反相色谱柱的选择
反相 液相色谱柱 类型
反相液相色谱柱类型1.引言1.1 概述反相液相色谱（reversed-phase liquid chromatography, RP-LC）是指在液相色谱中使用极性流动相和非极性固定相的一种分离技术。
相比于传统的正相液相色谱，反相液相色谱更为常用，其应用领域涵盖了许多不同的样品类型和化学物质。
在反相液相色谱中，固定相通常由选择性的疏水性填料组成，而流动相则是一种较为极性的有机溶剂和水的混合物。
当样品在流动相中被注入柱子时，根据样品分子与固定相之间的相互作用力，不同成分将以不同的速率被分离。
这种分离的基本原理是根据分析物分子的极性差异来实现的。
反相液相色谱柱的选择也是非常重要的，不同类型的柱子具有不同的特点和分离效果。
例如，C18柱是最常用的反相液相色谱柱之一，其固定相表面上有十八个碳原子，对中等极性物质具有良好的分离效果。
另外，还有C8柱、C4柱等，它们根据碳原子数的不同而具有不同的分离能力。
总体而言，反相液相色谱柱是一种非常重要和广泛应用的色谱技术。
它在药物分析、环境监测、食品安全检测等领域发挥着重要的作用。
本文将详细介绍反相液相色谱柱的类型以及它们的特点和应用，希望能够为读者对该领域的了解提供一定的帮助。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来展开讨论反相液相色谱柱类型。
在引言部分，我们将首先进行概述，介绍反相液相色谱柱的基本概念和重要性。
接着，我们会详细说明全文的结构和组织方式，以便读者能够清楚地了解文章的整体框架。
最后，我们会明确阐述本文的目的，即为读者提供关于反相液相色谱柱类型的全面指南。
在正文部分，我们将分为两个主要要点进行讨论。
首先，我们将介绍反相液相色谱柱类型的基本原理和特点。
这个要点的主要目的是使读者了解反相液相色谱柱的工作原理和它们在分析化学中的应用。
接着，我们将详细介绍不同类型的反相液相色谱柱，例如C18、C8、Phenyl等。
我们将对每种类型的反相液相色谱柱进行描述和比较，以便读者能够理解它们之间的差异和选择适合自己的柱子。
有关物质方法开发色谱柱的筛选
有关物质方法开发色谱柱的筛选全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：色谱柱是色谱分析的重要组成部分，不同的色谱柱适用于不同的样品和分析要求。
对于特定的应用和分析需求，选择合适的色谱柱至关重要。
在物质方法开发中，合适的色谱柱可以提高分析效率和准确性，使分析结果更加可靠和准确。
本文将从色谱柱的选择和筛选等方面探讨物质方法开发中色谱柱的重要性和筛选方法。
色谱柱的选择是物质方法开发中的关键环节。
在选择色谱柱时，首先需要考虑样品的性质和分析要求。
对于极性样品，应选择具有不同极性相的色谱柱；对于非极性样品，应选择C18、C8等反相色谱柱。
还需考虑样品的分子大小和相对溶解度等因素，选择适合的色谱柱孔径和颗粒大小。
还需考虑分析条件（如流速、温度等）对色谱柱的影响，以确保色谱分离的准确性和稳定性。
在物质方法开发中，色谱柱的筛选是一个复杂而重要的过程。
需根据分析需求确定色谱柱的类型和特性，然后通过实验方法对多种色谱柱进行筛选。
在筛选过程中，可以采用不同的色谱方法（如高效液相色谱、气相色谱等）和不同的色谱柱类型（如反相色谱柱、离子交换色谱柱等），以获取最佳的色谱分离效果。
还需考虑色谱柱的耐受性和稳定性，以确保色谱柱在长期分析中的可靠性和耐用性。
物质方法开发中还需要考虑色谱柱的选择和筛选与样品准备和前处理等因素之间的关系。
对于不同的样品和分析要求，可能需要不同的样品前处理方法（如溶剂提取、固相萃取等），以获得所需的分析结果。
在进行色谱柱筛选时，还需考虑前处理方法对色谱分离的影响，以确保色谱分离的准确性和可靠性。
第二篇示例：色谱柱是色谱分析中至关重要的一部分，对于色谱技术的发展起着至关重要的作用。
选择合适的色谱柱对于色谱分析的准确性和稳定性有着至关重要的影响。
而如何开发并筛选出适合的色谱柱，也是一个需要认真研究的课题。
物质方法的开发在色谱柱的筛选中扮演着重要的角色，通过不同的物质方法，可以筛选出适合的色谱柱，从而提高色谱分析的性能和效果。
c18色谱柱的ph范围
c18色谱柱的ph范围C18色谱柱是常用的反相色谱柱之一，其表面上覆盖着具有疏水性质的碳链，能够有效分离非极性和中等极性的化合物。
在使用C18色谱柱时，了解其适用的pH范围是非常重要的。
以下是关于C18色谱柱pH范围的详细讨论。
1. C18色谱柱的pH范围C18色谱柱的pH范围通常是指其最适用的pH范围，也就是在这个范围内C18色谱柱的性能最佳。
一般来说，C18色谱柱的最适用pH范围为2-8。
在这个范围内，C18色谱柱能够提供良好的分离效果和稳定性。
2. pH的影响pH的变化会对C18色谱柱的性能产生一定的影响。
当pH值超过C18色谱柱最适用的pH范围时，柱子的性能可能会下降，导致分离不理想或柱子寿命缩短。
具体来说，当pH值过高时，C18色谱柱可能会发生碱解，表面碳链可能会脱落，导致分离效果不佳。
而当pH值过低时，C18色谱柱可能会发生酸解，柱子可能会发生损坏，导致分离效果不稳定。
3. pH适用范围的拓展尽管C18色谱柱的最适用pH范围为2-8，但实际应用中也有一些情况下需要超出这个范围。
为了满足这些需求，一些商家已经推出了适用于更广pH范围的C18色谱柱，例如pH范围为1-12的C18色谱柱。
这些特殊的C18色谱柱通常具有特殊的柱材和处理工艺，能够在更极端的pH条件下保持分离效果和稳定性。
4. pH稳定性当我们需要在特定的pH条件下使用C18色谱柱时，除了了解其适用的pH范围外，还需要考虑其pH稳定性。
柱子的pH稳定性指的是在特定的pH条件下，柱子能够保持较好的稳定性和寿命。
因此，在选择C18色谱柱时，应该考虑其pH稳定性是否能够满足实验需求。
总结：C18色谱柱的最适用pH范围一般为2-8，超出这个范围柱子的性能可能会下降。
尽管如此，一些特殊的C18色谱柱适用于更广的pH范围，可以满足特定实验需求。
在使用C18色谱柱时，需要仔细选择合适的pH条件，并考虑柱子的pH稳定性，以保证分离效果和柱子寿命。
中药制剂高效液相常见的色谱柱类型及其检测器类型
中药制剂高效液相常见的色谱柱类型及其检测器类型中药制剂高效液相常见的色谱柱类型包括C18、C8、Phenyl、CN、NH2等。
其中C18属于常规的反相色谱柱，适用于大多数化合物的分离；C8柱的分离效果较C18柱略差，但可以用于分离易失活的化合物；Phenyl柱可以增加由于芳香环与反相胶体间的作用而引起的选择性；CN柱比C18柱对亲水性化合物更为灵敏，适合分离极性化合物；NH2柱与CN柱相似，适于极性化合物的分离。
常见的检测器类型包括UV检测器、荧光检测器、电化学检测器和质谱检测器。
UV检测器是常见的检测器类型，根据样品吸收UV光谱特征进行定量或者鉴定；荧光检测器则根据荧光光谱特征进行检测，其对于化合物的灵敏度一般高于UV 检测器；电化学检测器包括阳极和阴极两种类型，可用于检测电化学反应产生的电信号，最常用的电化学检测器是电化学荧光检测器；质谱检测器则可以对化合物的结构进行进一步的确认和鉴定，其灵敏度和选择性都比较高。
色谱柱选择
氰基柱与C18柱都是以球形硅胶微粒（通过无孔硅胶聚集成）为基质，只不过氰基柱键合的有机分子中含有极性基团，吸附活性较空白硅胶低，常用于正相操作。
氰基柱能与某些含有双键的化合物发生选择性相互作用，因而对双键异构体或含有不等量双键的环状化合物有更好的分离能力。
所以在选择极性键合相的柱子中，氰基柱是首选。
氰基柱可用于非极性、弱极性和中等极性化合物分析，在反相模式下，其保留性弱于C18，但对强极性化合物的保留强于C18(C18基本不保留强极性化合物)。
氰基柱还可用于正相模式。
所以C18与氰基柱能够分析的化合物有一定的重合，但是两者的选择性有很大不同。
C18是目前适用范围最广的色谱柱，适用于非极性、弱极性和中等极性化合物分析，某些强极性化合物配合离子对流动相也可以用C18分析，C18为纯反相柱。
通常来说，化合物在正辛醇-水中的分配系数有一定差异，C18就能很好的分离它们。
氰基柱上有极性基团，所以它对化合物的极性相互作用的强弱是分离化合物的基础，一般，化合物上极性基团的种类、数量或位置有差异，往往就能在氰基柱上较好分离。
氨基和氰基柱的使用和保养氰基柱的使用和保养CN基柱作反相色谱，操作和维护和C18柱完全相同。
CN柱用于反相条件时，CN键会水解，尤其是在pH1.5-7.0范围以外，在极端酸性和碱性条件下柱寿命会下降很快，如果在这个条件下使用，需要清洗一下，也需要用10倍柱体积溶液冲洗，如下：95%水/5%乙腈、THF 四氢呋喃、95%乙腈/5%水并保持95%乙腈/5%水继续冲洗，以低流速0.2-0.5mL/min过夜冲洗。
在pH1.5-7.0条件时，也比较伤柱子，使用完以后要注意冲洗，可以参照上述方法，时间不需要那么长，可适当减少。
柱子使用一定时间后，柱效下降，老化，也可如正相时清洗一下柱子恢复柱性能，清洗时用10倍柱体积的下列溶液冲洗：95%水/5%乙腈THF四氢呋喃95%乙腈/5%水再走流动相即可。
CN柱用于正相使用时没什么问题，当柱子使用一定时间后，柱效下降，柱子老化，可清洗一下恢复柱性能。
色谱柱的选择
TSKgel SP-2SW
TSKgel CM-2SW
TSKgel DEAE-2SW
TSkgel BioAssist S
TSKgel BioAssist Q
分子尺寸排阻
<100,000
TSKgel G2000SW, SuperSW2000, G2500PWXL
TSKgel BioAssist G2SWXL
TSKgel G-Oligo-PW
<5,000
TSKgel G2500PW, SuperAW2500
<200,000
TSKgel G3000PW, SuperAW3000
<1,000,000
TSKgel G4000PW, SuperAW4000
<2,500,000
TSKgel G5000PW, SuperAW5000
色谱柱的选择
分离模式
分子量
TSK-GEL色谱柱
蛋白质
分子尺寸排阻
<100,000
TSKgel G2000SW, SuperSW2000, BioAssist G2SWXL
MW>10,000
<500,000
TSKgel G3000SW, SuperSW3000, BioAssist G3SWXL
<7,000,000
<2,000,000
TSKgel MultiporeHXL-M
<4,000,000
TSkgel G5000H, SuperHZ5000,α-5000, SuperAW5000
TSKgel GMH-L, -M, SuperHM-L, -N
<40,000,000
反相色谱柱的选择和使用 色谱柱如何操作
反相色谱柱的选择和使用色谱柱如何操作液相色谱的柱子通常分为正相柱和反相柱。
正相柱大多以硅胶为柱，或是在硅胶表面键合—CN,—NH3等官能团的键合相硅胶柱；反相柱填料紧要以硅胶为基质，在其表液相色谱的柱子通常分为正相柱和反相柱。
正相柱大多以硅胶为柱，或是在硅胶表面键合—CN,—NH3等官能团的键合相硅胶柱；反相柱填料紧要以硅胶为基质，在其表面键合非极性的十八烷基官能团（ODS）称为C18柱，其它常用的反相柱还有C8,C4,C2和苯基柱等。
另外还有离子交换柱，GPC柱，聚合物填料柱等。
下面介绍一下反相色谱柱的选择和使用：一、反相色谱柱的选择1.柱子的PH值使用范围反相柱优点是固定相稳定，应用广泛，可使用多种溶剂。
但硅胶为基质的填料，使用时确定要注意流动相的PH范围。
一般的C18柱PH值范围都在2—8，流动相的PH值小于2时，会导致键合相的水解；当PH值大于7时硅胶易溶解；常常使用缓冲液固定相要降解。
一旦发生上述情况，色谱柱人口处会塌陷。
同样填料各种不同牌号的色谱柱不尽相同。
假如流动相PH较高或常常使用缓冲液时，建议选择PH范围大的柱子，例如戴安公司的Acclaim柱PH2—9或Zorbax的PH2—11.5的柱子。
2.填料的端基封尾（或称封口）把填料的残余硅羟基接受封口技术进行端基封尾，可改善对极性化合物的吸附或拖尾；含碳量增高了，有利于不易保留化合物的分别；填料稳定性好了，组分的保留时间重现性就好。
假如待分析的样品属酸性或碱性的化合物，可以选用填料经端基封尾的色谱柱。
二、液相色谱柱的使用色谱柱在使用前，可以进行柱的性能测试，并将结果保存起来，作为今后评价柱性能变化的参考。
在做柱性能测试时要依照色谱柱出厂报告中的条件进行（出厂测试所使用的条件是较佳条件），只有这样，测得的结果才有可比性。
但要注意：柱性能可能由于所使用的样品、流动相、柱温等条件的差异而有所不同。
1、样品的前处理a、可以使用流动相溶解样品。
c18色谱柱的适用范围
c18色谱柱的适用范围
C18色谱柱是一种常见的反相色谱柱，它由硅胶为基质，表面覆盖十八烷基官能团（ODS）构成。
C18的碳链长度为18个碳原子，因此被称为“C18”。
C18色谱柱还具有很好的耐酸碱性和耐溶剂性，可以在pH2-9的范围内使用。
这种色谱柱具有高分离度、高灵敏度和高稳定性等优点，因此在许多领域中都有广泛的应用。
包括药物、食品添加剂、环境污染物、天然产物等。
它可以用于正相、反相、离子对和离子交换等多种色谱模式。
在反相色谱中，C18色谱柱可以用于分离非极性或弱极性的化合物，如脂肪酸、醇类、酮类、酯类等。
此外，C18色谱柱还可以用于分离含有不同官能团的化合物，如酚类、胺类、羧酸类等。
它还具有良好的热稳定性，可以在高温下使用。
这些优点使得C18色谱柱在实验室和工业领域中都得到了广泛应用。
C18色谱柱是一种非常实用且功能强大的色谱柱，适用于分析各种类型的有机化合物。
它在药物分析、食品安全检测、环境监测等领域都有着重要的应用价值。
随着科学技术的不断发展，C18色谱柱在未来仍将发挥重要作用。
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键合相硅胶基质填料
键合相(配体)：C18
端基封口基团
合成步骤：
残留硅羟基
1. 合成硅胶基质
2. 键合配体（键合相） 3. 端基封口
硅胶基质
端基封口(Endcapping)
• 在第一步主要的配体(C18)键合后，第二 步键合过程。目的是“覆盖”未反应的 硅羟基 • 使用小硅烷 (TMCS) • 降低硅羟基活性 (有利于碱性物质获得好 的峰形) • 在pH<2时，封口之短链烷基水解迅速
与带电硅羟基的离子交换作用
O-Si O-Si OO-Si O-Si + O- (CH ) HN 32 O-Si OO-Si O-Si O-Si OO--Si O-Si
流动相 pH < 3
+ HN (CH3 )
2
Si - OH
流动相 pH > 3
Si – O-
碱
碱
如何克服硅羟基作用？
• 七十与八十年代：
Waters 21,379
由于拖尾引起的灵敏度差异Symetry C18AU
他莫昔芬 0.25 g/mL
信噪比
Conventional C18
AU
11.0 6.5
5.00
10.00
Minutes
峰形对分辨率的影响
Rs = (tr Peak 2 – trPeak 1)/ 0.5 (w4.4% Peak 1 + w4.4% Peak2) Rs = (11.5-10.6)/ 0.5 (2.0 + 0.5) Rs = 0.72
2.3
µBondapak™ C18
选择性变化
Waters Spherisorb® ODS2
1.8
YMC J'sphere™ ODS–L80 Nucleosil® C18 YMC J'sphere™ ODS–M80 Hypersil® ODS YMC J'sphere™ ODS–H80 Nova-Pak® C18
• 所有原料的质量控制 • 填料生产过程控制 • 物理化学性质检验
– Characterization of Packing
• 高质量，有色谱意义测试实验
— 确保批次间重现性
小结
• 反相色谱填料的选择性与批次间重现性 与硅胶的质量及键合相的生产过程密切 相关 • 填料批次间重现性对方法长期之重复性 至关重要
色谱峰对称性的衡量方法
•USP 拖尾因子（Tailing Factor）: (a+ b) T＝ 2a •不对称因子
a
b
峰高之5 %处
由于拖尾引起的积分误差
T = 1.58 T = 1.00 峰面积回收率 99.9 % 99.8 % 99.6 % 峰面积回收率 97.8 % 95.3 % 92.3 %
为什么这些硅胶反相C18填料如此不同？
• 色谱测试结果显示：
– 疏水性不同 – 残留硅羟基活性不同
• 为什么？
– 不同 C18配体键合水平（状况）
• 配体密度
– 不同硅胶颗粒基质
• 密度，表面积，孔径
• 纯度
2.8
色谱柱选择性比较表
Waters Spherisorb® ODS1 Resolve® C18
对HPLC色谱柱的要求
• 合适的选择性 • 良好的色谱峰形 重现性
– 色谱柱间重现性 – 批次间重现性
• 宽应用范围
为什么重现性如此重要？
• • • • 重现性是液相色谱分析的基本要求 缺乏重现性是用户最担心的问题 加快方法验证(Validation)的速度 更容易传递方法
– instrument-to-instrument, and lab-to-lab
对HPLC色谱柱的要求
• 合适的选择性 • 良好的色谱峰形 • 宽应用范围
–分析速度 –温度范围 –pH 范围
– 容忍碱性物质拖尾现象存在，使用流动相 改性剂改善色谱峰形
• 九十年代以后：
– 改进反相色谱填料颗粒技术，降低不尽人 意的硅羟基相互作用，内嵌极性基团技术
小结：
• 色谱峰形的好坏是准确定量的决定 因素 • 新型内嵌极性基团技术、杂化颗粒 技术能够有效地改善色谱峰峰形。 • 高纯度硅胶填料的色谱柱具有优异 的色谱峰形。
5
15
25 Minutes
35
45
何种原因导致不好的峰形？
以碱性物质为例
硅胶颗粒中金属离子的浓度
硅醇（羟）基与碱性物质之相互作用
混合模式保留机理：
与键合相碳链的疏水相互作用
O-Si O-Si OH O-Si O-Si OH O-Si OH O-Si O-Si O-Si OH O-Si O-Si
注意：基线分离的分辨率 = 1.5
0
5
10 Minutes
15
20
25
何种原因导致不好的峰形？
以碱性物质为例
硅胶颗粒中金属离子的浓度
硅醇（羟）基与碱性物质之相互作用
金属离子浓度对色谱峰形的影响
Symmetry® C18 Al conc.< 10 ppm
TF USP = 1.9
Nova-Pak® C18 Amitriptyline Al conc.= ~375 ppm TF USP = 6.4
– 定量精度、灵敏度与分辨率 – 两项改善色谱峰形的新技术
• 重现性 • 宽应用范围
对称峰形的益处
• 更准确与精确的定量结果
– 纯度分析 – 稳定性分析
• 更高的灵敏度
– 更好的检出限与定量限（LOD and LOQ） – 对低浓度杂质有更强的检测能力
• 更强的分辨能力 -更好的分辨率
– 更有利于相邻色谱峰的分离
疏水性增加
1 1.5 2 2.5
-0.2 3 3.5
(ln [k] acenaphthene)
小结：
• 填料的疏水性以及残留硅羟基活性是决 定色谱柱选择性的重要因素，因此，在 选择色谱柱时应充分了解填料的性质。 • 色谱柱选择性比较表对合适色谱柱的选 择具有指导意义。
对HPLC色谱柱的要求
• 合适的选择性 良好的色谱峰形
(ln [a] amitriptyline/acenaphthene)
1.3
0.8
硅羟基活性 降低
Hypersil® BDS C18
YMC-Pack™ ODS–AQ™
Kromasil® C18
YMC-Pack™ Pro C18™
Inertsil® ODS-3
0.3
Inertsil® ODS-2 Symmetry® C18
反相色谱柱的选择 Waters Asia Ltd.
内容简介
• 合适的选择性 • 色谱峰之对称性 • 重现性
– 柱间与批次间之重现性（Column-to-Column vs. Batch-to-Batch） – Waters色谱柱质量控制（Certificate of Analysis） – Waters 方法认证包（Method Validation Kit
• 确保长期符合认证及系统适应性等要求
— 更容易符合法规要求
柱间重现性与批次间重现性的区别
• 同一批次合成的填料—色谱柱之间的重现性 – 柱床填充质量控制
• 塔板数 • 色谱峰对称性 • 反压
– 无选择性差异 • 不同批次合成的填料—色谱柱批次间重现性 – 颗粒的物理性质 – 表面之化学性质
Waters — 严格的质量控制
• 高性能与宽适用范围
对HPLC色谱柱的要求
合适的选择性
– 满足不同的分离要求
• 良好的色谱峰形 • 重现性 • 宽应用范围
C18 填料的合成
传统硅胶颗粒基质
合成步骤： 1. 合成硅胶基质 2. 键合配体（键合相） 3. 端基封口
Polyethoxysilane (PEOS)
Tetraethoxysilane (TEOS)