固定相种类
HPLC中固定相和流动相
HPLC中固定相和流动相在色谱分析中,如何选择最佳的色谱条件以实现最理想分离,是色谱工作者的重要工作,也是用计算机实现HPLC分析方法建立和优化的任务之一。
以下是填料基质、化学键合固定相和流动相的性质及其选择。
一、基质(担体)HPLC填料可以是陶瓷性质的无机物基质,也可以是有机聚合物基质。
无机物基质主要是硅胶和氧化铝,无机物基质刚性大,在溶剂中不容易膨胀;有机聚合物基质主要有交联苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯,有机聚合物基质刚性小、易压缩,溶剂或溶质容易渗入有机基质中,导致填料颗粒膨胀,结果减少传质,最终使柱效降低。
1、基质的种类:1)硅胶硅胶是HPLC填料中最普遍的基质。
除具有高强度外,还提供一个表面,可以通过成熟的硅烷化技术键合上各种配基,制成反相、离子交换、疏水作用、亲水作用或分子排阻色谱用填料。
硅胶基质填料适用于广泛的极性和非极性溶剂。
缺点是在碱性水溶性流动相中不稳定。
通常,硅胶基质的填料推荐的常规分析pH范围为2~8。
硅胶的主要性能参数有:①平均粒度及其分布。
②平均孔径及其分布,与比表面积成反比。
③比表面积:在液固吸附色谱法中,硅胶的比表面积越大,溶质的k值越大。
④含碳量及表面覆盖度(率):在反相色谱法中,含碳量越大,溶质的k值越大。
⑤含水量及表面活性:在液固吸附色谱法中,硅胶的含水量越小,其表面硅醇基的活性越强,对溶质的吸附作用越大。
⑥端基封尾:在反相色谱法中,主要影响碱性化合物的峰形。
⑦几何形状:硅胶可分为无定形全多孔硅胶和球形全多孔硅胶,前者价格较便宜,缺点是涡流扩散项及柱渗透性差,后者无此缺点。
⑧硅胶纯度:对称柱填料使用高纯度硅胶,柱效高,寿命长,碱性成份不拖尾。
2)氧化铝具有与硅胶相同的良好物理性质,也能耐较大的pH范围。
它也是刚性的,不会在溶剂中收缩或膨胀。
但与硅胶不同的是,氧化铝键合相在水性流动相中不稳定。
不过现在已经出现了在水相中稳定的氧化铝键合相,并显示出优秀的pH稳定性。
HPLC中固定相和流动相
HPLC中固定相和流动相在色谱分析中，如何选择最佳的色谱条件以实现最理想分离，是色谱工作者的重要工作，也是用计算机实现HPLC分析方法建立和优化的任务之一。
以下是填料基质、化学键合固定相和流动相的性质及其选择。
一、基质（担体）HPLC填料可以是陶瓷性质的无机物基质，也可以是有机聚合物基质。
无机物基质主要是硅胶和氧化铝，无机物基质刚性大，在溶剂中不容易膨胀；有机聚合物基质主要有交联苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯，有机聚合物基质刚性小、易压缩，溶剂或溶质容易渗入有机基质中，导致填料颗粒膨胀，结果减少传质，最终使柱效降低。
1、基质的种类：1）硅胶硅胶是HPLC填料中最普遍的基质。
除具有高强度外，还提供一个表面，可以通过成熟的硅烷化技术键合上各种配基，制成反相、离子交换、疏水作用、亲水作用或分子排阻色谱用填料。
硅胶基质填料适用于广泛的极性和非极性溶剂。
缺点是在碱性水溶性流动相中不稳定。
通常，硅胶基质的填料推荐的常规分析pH范围为2～8。
硅胶的主要性能参数有：①平均粒度及其分布。
②平均孔径及其分布，与比表面积成反比。
③比表面积：在液固吸附色谱法中，硅胶的比表面积越大，溶质的k值越大。
④含碳量及表面覆盖度（率）：在反相色谱法中，含碳量越大，溶质的k值越大。
⑤含水量及表面活性：在液固吸附色谱法中，硅胶的含水量越小，其表面硅醇基的活性越强，对溶质的吸附作用越大。
⑥端基封尾：在反相色谱法中，主要影响碱性化合物的峰形。
⑦几何形状：硅胶可分为无定形全多孔硅胶和球形全多孔硅胶，前者价格较便宜，缺点是涡流扩散项及柱渗透性差，后者无此缺点。
⑧硅胶纯度：对称柱填料使用高纯度硅胶，柱效高，寿命长，碱性成份不拖尾。
2）氧化铝具有与硅胶相同的良好物理性质，也能耐较大的pH范围。
它也是刚性的，不会在溶剂中收缩或膨胀。
但与硅胶不同的是，氧化铝键合相在水性流动相中不稳定。
不过现在已经出现了在水相中稳定的氧化铝键合相，并显示出优秀的pH稳定性。
气固相色谱填充柱
我们知道色谱柱奋力的基本原理是试样组分通过 色谱柱时与填料之间发生相互作用，这种相互作 用大小的差异使各组分互相分离而按先后次序从 色谱柱流出。我们把色谱柱内不移动，起分离作 用的填料称为固定相。气固色谱柱填充柱常采用 固体物质作为固定相。这些固体固定相包括具有 吸附活性的无机吸附剂、高分子多孔微球和表面 被化学键合的固体物质等。下面介绍这几种物质
种类
（一）、无机吸附剂 1、硅胶 2、氧化铝 3、碳素 4、分子筛 （二）、高分子多空小球 （三）、化学键合固定相 1、硅氧烷型 2、硅脂型 3、硅碳型
（一）无机吸附剂
1、硅胶 硅胶是一种氢键型的强极性固体吸附剂，其化学组成为SiO2· nH2O。 品种有细孔硅胶、粗孔硅胶和多孔硅球等，气相色谱2S、SF6、 CF2Cl2以及C1~C4烷烃等物质。 2、氧化铝 氧化铝有五种不同的晶型，气相色谱常用的只要是γ型，具有中等极 性，重要用语分析C1~C4烃类及其异构体，在低温也能用于分离氢的 同位素。 3、碳素 碳素是一乐非极性的固体吸附剂，用于分析永久性气体和低沸点烃类。 4、分子筛 分子筛是一类人工合成的硅酸盐，分子筛具有均匀分无的孔穴，其大 小取决于M金属离子的半径和其在硅吕构架上的上的位置，主要用于 分离H2、O2、N2、CO、CH4以及低温下分析惰性气体。
（二）高分子多孔小球
苯乙烯和二乙烯基苯的交联共聚物或其他共聚物的多孔小球，可作为 气固色谱的固定相直接使用，也可作为气液色谱的载体。引入不同极 性官能团后，可构成非极性、中等极性和强极性等不同种类的高分子 多孔小球。 主要优点有 ①吸附活性低 ②对含羟基的化合物具有相对低的亲和力 ③可选择范围大
（三）化学键合固定相
1、硅氧烷型 是以有机氯硅烷或有机烷氧基硅烷与载体表面硅醇基反应生成Si-O-Si 键合相。这种键的最大特点是稳定性好。在气相色谱和液相色谱中广 泛使用 2、硅脂型 通常利用扩孔后的硅珠表面羟基与醇类的酯化反应生成Si-O-C键合相。 这种键合相在一定条件下有水解和醇解的可能性，热稳定性比硅氧烷 型较差 3、硅碳型 将载体表面的硅醇基用SiCl4等氯化后，再与有机锂或格式试剂反应 可制得Si-C键合相。这样制备出的键合相，戚最大特点是对极性溶剂 不起分解作用，耐高温。
HPLC中的手性固定相
经典手性固定相
• 配体交换型手性固定相：
经典手性固定相
• 配体交换型手性固定相：
– 配体结合型的手性固定相主要用于生物相关性 物质的手性分离，如氨基酸和羟基酸。只有那 些具有2个或以上可供螯合的基团的对映体， 才能在这一类固定相上分离。 – 常见的金属离子，有Cu（II）、Zn（II）、Ni （II）等，其中以Cu（II）为多用，Zn（II）分 离含羟基的氨基酸效果最好。 – 如分子结构中含有芳香基团或杂原子时，分离 情况会有所不同。
经典手性固定相
• 环糊精型手性固定相：
经典手性固定相
• 环糊精型手性固定相：
– 大多数环糊精手性固定相只适用于反相色谱， 分可以被用于正 相色谱，如Cyclobond I RN或SN，因其可作为 π电子供体，具有π电子接受能力的被分析物可 以正相色谱的方式保留在这种手性固定相上。
经典手性固定相
• 人工合成多聚体型手性固定相：
– 通过加聚反应制备的含手性基团的线性聚合单 螺旋聚丙烯酸酯和聚（甲基）丙烯酰胺，是这 类手性固定相的主要代表，最早的该类手性固 定相是1979年合成的单螺旋三苯甲基-甲基丙 烯酸酯。 – 螺旋形是该类固定相产生手性识别能力的主要 原因，碳水化合物、醚类、胺类、卤化物和有 机含磷化合物都有在该类固定相上分离的成功 例子。
经典手性固定相
• Pirkle型手性固定相：
– Pirkle型手性固定相最早于1970年代末由Pirkle课题组 研制。该类手性固定相是将小分子手性选择物质键合 到固体载体（如硅胶）上得到，通常被称作Pirkle型、 刷型或π电子给予或π电子接受型手性固定相。 – 刷型固定相的手性分子主要分布在惰性基质的表面， 容易接触到被分析物质。在被分离物与固定相间的主 要相互作用是π-π相互作用，同时也存在其他类型的相 互作用，如氢键、偶极-偶极作用、空间位阻等。 – 由于良好的载样能力，Pirkle型固定相非常适用于临床 前少量药物的HPLC手性分离制备。
液相色谱的固定相与流动相
不同固定相的选择与优势
C18
适用于中极性非极性化合物，适用于医药化 学等领域。
手性
可以实现大量手性化合物的分离，广泛应用 于制药、医药等领域。
芳香族
由于分子间的π-π堆积作坊，固定相表面可 以容纳一定分子体积。主要用于分离芳香族 或含芳香族结构物质。
离子交换
适用于分离具有离子性的化合物和混合物。
常见的流动相
液相色谱的固定相与流动 相
液相色谱（Liquid Chromatography）是一种高效、分辨率较高、适用于大多 数分子的分离技术。本文将介绍液相色谱的固定相和流动相。
固定相的介绍
作用
固定相是固定在色谱柱中的一种材料。它的 主要作用是提供一个分离的平台。
种类
常见的固定相有C18、C8、芳香族、离子交 换、手性等，不同的固定相分离作用不一样。
选择因素
在选择固定相时需要考虑分离物的化学性质 和分子结构，以及分离柱的长度和直径等。
优势
固定相具有高分离效率、高分离分辨率、操 作简单、时间短、试剂消耗小等优点。
流动相的 按一定比例调配而成。
种类
常见的流动相种类有水、有机 溶剂、盐酸等，不同种类的流 动相适用于不同的分离柱。
3 环境领域
4 化工领域
适用于环境污染物分析、有机化合物测定、 微量元素测定等。
分离和纯化有机化学品、研究石油化工原 料和煤化学反应机理等。
总结与展望
液相色谱是一种高效、分辨率较高的分离技术，应用领域较广。未来液相色谱技术将更好地结合质谱， 等离子体及纳米技术，应用的领域将更加广泛和深入。
作用
流动相可以作为分离物在色谱 柱中移动的载体，通过改变流 动相的性质，对分离物产生分 离作用。
色谱柱固定相
色谱柱固定相色谱柱固定相，是指固定在色谱柱内壁的化学元素或化合物。
固定相是色谱分离的关键之一，对色谱柱的分离性能有着重要的影响。
一、固定相种类1.硅胶固定相硅胶固定相是一种常见的无定型材料，在色谱柱中的应用比较广泛。
硅胶固定相具有强吸附性和选择性，特别是对极性化合物的分离具有良好的效果。
2.聚合物固定相聚合物固定相是以聚合物为基础，利用交联网络固定在色谱柱内壁上。
聚合物固定相具有化学惰性、热稳定性好、强度高等特点，适用于分离非极性和弱极性化合物。
3.矽胶固定相矽胶固定相是一种常见的亲水性固定相。
它是以硅酸酯为基础，固定在色谱柱内壁。
矽胶固定相具有化学稳定性、亲水性强、表面积大等特点，适用于分离极性化合物。
4.金属氧化物固定相金属氧化物固定相是一种具有吸附性和离子交换性质的固定相。
金属氧化物固定相的种类较多，如氧化硅、氧化铝等。
金属氧化物固定相具有射电稳定性好、化学稳定性及选择性强等特点，适用于分离有机物和无机物的混合物。
二、固定相的选择1.选择合适的固定相在进行色谱分离时，首先需要选择一种适合的固定相。
一般来说，根据待分离的样品，选用具有良好的结构选择性及物化功能的固定相，以达到最佳分离效果。
2.考虑固定相容性在选择固定相时，还需要考虑固定相的稳定性和兼容性。
若固定相与待分离的目标物质具有反应性，会导致固定相的损坏和失活。
因此需要选择稳定性强、兼容性好的固定相。
3.考虑初始状态在选择固定相的同时，需要考虑固定相的初始状态。
不同种类的固定相具有不同的初始状态，如表面积、孔径大小、表面活性等。
对于一些需要实现特殊的色谱分离机制的分析，选择具有特定表面活性的固定相能够更好地提高分离效果。
总之，选择一种合适的固定相是影响色谱分离效率的重要因素。
根据不同的分析原理和待分离的目标物质，合理选择固定相可以达到最佳的分离效果。
气相色谱固定相的分类
气相色谱固定相的分类气相色谱（GC）是一种业界常见并且广泛应用的分离技术。
它通过分离和测量混合物中的各种化合物，为分析师提供了快速准确的结果。
而在气相色谱中，固定相是至关重要的组成部分。
固定相的种类多样，根据其化学性质和结构可以进行分类。
以下是对气相色谱固定相的分类的介绍。
1. 极性固定相极性固定相是指具有较高极性的材料，它们具有与样品分子间较强的相互作用能力。
这种相互作用主要是通过极性分子之间的氢键、范德华力和离子吸附等形式实现的。
极性固定相适用于分离极性化合物，如酸、酮、醇、醚等。
常见的极性固定相包括聚酯、聚醚、脲类化合物等。
2. 非极性固定相非极性固定相是指具有较低极性或无极性的材料，它们与样品分子间的相互作用能力较弱。
相对于极性固定相来说，非极性固定相更适用于分离非极性或弱极性化合物。
这些化合物通常在溶剂中具有较高的溶解度，并且在非极性固定相上更容易被保留。
常见的非极性固定相包括聚硅氧烷、聚烯烃、聚环烷化合物等。
3. 混合固定相除了单一的极性或非极性固定相外，还存在一种混合固定相，它由不同种类的功能相组成。
混合固定相的使用可以扩展色谱柱的应用范围，以适应更广泛的样品分离需求。
常见的混合固定相包括极性固定相与非极性固定相的组合，如聚酯-聚硅氧烷混合物、聚醚-聚硅氧烷混合物等。
4. 亲水性固定相亲水性固定相是一种特殊的固定相，它具有较高的亲水性，可以用于分离极性化合物。
对于极性化合物而言，在亲水性固定相上保留的时间较短，而对于非极性化合物而言，保留时间则较长。
亲水性固定相的特殊性使得它在分析水溶性、极性药物等方面发挥了重要作用。
在气相色谱中，选择合适的固定相对于样品分离具有至关重要的意义。
通过对气相色谱固定相的分类，我们可以更好地理解固定相的特点和适用范围，从而优化分析方法并获得更准确的结果。
在今后的研究中，随着技术的不断发展，新的固定相材料也将被不断研发和应用，为分析领域带来更多的可能性。
高效液相色谱固定相和流动相
高压液相色谱HPLC培训教程(六)IV．固定相和流动相在色谱分析中，如何选择最佳的色谱条件以实现最理想分离，是色谱工作者的重要工作，也是用计算机实现HPLC分析方法建立和优化的任务之一。
本章着重讨论填料基质、化学键合固定相和流动相的性质及其选择。
一、基质（担体）HPLC填料可以是陶瓷性质的无机物基质，也可以是有机聚合物基质。
无机物基质主要是硅胶和氧化铝。
无机物基质刚性大，在溶剂中不容易膨胀。
有机聚合物基质主要有交联苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯。
有机聚合物基质刚性小、易压缩，溶剂或溶质容易渗入有机基质中，导致填料颗粒膨胀，结果减少传质，最终使柱效降低。
1．基质的种类1）硅胶硅胶是HPLC填料中最普遍的基质。
除具有高强度外，还提供一个表面，可以通过成熟的硅烷化技术键合上各种配基，制成反相、离子交换、疏水作用、亲水作用或分子排阻色谱用填料。
硅胶基质填料适用于广泛的极性和非极性溶剂。
缺点是在碱性水溶性流动相中不稳定。
通常，硅胶基质的填料推荐的常规分析pH范围为2~8。
硅胶的主要性能参数有：①平均粒度及其分布。
②平均孔径及其分布。
与比表面积成反比。
③比表面积。
在液固吸附色谱法中，硅胶的比表面积越大，溶质的k值越大。
④含碳量及表面覆盖度（率）。
在反相色谱法中，含碳量越大，溶质的k值越大。
⑤含水量及表面活性。
在液固吸附色谱法中，硅胶的含水量越小，其表面硅醇基的活性越强，对溶质的吸附作用越大。
⑥端基封尾。
在反相色谱法中，主要影响碱性化合物的峰形。
⑦几何形状。
硅胶可分为无定形全多孔硅胶和球形全多孔硅胶，前者价格较便宜，缺点是涡流扩散项及柱渗透性差；后者无此缺点。
⑧硅胶纯度。
对称柱填料使用高纯度硅胶，柱效高，寿命长，碱性成份不拖尾。
2）氧化铝具有与硅胶相同的良好物理性质，也能耐较大的pH范围。
它也是刚性的，不会在溶剂中收缩或膨胀。
但与硅胶不同的是，氧化铝键合相在水性流动相中不稳定。
不过现在已经出现了在水相中稳定的氧化铝键合相，并显示出优秀的pH稳定性。
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L38:水溶性甲基丙烯酸酯基质SEC色谱柱工作站work station固定相stationary phase固定液stationary liquid载体support柱填充剂column packing化学键合相填充剂chemically bonded phase packing薄壳型填充剂pellicular packing多孔型填充剂porous packing吸附剂adsorbent离子交换剂ion exchanger基体matrix载板support plate粘合剂binder流动相mobile phase洗脱(淋洗)剂eluant，eluent展开剂developer等水容剂isohydric solvent改性剂modifier显色剂color [developing] agent死时间t0，dead time保留时间tR，retention time调整保留时间t’R，adjusted retention time死体积V0，dead volume保留体积vR，retention volume调整保留体积v’R，adjusted retention volume柱外体积Vext，extra-column volune粒间体积V0，interstitial volume(多孔填充剂的)孔体积VP，pore volume of porous packing液相总体积Vtol，total liquid volume洗脱体积ve，elution volume流体力学体积vh，hydrodynamic volume相对保留值ri.s，relative retention value分离因子α，separation factor流动相迁移距离dm，mobile phase migration distance流动相前沿mobile phase front溶质迁移距离ds，solute migration distance比移值Rf，Rf value高比移值hRf，high Rf value相对比移值Ri.s，relative Rf value保留常数值Rm，Rm value板效能plate efficiency折合板高hr，reduced plate height分离度R，resolution液相载荷量liquid phase loading离子交换容量ion exchange capacity负载容量loading capacity渗透极限permeability limit排除极限Vh，max，exclusion limit拖尾因子T，tailing factor柱外效应extra-column effect管壁效应wall effect间隔臂效应spacer arm effect边缘效应edge effect斑点定位法localization of spot放射自显影法autoradiography原位定量in situ quantitation生物自显影法bioautography归一法normalization method内标法internal standard method外标法external standard method叠加法addition method普适校准(曲线、函数) calibration function or curve [function]谱带扩展(加宽) band broadening(分离作用的)校准函数或校准曲线universal calibration function or curve [of separation]加宽校正broadening correction加宽校正因子broadening correction factor溶剂强度参数ε0，solvent strength parameter洗脱序列eluotropic series洗脱(淋洗) elution等度洗脱gradient elution梯度洗脱gradient elution(再)循环洗脱recycling elution线性溶剂强度洗脱linear solvent strength gradient 程序溶剂programmed solvent程序压力programmed pressure程序流速programmed flow展开development上行展开ascending development下行展开descending development双向展开two dimensional development环形展开circular development离心展开centrifugal development向心展开centripetal development径向展开radial development多次展开multiple development分步展开stepwise development连续展开continuous development梯度展开gradient development匀浆填充slurry packing停流进样stop-flow injection阀进样valve injection柱上富集on-column enrichment流出液eluate柱上检测on-column detection柱寿命column life柱流失column bleeding显谱visualization活化activation反冲back flushing脱气degassing沟流channeling过载overloading色谱图chromatogram色谱峰chromatographic peak峰底peak base峰高h，peak height峰宽W，peak width半高峰宽Wh/2，peak width at half height峰面积A，peak area拖尾峰tailing area前伸峰leading area假峰ghost peak畸峰distorted peak反峰negative peak拐点inflection point原点origin斑点spot区带zone复班multiple spot区带脱尾zone tailing基线base line基线漂移baseline drift基线噪声N，baseline noise统计矩moment一阶原点矩γ1，first origin moment二阶中心矩μ2，second central moment三阶中心矩μ3，third central moment液相色谱法liquid chromatography，LC液液色谱法liquid liquid chromatography，LLC 液固色谱法liquid solid chromatography，LSC 正相液相色谱法normal phase liquid chromatography反相液相色谱法reversed phase liquid chromatography，RPLC柱液相色谱法liquid column chromatography高效液相色谱法high performance liquid chromatography，HPLC尺寸排除色谱法size exclusion chromatography，SEC凝胶过滤色谱法gel filtration chromatography凝胶渗透色谱法gel permeation chromatography，GPC亲和色谱法affinity chromatography离子交换色谱法ion exchange chromatography，IEC 离子色谱法ion chromatography离子抑制色谱法ion suppression chromatography离子对色谱法ion pair chromatography疏水作用色谱法hydrophobic interaction chromatography制备液相色谱法preparative liquid chromatography 平面色谱法planar chromatography纸色谱法paper chromatography薄层色谱法thin layer chromatography，TLC高效薄层色谱法high performance thin layer chromatography，HPTLC浸渍薄层色谱法impregnated thin layer chromatography凝胶薄层色谱法gel thin layer chromatography离子交换薄层色谱法ion exchange thin layer chromatography制备薄层色谱法preparative thin layer chromatography薄层棒色谱法thin layer rod chromatography液相色谱仪liquid chromatograph制备液相色谱仪preparative liquid chromatograph凝胶渗透色谱仪gel permeation chromatograph涂布器spreader点样器sample applicator色谱柱chromatographic column棒状色谱柱monolith column monolith column微粒柱microparticle column填充毛细管柱packed capillary column空心柱open tubular column微径柱microbore column混合柱mixed column组合柱coupled column预柱precolumn保护柱guard column预饱和柱presaturation column浓缩柱concentrating column抑制柱suppression column薄层板thin layer plate浓缩区薄层板concentrating thin layer plate荧光薄层板fluorescence thin layer plate反相薄层板reversed phase thin layer plate梯度薄层板gradient thin layer plate烧结板sintered plate展开室development chamber往复泵reciprocating pump注射泵syringe pump气动泵pneumatic pump蠕动泵peristaltic pump检测器detector微分检测器differential detector积分检测器integral detector总体性能检测器bulk property detector溶质性能检测器solute property detector(示差)折光率检测器[differential] refractive index detector荧光检测器fluorescence detector紫外可见光检测器ultraviolet visible detector电化学检测器electrochemical detector蒸发(激光)光散射检测器[laser] light scattering detector光密度计densitometer薄层扫描仪thin layer scanner柱后反应器post-column reactor体积标记器volume marker记录器recorder积分仪integrator馏分收集器fraction collector。