c型硅膠

硅膠柱硅膠

硅膠在色譜技術(shù)中應(yīng)用最廣，其在效率、硬度及性能方面均優(yōu)于其他填料。硅膠填料分為A，B及C3種類型。A型硅膠為最早的通用型色譜填料，通常被金屬污染，不適用于親水作用色譜（HILIC）；B型硅膠為球形顆粒，金屬雜質(zhì)含量低，在中性到高pH(至少pH 9)范圍內(nèi)相對穩(wěn)定；C型硅膠為“氫化硅膠”，與經(jīng)典的硅膠在化學(xué)結(jié)構(gòu)方面有很大不同，經(jīng)典硅膠表面主要為極性硅醇基(Si—OH)，而C型硅膠表面主要為硅一氫(Si—H)基團(tuán)，用“含水正相”(aqueous normal phase，ANP)描述在此類硅膠相上的分離，與“經(jīng)典的”HILIC分離區(qū)別，然而ANP通常被認(rèn)為是替代HILIC的另一名詞。C型硅膠極性較低，對水的吸附少，不僅改善了保留的重現(xiàn)性，而且為HILIC中弱極性化合物的分離提供了新的選擇性。除了這些最初主要用于非水流動相中的硅膠外，其他專門用于水有機(jī)流動相的硅膠材料具有較少的表面硅醇基，如Atlantis HIUC Silica，是當(dāng)前HILIC應(yīng)用中最常用的固定相。也有核一殼表面多孔顆粒(Halo)及未衍生的亞乙基橋雜化(BEH)顆粒用于HILIC分離的報(bào)道。商品化的硅膠填料在純度上有所不同，取決于制備技術(shù)。因此，不同廠家的硅膠柱在保留性能、柱效及峰形上有很大差異，但具有相似的選擇性。

硅膠表面含有Si—OH和硅氧烷(Si—O—Si)兩種基團(tuán)。Si—OH為強(qiáng)吸附點(diǎn)，而Si一0一Si具有疏水性。盡管HILIC概念于1990年提出，但早在20世紀(jì)80年代，這種以未鍵合硅膠為色 柱，采用反相流動相的色譜模式已用于堿性化合物的分離，并提出該色譜模式下堿性化合物在硅膠柱上的保留存在離子交換機(jī)理。以未鍵合硅膠為色譜柱的HILIC中分析物保留主要受兩種作用控制，(1)固定相表面富水層與疏水性更強(qiáng)的流動相之間的分配作用，(2)與固定相上薄層水之間的氫鍵作用 。

硅膠柱分離機(jī)理

HILIC的分離機(jī)理仍存在著爭議，普遍認(rèn)為，在水有機(jī)流動相中，溶質(zhì)在硅膠柱上的HILIC保留機(jī)理較復(fù)雜，包括分配作用、離子交換、氫鍵作用和靜電作用，甚至包括在低有機(jī)溶劑濃度時(shí)與Si—O—Si疏水作用的反相保留。后來一些學(xué)者也證實(shí)了HILIC模式下堿性化合物在硅膠柱上的復(fù)雜保留機(jī)理?？偟膩碚f，HILIC保留機(jī)理主要取決于分析物的 質(zhì)、流動相組成及色譜柱特性，這種復(fù)雜機(jī)理會導(dǎo)致相同固定相對不同溶質(zhì)的保留表現(xiàn)出較大差異。

當(dāng)前，HILIC保留機(jī)理仍是色譜界的研究熱點(diǎn)。一些作者通過考察不同性質(zhì)化合物在不同HILIC色譜柱上的保留行為，進(jìn)一步揭示及確證HILIC保留機(jī)理。如McCalley考察了中性、強(qiáng)酸性及強(qiáng)堿性化合物在硅膠、酰胺柱、二醇基柱及兩性離子柱上的保留行為，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)HILIC機(jī)理非常復(fù)雜，包括分配、吸附、離子作用及疏水作用。當(dāng)水含量較高時(shí)，對于大多數(shù)極性溶質(zhì)常觀察到logk與水相體積分?jǐn)?shù)之間呈線性關(guān)系，但Jin及其合作者考察了核苷在6種不同極性固定相包3種硅膠柱(Atlantis HILIC silica，Venusil HILIC及BEH HILIC)及3種合成固定相上保留隨流動相中水含量的變化，腺苷無論用分配模型還是吸附模型在6根色譜柱上都不存在線性關(guān)系。他們提出了HILIC中描述極性溶質(zhì)保留行為的新方程式：

Ink=a blnC_B cC_B

式中C_B為流動相中水相體積分?jǐn)?shù)。常數(shù)口與溶質(zhì)的分子體積相關(guān)，b與溶質(zhì)一固定相作用有關(guān)，c與溶質(zhì)及溶劑之間作用能有關(guān)。該模型說明了HIHC中溶質(zhì)保留是一個(gè)復(fù)雜工程，不完全是受一種機(jī)理控制(如分配或吸附)，以哪一種機(jī)理為主則取決于溶質(zhì)的性質(zhì)、極性固定相性質(zhì)及流動相組成 。