同色谱类型

及样品的分析

2.液-固吸附色谱固定相

主要有硅胶、氧化铝、

分子筛、聚酰胺等

结构类型为全多孔型或薄壳型

常用的是粒度5-10微米的硅胶颗粒

3.离子交换色谱固定相

通常有2种类型：

（1）薄壳型离子交换树脂

薄壳玻璃珠为担体

表面涂约1%的离子交换树脂

（2）离子交换键合固定相

用化学反应把离子交换

基团键合在薄壳型

或多孔微粒硅胶表面

具有机械强度高

不溶胀，耐高压

传质快，柱效高等特点

上述2种离子交换树脂

又可分为阳离子交换树脂

和阴离子交换树脂

按照离子交换功能基团

酸碱性的强弱

阳离子交换树脂

又分为强酸性及弱酸性树脂

阴离子交换树脂

又分为强碱性与弱碱性树脂

其中强酸或强碱性离子交换

树脂比较稳定

pH适应范围宽

应用较广

4. 空间排阻色谱固定相

常用的有以下3种：

（1）软质凝胶：

如葡聚糖凝胶、

琼脂凝胶等

适用于水为流动相

在常压下使用

半硬质凝胶：

如苯乙烯－二乙烯基苯交联共聚凝胶

是应用最多的有机凝胶

适用于非极性有机溶剂为流动相

不能用丙酮、乙醇等极性溶剂

硬质凝胶：

如多孔硅胶、

多孔玻珠等

具有化学稳定性、热稳定性好、

机械强度大等特点

流动相性质影响小

适用于较高流速下使用

二、液相色谱的流动相

与气相色谱的流动相

只有载气作用不同

液相色谱流动相的种类

以及配比会影响色谱分离效果

1. 流动相基本概念

液相色谱的流动相

又称为淋洗液、洗脱剂

流动相组成改变，极性改变

会改变组分的分离状况

亲水性固定液常采用

疏水性流动相

即流动相的极性

小于固定相的极性

称为正相色谱

极性柱也称正相柱

若流动相的极性

大于固定液的极性

则称为反相色谱

非极性柱也称为反相柱

组分在两种类型分离柱上的

出峰顺序相反

2. 流动相的类别

按流动相组成分可分为：

单组分和多组分

按极性可分为：

极性、弱极性、非极性

按使用方式可分为：

固定组成淋洗和梯度淋洗

常用溶剂有： 己烷、四氯化碳、

甲苯、乙酸乙酯、甲醇、

乙腈、水等

采用二元或多元组合溶剂

作为流动相可以

灵活调节流动相的极性或增加选择性

以改进分离或调整出峰时间

选择时可参阅有关手册

并通过实验确定

3. 流动相的选择

在选择溶剂时

溶剂的极性是选择的重要依据

采用正相色谱分离时：

首先选择中等极性溶剂

若组分的保留时间太短

降低溶剂极性

反之增加溶剂极性

也可在低极性溶剂中

逐渐增加极性溶剂

使保留时间缩短

反相色谱则与正相色谱相反

常用溶剂的极性顺序如下：

水的极性最大，然后依次是

乙腈、甲醇、乙醇

这4种是反相色谱中

最常用的流动相

极性弱的依次有

二硫化碳、环己烷、

己烷，煤油的最小

弱极性的常用的

主要是环己烷和正己烷

4. 选择流动相时应注意的几个问题

流动相纯度：

尽量使用高纯度试剂作流动相

防止微量杂质长期累积

损坏色谱柱和使检测器噪声增加

避免流动相与固定相

发生作用而使柱效下降

或损坏柱子

如固定液溶解流失

酸性溶剂破坏氧化铝固定相等

试样在流动相中

应有适宜的溶解度

防止产生沉淀并在柱中沉积

溶剂的粘度小些为好：

否则，会降低试样组分的扩散系数

造成传质速率缓慢，柱效下降

应与检测器相匹配：

例如，当使用紫外检测器时

流动相不应有紫外吸收

流动相的选择主要基于

各溶剂的极性

需要通过多次试验

才能优化调整得到

合适的溶剂组合

这需要大量的实践经验

开始的时候可以多参考文献资料

综合分析后选定初始条件

进行试验优化

好了，今天我们了解了

液相色谱的固定相

和流动相的常见类型与选择

固定相的选择主要基于

色谱分离对象的

分子量大小、性质等综合分析选择

流动相则需要根据

选定的固定相

再结合溶剂的性质

进行综合分析和试验

才能得到合适的溶剂组合

这些都需要大量的实践经验

下次课我们介绍下

液相色谱操作条件的选择

与实际应用

学完之后我们就可以

到实验室去体验液相色谱了

好了，下次课见