鍵合相及其分離模式

鍵合相及其分離模式

多數分析色譜是在通過硅膠表面共價鍵合了固定相來修飾了吸附性能的載體上進行的。或者說，填料表面通過涂布化學性質穩定的吸附層來修性。能和建合相形成化學性質穩定的鍵的基質只有硅膠和高聚物。硅膠表面可以通過硅烷化來衍生化。通常使用的HPLC填料是在硅膠吸附劑表面衍生一條長鏈的脂肪烴硅烷。這條脂肪鏈烴有18個碳，所以這種柱子稱為C18或ODS（octadecyl silane）。當然，在硅膠表面衍生不同的基團能產生許多不同性質的填料。同樣聚合物填料在HPLC使用中也有相似的表面性質范圍。

以下我們簡要討論基于不同分離模式的填料。

正相色譜

正相色譜是色譜的經典形式，使用極性固定相和非極性流動相。洗脫物通過其極性基團和固定相上的極性基團作用被保留。這種應用，經典的是使用未鍵合的硅膠和氧化鋁，但現在使用的極性鍵合相有以下優點：鍵合相平衡快，對流動相中微量的水不敏感，和產生不同的選擇性。

選擇正相填料

硅膠     普通目的吸附劑

氧化鋁   普通目的吸附劑，保留能力比硅膠強，集團分離芳香族碳氫化合物

二醇基   比硅膠極性小，平衡速度快

腈基     保留能力最小的正相吸附劑

氨基     集團分離芳香族碳氫化合物

反相色譜

反相色譜已成為最流行的色譜分離模式。反相色譜中，固定相非極性，流動相極性。典型的流動相是水或水系緩沖液與甲醇、乙腈或四氫呋喃的混合物。典型的固定相是用脂肪烴做配基的硅膠鍵合相。其它用于反相色譜的基質有石墨化碳和苯乙烯-二乙烯苯基質。反相色譜的性能還受殘留的硅醇基的活性的影響。硅醇基與洗脫物的極性基團作用。因此，根據硅醇基的活性不同，填料顯示出不同的選擇性。而且，常能觀察到堿性物質在硅醇基活性高的填料上產生拖尾峰。修飾硅醇基活性的一個辦法是封端，即用硅烷化試劑把硅醇基轉變成三甲基甲硅烷基基團。不過，基質表面的硅醇基密度還是比鍵合配基的密度大，即使是作了封端。硅醇基的活性也和硅膠的預處理（基質滅活）和硅膠純度有關。堿性分析物的色譜分析推薦使用基于高純度硅膠、充分封端的鍵合相。未封端的填料在許多應用中有可以獲得不同選擇性的優點。

離子交換色譜

使用帶有離子電荷的固定相，使根據洗脫物電荷進行分離成為可能。對于硅膠基質的離子交換填料，離子基團通過標準的硅烷化技術鍵合到硅膠表面。對于聚合物基質的離子交換填料，離子交換基團分布于交聯聚合物的整體（through the matrix）。有四種離子交換填料：強/弱陽離子交換填料和強/弱離子交換填料。弱離子交換填料的特征是電量與pH值有函數關系。以羧酸基為功能基的離子交換劑是弱陽離子交換劑的代表。弱陰離子交換劑由一級、二級、三級銨為功能基。大部分強離子交換劑的電荷與pH值無關。四級銨形成強陰離子交換劑，而磺酸基構成了強陽離子交換劑。所有這些離子交換基團都可以在聚合物基質上見到，主要用于分離生物大分子。除了弱陽離子基團外，其它功能基都可以鍵合到硅膠上。當然，離子交換色譜也可用特殊的離子交換劑。后者，有低離子交換容量的特征，使得可以用它來作測導電性的離子交換色譜。

離子交換劑的表示

強陰離子交換劑    強陰離子交換劑    強陰離子交換劑    強陰離子交換劑

SAX                   NH2                SCX               CM

                      DEAE

離子抑制色譜

這個技術廣泛用于在低pH下分析洗脫液中的有機酸。它只是反相色譜的一個分支。特殊的聚合物固定相可用于這種應用。此外，鍵合了C18、C8、C6配基的硅膠基質也可用于pH2的洗脫液。

親水作用色譜

親水作用色譜是正相色譜擴展到水系洗脫液。用極性固定相配合水-有機流動相。與反相色譜相反，保留隨有機相的增加而增加。這種應用多用胺丙基鍵合相作固定相。當然，硅膠本身，二醇類或其他極性固定相也可以用。通常應用胺丙基固定相來分離碳水化合物。專門設計用于這種應用的柱子稱為糖柱。

親水作用色譜填料

NH2(氨基)    氧化鋁

二醇類       碳水化合物

硅膠         極性聚合物填料