正相色譜基本上可以被看做是液固吸附色�,其柱填料是吸附�,其表面上分布有活性吸附位�(diǎn),溶劑和溶質(zhì)分子均能被吸附于活性位�(diǎn)�。由于相互作用力有大有小,溶劑分子與溶質(zhì)分子、溶�(zhì)分子相互之間又存在競(jìng)�(zhēng)吸附,從而造成了在柱內(nèi)保留�(shí)間的差異,使不同物質(zhì)得到分離�
正相色譜是采用極性固定相(如帶有二醇基、氨�、和氰基的固定相�硅膠、三氧化二鋁�)、非極性流�(dòng)�(如正己烷�)的分離方�。這是一種根�(jù)分子的極性大小將其分開的液相色譜技�(shù)�
液相色譜有正相和反相之分。正相色譜和反相色譜還有吸附色譜和極性化�(xué)鍵鍵合色譜之�。如果采用固定相的極性大于流�(dòng)相的極性,就稱為正相色�;如果固定相的極性小于流�(dòng)相的極性,則稱為反相色�。由于極性化合物更容易被極性固定相所保留,所以正相色譜系�(tǒng)一般適用于分離極性化合物,極性小的組分先流出。相�,反相色譜系�(tǒng)一般適用于分離非極性或弱極性化合物,極性大的組分先流出。另�,其他有些色譜如柱色譜也有正反相之分。正相色譜主要適用于非極性至中等極性的中小分子化合物的分離,在生化分析中主要應(yīng)用于脂溶性維生素、甾體激�、醫(yī)藥等的分離分析;在農(nóng)�、石油化�、精�(xì)化工、環(huán)境分析等方面也有廣泛的應(yīng)��
正相色譜基本上可以被看做是液固吸附色�,其柱填料是吸附�,其表面上分布有活性吸附位�(diǎn),溶劑和溶質(zhì)分子均能被吸附于活性位�(diǎn)�。由于相互作用力有大有小,溶劑分子與溶質(zhì)分子、溶�(zhì)分子相互之間又存在競(jìng)�(zhēng)吸附,從而造成了在柱內(nèi)保留�(shí)間的差異,使不同物質(zhì)得到分離�
正相色譜是采用極性固定相(如帶有二醇基、氨�、和氰基的固定相及硅�、三氧化二鋁�)、非極性流�(dòng)�(如正己烷�)的分離方�。這是一種根�(jù)分子的極性大小將其分開的液相色譜技�(shù),因?yàn)檎嗌V以吸附效�(yīng)作為分離的基�(chǔ),所以也稱為吸附色譜。在正相色譜�,樣品分子與載體基質(zhì)的硅醇基�(tuán)�(fā)生特異的極性相互作用,與固定相�(chǎn)生強(qiáng)極性相互作用的極性樣品分子比較難被洗�,在柱內(nèi)停留比較�(zhǎng)的時(shí)間,反之,極性較弱或非極性分子與硅膠之間�(chǎn)生相�(duì)較弱的相互作用,比較容易被洗�,因而在柱內(nèi)停留的時(shí)間較短。因�,正相色譜可以根�(jù)溶劑極性差別而達(dá)到分離的目的�
正相色譜的保留機(jī)理類似于吸附過程。極性樣品分子和溶劑分子吸附在柱填料表面的極性基�(tuán)(吸附�)�。對(duì)于正相中�(jīng)常選用的氰基、氨基或二醇基固定相柱,吸附位點(diǎn)通常為鍵合相配體或硅烷醇。在使用硅膠�(shí),吸附位�(diǎn)為硅烷醇(一SiOH)。極性樣品分子一般包含連接在烴�(如苯基或己基)上的一種或多種極性官能團(tuán)。非極性樣品在吸附位點(diǎn)上的吸附力非常弱;但�(duì)于一些強(qiáng)極性化合物,也�(huì)由于其與固定相的相互作用非常�(qiáng)烈而導(dǎo)致分離效率較�,使得峰形嚴(yán)重拖��
�(yōu)良的正相色譜填料,應(yīng)�(dāng)具有以下基本特性:
?、俦砻婢哂袠O性活性基�(tuán)即吸附位�(diǎn)�
②具有適宜形狀,呈微米�(jí)微球形,且粒徑分布均��
③具多孔性并有高比表面積,以承載較大的樣品負(fù)��
?、茉诓僮鳁l件下化學(xué)性質(zhì)�(wěn)定;
?、菥哂懈邫C(jī)械強(qiáng)��
?、迌r(jià)格合理且可穩(wěn)定供�(yīng)�
硅膠
在吸附色譜中最常用的填料是硅膠,此外氧化鋁和極性鍵合相硅膠亦是重要的正相填�。Al2O3,對(duì)于不飽和化合�,特別是芳香族化合物多核芳烴,保留能力較�(qiáng),芳烴異�(gòu)體可以得到良好分離;此外�(dāng)樣品為堿性化合物�(shí),若使用硅膠則會(huì)造成�(yán)重吸�,溶�(zhì)峰拖尾或難以洗脫,此�(shí)宜選用Al2O3�(jìn)行分��
硅膠的吸附選擇性可以表�(xiàn)為多種形�,如分子量或分子尺寸選擇性、功能團(tuán)選擇�、形狀選擇性、異�(gòu)體選擇性以及生化選擇性等,影響吸附劑選擇性的參數(shù)有:比表面積、平均孔徑和表面活��
表面活性是正相色譜中作為填料的硅膠的一�(gè)重要參數(shù),它主要依賴于表面硅羥基的類型、分布及其反�(yīng)�。完全羥基化的表面具有的反應(yīng)�,表面吸附的水或其他極性化合物,即使是極少量也�(huì)明顯地降低表面活�。此外,比表面積相對(duì)較低的大孔硅�,其表面硅羥基的分布一般較為均一。這是�?yàn)?,在它們的制造過程中,通過熱處理或燒結(jié)已使其無定形表面部分地具有能晶形的特征。微孔硅膠的表面不確定性較�,故其表面活性比大孔硅膠要高�
極性鍵合相填料
極性鍵合相系以硅膠為基�(zhì),表面鍵合以極性基�(tuán),如一NH�、一CN基、一CH(OH)一CH2OH基以及一N02基等而制成的填料,分別稱為氨基、氰�、二醇基及硝基鍵合相填料,但其配基濃度一般較反相為低。依�(jù)表面修飾試劑和反�(yīng)條件的不�,表面修飾層的濃度約�2�4mol/m2�
極性鍵合相的配基比較復(fù)�,因此在不同的流�(dòng)相中�(huì)顯示出不同的特性。在非極性溶劑中,極性基�(tuán)(如一NH2和一NH一�)主導(dǎo)與溶�(zhì)的相互作用;而在極性溶劑中,配基的非極性鏈段的作用增強(qiáng)。當(dāng)在水溶液體系中工作時(shí),配基中的氨基在pH<7�(shí)�(huì)�(zhì)子化,而殘余硅羥基的去�(zhì)子化起始于pH>7。因此與硅膠相比,上述極性化�(xué)鍵合相填料屬于中等極性填�。此�,由于有�(jī)配基�(duì)于硅膠表面的修飾,掩蔽了具有極高活性的硅羥�,使得極性化�(xué)鍵合相填料的�(wěn)定性和重現(xiàn)性有了較高的提高�
由于極性基�(tuán)的種類繁多,故可以通過改變極性基�(tuán)的方法控制分離的選擇�,因此具有更大的靈活�。極性鍵合相的極性通常弱于硅膠,所以更適于�(duì)中等極性物�(zhì)的分�,其色譜條件選擇的方便性和重復(fù)性均�(yōu)于硅膠。在極性鍵合相色譜填料�,研究較多的是氨基鍵合相填料。它的吸附過程與Si02相似但又有所不同。由于氨基的極性比硅羥基弱,且氨基位于烷基鏈末�,有一定的自由�(這與Si02及~20,不�),加之氨基濃度亦較硅羥基濃度小,僅為2mol/m2左右,故同一溶質(zhì)于相同條件下在氨基柱上的保留要小一�,在分離酸性化合物,如�、羧�、核苷酸�(shí)較為有用。此�,氨基鍵合相填料�(duì)某些物質(zhì)的特定基�(tuán)�(huì)表現(xiàn)出優(yōu)異的選擇性。例�,可以用乙腈一水為洗脫劑在氨基鍵合相柱子上分離單糖。氰基柱�(duì)幾何異構(gòu)體或含雙鍵數(shù)目不同的化合�(�(huán)狀化合�)具有較好的分離能力。二醇基填料具有良好的生物相容�,更適于生化體系的分雀例�,多�(shù)以硅膠為基質(zhì)的凝膠過濾介�(zhì),均采用了二醇基填料。硝基填料則�(duì)芳香族化合物有較好的選擇�。此外,短鏈配基的反相填料有�(shí)也可用作正相之用,例如,可用于油溶性維生素的分離分�,具有很好的重現(xiàn)性�
比表面積和表面活�
在正相色譜中,控制保留和選擇性的決定性參�(shù)是比表面積和表面活�,通過�(duì)這兩�(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié),可以調(diào)節(jié)一些分子的吸附一脫吸行為,從而達(dá)到分離的目的。對(duì)于硅�,可以通過兩種方式降低其比表面積和表面活�。一種途徑是熱處理,當(dāng)溫度高于200℃時(shí),其表面硅羥基會(huì)通過脫水而使表面活性降�;而在溫度高于600℃時(shí),通過燒結(jié)可導(dǎo)致比表面積的減小。另一種途徑則是�(diào)整吸附劑的含水量,以改變其表面活性和有效比表面積。通常,比表面積為200�400m2/g、平均孔徑為6�10mm的多孔硅膠是最常用的正相色譜填��
表面活性是正相色譜中作為填料的硅膠的另一�(gè)重要參數(shù),它主要依賴于表面硅羥基的類�、分布及其反�(yīng)性。完全羥基化的表面具有的反應(yīng)�,表面吸附的水或其他極性化合物,即使是極少量也�(huì)明顯地降低表面活�。此外,比表面積相對(duì)較低的大孔硅�,其表面硅羥基的分布一般較為均一。這是�?yàn)?,在它們的制造過程中,通過熱處理或燒結(jié)已使其無定形表面部分地具有微晶形的特�。微孔硅膠的表面不確定性較高,故其表面活性比大孔硅膠要高�
樣品在硅膠上的負(fù)載量及線性容�
在所謂線性洗脫吸附色譜中,分離是在低樣品濃度下�(jìn)行的。此�(shí),吸附等溫線是線性的。高樣品濃度將會(huì)�(dǎo)致吸附等溫線偏離線�,成為凸形或凹形吸附等溫�。填料的線性吸附容量,可以定義為在每克吸附劑上引起等溫線線性部分分配系�(shù)值產(chǎn)生相�(duì)10%變化�(shí)的樣品量。對(duì)于給定的溶質(zhì)和溶劑,線性容量主要決定于硅膠的比表面積及其表面活��
硅膠的吸附選擇�
硅膠的吸附選擇性可以表�(xiàn)為多種形式,如分子量或分子尺寸選擇�、功能團(tuán)選擇性、形狀選擇�、異�(gòu)體選擇性以及生化選擇性等,LSC提供了對(duì)功能�(tuán)和異�(gòu)體選擇性分離的極好潛力。影響吸附劑選擇性的參數(shù)有:比表面積、平均孔徑和表面活��
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