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反向离子对色谱柱 我有新说法
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反向色谱是指固定相的极性低于流动相的极性,在这种色谱分离过程中,极性大的分子比极性小的分子移动速度快而先从柱中流出。一般来说,分离纯化极性大的分子(带电离子等)采用正相色谱(或正相柱),而分离纯化极性小的有机分子(有机酸、醇类、酚类等)多采用反向色谱(或反向柱)。反向色谱中使用的色谱柱即为反向离子色谱柱。

反向离子对色谱柱反向离子对色谱柱介绍

1、C18是连接了18烷基碳链的反相固定相的总称。ODS是以硅胶为基质键合的C18填料,而C18还包括其他基质的填料,比如高聚物小球为基质,氧化铝为基质,氧化锆为基质等键合C18链形成的反相固定相,这些可以称为"C18",但是不是ODS。

2、RP-18也是C18中的一种,不同的公司对C18填料有不同的商名称,本质应该都是一样的。Merck公司的填料喜欢叫RP-18。比如Merck的LiChrospherRP-18,SuperspherRP-18,PurospherRP-18。因此,有人认为说"RP-18"是改进型是不妥当的。Merck的改进表现在前边的名字上,比如LiCHrospher,Superspher,Purospher表现的是不同的性能。

3、C8是硅胶键合辛烷基,C18是硅胶键合十八烷基,C18的极性较C8的极性小,C18对分析物的保留性能强于C8,含碳量对分离效果和主要组分的保留时间起很大的影响,所以含碳量高,主要组分的保留时间越长。C8和C18都是反相色谱柱的一种,适用于分析弱极性的物质,C8适合分析弱极性物质里极性稍强的一类物质,C18适合分析弱极性物质里极性更弱的物质。这是他们极性上的差别,但是差别并不是特别明显,一般能用C8分析的物质,在C18上也能分离。C18比C8的碳链更长,因此带来更好的保留特性。因此C8就更适合分析大分子类的物质,比如一些球蛋白等,都用C8和缓冲盐洗脱剂来配合使用。相反,分子量较小的物质,经常用C18来进行分析和分离。键合相不同,导致同种组分在不同色谱柱上的保留时间不一致,对各组分的保留能力也会不同,峰位置就变化了。

C18前面看到“ODS”的字样,ODS是英文octadecylsilane的所写,意思是十八(烷)基硅烷,是以硅胶为基质键合的C18填料,由于大部分的C18柱都是硅胶基质,因此有时还会看到色谱柱上只标称二者之一。其中以ODS居多。有时你还会看到ODS-x,x是不同的数字,这个x虽然是数字,但是不同厂家的产品代表的含义不同,一般以含碳量区分,但这也不是的。有时还可能看到RP-18或RP-8,RP-18和C18意义基本一致,但是不同的厂家有不同的规定。RP-C8、RP-C18,这里的RP是指"ReversalPhase",就是“反相”的意思,所以RP-C8、RP-C18就是指反相C8和反相C18。其实C8和C18也没怎么见过用于正相,它们本身就是反相柱,只是商家为了区别其它的C8或C18做出的一个标识。键合烷基的链长对键合相的样品负荷量、溶质的容量因子及其选择性有不同的影响,当烷基键合相表面浓度相同时,随着烷基链长增加,碳含量成比例增加,溶质的何留值增加。C18、C6、C8短链烷基,由于分子尺寸较小,与硅胶表面键合时可以有比长链烷基更高的覆盖和较少的残余羟基,适合极性样品或做离子抑制的样品的分析。一般说,C18比C8的分离效果好。但是如果遇到性质差别比较大的样品,也就是说比较容易分离的样品,C8比C18的效率高。

反向离子对色谱柱反向离子对色谱柱系统的选择

为了获得满意的分离分析结果,反向离子对色谱中应考虑的主要因素如下:

(1)选择合适的色谱柱,一般来说C18或C8是优先选择的填料。

(2)甲醇,水可作为冲洗剂的初始选择,如需要提高分离选择性,乙腈可以代替冲洗剂中的甲醇。 ·

(3)在不损害色谱柱稳定性的前提下,冲洗剂缓冲液的pH值应使被分离物质达到离解度。为了避免盐析效应,缓冲液的盐浓度应在1Xl0-2到5X10-3mol/l范围内。

(4)尽可能确定被分离物质的物化性质:它们是强酸、强碱、弱酸、弱碱或中性化合物。

(5)选择一个适当的离子对试剂,对于烷基很大的离子对试剂其初始浓度在5 mmol/l左右比较合适,对烷基较小的离子对试剂其初始浓度选在10 mmol/l比较合适。要确认离子对试剂溶于流动相中并与相应的检测器相兼容。

反向离子对色谱柱色谱柱的选择

对于一般的离子对色谱分离系统,高键合量的10 μmC18担体的填充柱或5μmC18担体的填充柱可作为选择。C18担体的柱尺寸250X4.5 mm左右比较合适。此外,高键合量的C8担体也可作为离子对色谱的柱填料。尽管至今从理论上还很难阐明不同厂家填充担体的差别对分离效果有什么影响,但许多实践表明,填料的键合量和键合碳链的构型对分离选择性有一定的影响。所以在很多情况下,很多重要文献中已获得的分离结果,我们只能依据文献中的分离条件为出发点重新寻找新的分离条件。其最根本的原因是担体的重复性较差[1]

反向离子对色谱柱离子对试剂的选择

图1 反向离子对色谱用离子对试剂的选择

离子对试剂的种类、大小相浓度对分离效果都有重要的影响,离子对试剂种类的选择依靠被分离样品的性质,图1列出的是离子对试剂的一般性选择原则。如被分离溶质是强酸或强碱,则选用的离子对试剂可以是强碱、弱碱或强酸,弱酸;如被分离的溶质是弱酸或弱碱,则选用的离子对试剂必须是强碱或强酸,图1列出的是对应于被分离样品的种类所选用的离子对试剂种类。对于溶质结构性质相差较大的混合样品,对离子对试剂种类的选择并没有特殊要求,离子对试剂疏水性的差别可以通过调节离子对试剂浓度和有机溶剂浓度获得满意的分离效果。但如被分离物质的结构性质很相似,则离子对试剂的选择又可能对分离选择性发生作用。如十二烷基硫酸盐和十二烷基磺酸盐对儿茶酚胺的分离表现出不同的选择性。这种差别至今很难从理论上获得完善的解释。只有通过实验比较来实现。对于疏水性较大的离子对试剂,其浓度在4~10 mmol/l比较台适.对疏水性较小的离子对试剂,其浓度在10~40 mmol/l比较合适。

反向离子对色谱柱有机溶剂的选择

有机溶剂是调节溶质在离子对色谱中保留值的重要参数。在反相离子对色谱中,有机溶剂对保留值的影响主要通过改变溶质与流动相间的相互作用和离子对试剂在固定相表面的吸附量来实现,从我们研究的结果来看,有机溶剂疏水性对保留值有较大的影响,但对它们的选择性无明显的影响。因此对有机溶剂种类的差别对保留值的影响可以由有机溶剂浓度的改变来补偿。

反向离子对色谱柱无机盐浓度的影响

无机盐浓度的增大将降低溶质在反相离子对色谱中的保留值,这主要由与溶质电荷同号的离子与溶质竞争吸附或竞争与离子对试剂配对,从而减弱溶质与离子对试剂的相互作用来产生。一般来说,盐浓度对保留值的影响比有机溶剂和离子对试剂的影响要小。在恒定其它条件下,改变盐的种类对保留值也有一定影响。一般情况下,无机盐浓度控制在10~50 mmol/l比较合适。有研究表明,无机盐浓度梯度冲洗可以改善复杂样品的分离度。

反向离子对色谱柱pH值影响

,对于酸性溶质pH>>pKa时,溶质将以离子状态存在。此时,离子对试剂的保留值发挥非常重要的作用,而当pKa>>pH时,溶质将以中性状态存在,离子对试剂对保留值几乎无作用。pH值对有机碱的影响与pH值对有机酸的影响恰好相反。与反相色谱中pH值的影响相似,pH值是影响保留值和选择性最重要的因素之一。因此,在反相离子对色谱中,选择合适的缓冲液,以使被分离物质以所需的状态存在是非常必要的。图2列出的是一些被分离样品选择流动相pH值的基本原则。值得注意的是,在特定pH值下,某些被分离溶质没有解离,酸碱平衡的慢动力学过程可能引起分裂峰和峰展宽。

反向离子对色谱柱柱温的选择

图2 反相离子对色谱冲洗剂pH值选择

随着柱温升高,反相离子对色谱中的保留值下降,但柱温对k'的影响没有像有机溶剂、离子对试剂和pH值以及盐浓度那样明显。在一般情况下,室温就可以满足离子对色谱的分离要求。必须注意的是柱温对某些样品的分离优化条件很有帮助[2]

反向离子对色谱柱反向离子对色谱柱在使用中需要注意的问题

由于反相离子色谱法中使用了离子对试剂和无机盐,因此在操作上要注意以下几个方面:

1、改变冲洗剂浓度或梯度冲洗操作后,柱系统的冲洗时间要长些,以保证柱内平衡;

2、实验停止后须用纯水或甲醇/水冲洗进样阀、高压泵及色谱柱,以防流动相腐蚀设备和担体;

3、一经发现离子对试剂在柱内产生了不可逆吸附,则须用甲醇冲洗柱子[3]

参考资料



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