反相色譜柱的“填料化學(xué)”在決定分離選擇性方面起著至關(guān)重要的作用。這種選擇性主要由填料的物理和化學(xué)特性共同決定,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
一、填料的物理特性
1.基質(zhì)材料:
常見(jiàn)的基質(zhì)材料有硅膠和聚合物。硅膠基質(zhì)剛性大,不易溶脹,但需注意在高或低pH值下可能會(huì)溶解,多用于小分子分離。聚合物基質(zhì)剛性較小,孔結(jié)構(gòu)復(fù)雜,孔徑不均勻可能導(dǎo)致柱效不夠高,但其在整個(gè)pH范圍內(nèi)都較穩(wěn)定,且有機(jī)溶劑不會(huì)導(dǎo)致聚合物基質(zhì)溶脹,因此多用于大分子分離。
2.鍵合相(固定相、官能團(tuán)):
鍵合相的種類(lèi)和數(shù)量直接影響填料的選擇性。例如,C18鍵合相(即十八烷基硅烷,ODS)是一種常見(jiàn)的反相填料,其對(duì)非極性物質(zhì)具有較強(qiáng)的保留能力。此外,鍵合相的穩(wěn)定性也至關(guān)重要,它決定了填料在不同條件下的使用壽命。
3.形狀與粒度:
球形填料能夠降低柱壓,延長(zhǎng)色譜柱壽命,且重現(xiàn)性和高穩(wěn)定性較好。粒度較小的填料柱效較高,但會(huì)引起柱壓過(guò)高。因此,在選擇填料時(shí),需要權(quán)衡柱效和柱壓之間的關(guān)系。
4.孔徑與比表面積:
大孔的填料顆??梢匝娱L(zhǎng)溶質(zhì)大分子在填料表面滯留的時(shí)間,達(dá)到充分分離并改善峰形。而較小的孔徑則提供較高的比表面積,可用于較大的載荷量,并保留小的有機(jī)化合物。

二、填料的化學(xué)特性
1.極性封尾與極性嵌入:
極性封尾可以減小活性硅羥基與堿性基團(tuán)之間的離子交換作用,從而避免峰形拖尾現(xiàn)象。極性嵌入則可以增加填料與溶質(zhì)之間的相互作用力,提高分離選擇性。
2.碳載量(碳覆蓋率):
碳載量是指參與反應(yīng)的硅醇基數(shù)目占硅膠表面硅醇基總數(shù)的比例。反相色譜柱對(duì)小分子化合物的分離選擇性影響較大。一般來(lái)說(shuō),碳載量越高,填料對(duì)非極性物質(zhì)的保留能力越強(qiáng)。
3.pH值范圍:
填料的pH值穩(wěn)定性決定了其在不同條件下的適用范圍。例如,硅膠在堿性條件下易溶解,而鍵合相在酸性條件下易水解。因此,在選擇填料時(shí),需要考慮待分離物質(zhì)的pH值范圍以及填料的穩(wěn)定性。
4.溫度范圍:
填料的溫度穩(wěn)定性也是影響其選擇性的重要因素。一般來(lái)說(shuō),較高的柱溫能夠顯著降低色譜柱壓力并加快傳質(zhì)速率,進(jìn)而提高柱效。但需要注意的是,過(guò)高的溫度也可能導(dǎo)致填料結(jié)構(gòu)的破壞或性能下降。
反相色譜柱的填料化學(xué)通過(guò)其物理和化學(xué)特性共同決定了分離選擇性。在選擇填料時(shí),需要根據(jù)待分離物質(zhì)的性質(zhì)以及分離要求來(lái)綜合考慮這些因素,以達(dá)到理想的分離效果。
翻譯圖片