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液相色譜固定相分類的具體解析

[2013/1/15]

　　液相色譜固定相一般分為5種類型，這五種不同的固定相又將液相色譜分為各具特色的液相色譜。

　　1.正相色譜

　　八十年代初，人們使用的正相色譜固定相硅膠和吡啶硫氰酸鎳鹽的絡(luò)合物晶體能與芳香族化合物形成包合物用于分離芳香族含氮異構(gòu)體和膽甾醇晶體。已有人[1]將焦炭吸附劑作為填料和鍵合硅膠作過比較并研究其熱力學(xué)機(jī)理。具有離子化或非離子化功能團(tuán)的大孔聚合物也開始應(yīng)用于液相色譜，這些聚合物在整個(gè)酸堿范圍內(nèi)穩(wěn)定，其中一個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)溶劑改變時(shí)，它們會(huì)熱脹冷縮，但是其主要的分析方面用途，即從水中收集痕量研究化合物是沒有題目的，通過適當(dāng)?shù)奶幚硌b進(jìn)色譜柱，一些物質(zhì)出現(xiàn)過度的峰帶變寬，而另一些則出現(xiàn)尖、窄的峰帶和高分離度，在強(qiáng)堿性大孔樹脂中120分鐘內(nèi)可分離100種尿液中紫外吸收物質(zhì)[2]。有人將各種鏈長(zhǎng)度的碳?xì)渑湮惑w鍵合到硅膠上，根據(jù)鏈?zhǔn)欠切?yīng)研究保存值的影響，也有過類似的報(bào)道，將C22鍵合相以及制備鍵合相擔(dān)體各種條件作過比較，其鍵長(zhǎng)度和吸附自由能成線性關(guān)系。一般地，堿溶液會(huì)破壞硅膠，烷基胺比季銨鹽更會(huì)腐蝕硅膠填料，故通過加填有5mm硅膠的短預(yù)柱來洗脫堿性溶液。Kataev等[3]用聚三氟苯乙烯涂成的硅膠微；|(zhì)并應(yīng)用到鹵代芳烴、多肽和蛋白質(zhì)的分離。1993年11月，Majors討論了在日本發(fā)展迅速的HPLC聚合物填料。Hosoya制備了大孔聚合乙烯-對(duì)-叔丁基苯甲酸丁酯微球和兩種別的聚合物微球的性能以及更多的C18HPLC固定相。

　　2.反相色譜

　　固定相的研究進(jìn)進(jìn)九十年代更是熱火朝天。這方面的研究報(bào)道遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過活動(dòng)相的研究，人們不斷探索保存過程及相關(guān)烷基鍵結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和可能制得的各種新型固定相。Bolok和其合作者從統(tǒng)計(jì)技術(shù)研究反相色譜柱的老化過程。Montes等評(píng)價(jià)了一種硅氫化物介質(zhì)的硅氫烯制備烷基鍵合相，更早時(shí)候基質(zhì)制備可供參考。Moriyama等評(píng)價(jià)了用2mm硅膠制得的TSK膠SuperODS新型反相色譜柱的特性，他們論述了如何分離手性化合物。

　　Schmid與合作者論述了含飽和脂肪酸鍵合相的合成與性質(zhì)，并且與相應(yīng)的飽和烴固定相的使用作過比較。Pesek和Matyska合成了兩種不同的二醇鍵合相，包括一種是“可靠的”，另一種通過將7-辛烯-1，2-二醇直接連接到氫化硅基質(zhì)上。Jino和Nakamura[4]評(píng)價(jià)了用氟處理的鍵合硅膠作為一種反相色譜基質(zhì)與常規(guī)反相色譜基質(zhì)的選擇性不同。Buszewki等比較了烷基胺和烷基鍵合相基質(zhì)用于反相分離，發(fā)現(xiàn)前者對(duì)分離極性化合物效果明顯，但其熱穩(wěn)定性不如后者。Wongyai用苯丙醇胺鍵合到硅膠上產(chǎn)生離子交換--反相基質(zhì)的混合模型，并且評(píng)價(jià)了酸性系列、中性和堿性物質(zhì)的分離效果。Friebe將Calixarene鍵合到硅膠上研究其作為選擇相能夠形成類似于環(huán)糊精的內(nèi)包合物。Chriswanto和伙伴們將聚吡咯相涂在硅膠上作為HPLC的特征化填料。Ge等合成了聚3-辛環(huán)吡咯改性硅膠，評(píng)價(jià)其作為蛋白質(zhì)的分離及探討酸、堿介質(zhì)的穩(wěn)定性。Skapo和Simpson則在活動(dòng)床中制得反相基質(zhì)，他們總結(jié)出在有機(jī)溶劑中通過這種途徑與常規(guī)鍵合相比較可制得重現(xiàn)性更好的基質(zhì)。Theinpont論述了在HPLC柱中已經(jīng)填裝好的硅膠的衍生化過程和通過這種途徑制得的色譜柱和常規(guī)鍵合相色譜柱進(jìn)行了比較。

　　3.離子交換色譜

　　離子交換固定相的確研究過不少，如八十年代初流行的TSK型SW硅膠及基于二乙胺乙基(DEAE)制成的陰離子交換材料用于蛋白質(zhì)及核酸的優(yōu)化分離，低聚糖的分離采用Micro-PakAX-5。XAD樹脂是色譜中使用最基本的固定相，弱酸、弱堿及兩性電解質(zhì)的分離均有人研究過，反離子以擴(kuò)散雙電層形式存在。也有人制備多孔甲基丙烯酸鹽離子交換劑，但多數(shù)人愿意使用商品化的交換劑。Sevec和Frechet[5]制得聚甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚二甲基乙烯丙烯酸酯色譜柱(300×8mm)用于蛋白質(zhì)離子交換的制備色譜。他們能做到一次進(jìn)樣到這種色譜柱分離300mg的蛋白質(zhì)混合物。Gawdzrk和Matynia制備了一種交聯(lián)的(p,p’-二羥基苯)-丙烷二環(huán)氧甘油醚和二乙烯苯的甲基丙烯酸酯的多孔共聚物作為一種最新的HPLC填料并且評(píng)價(jià)了其作為正相和反相分離的效果。

　　Danielson和其合作者[6]用一種丙胺基硅基質(zhì)同Kel-F800反應(yīng)制得一種弱陰離子交換填料。

　　4.親和色譜

　　日本和歐洲較多研究多孔聚合物在液相色譜中的應(yīng)用，這些聚合物可用于分離各種芳香族化合物和糖類，高分子填料對(duì)保存值有較大影響，依據(jù)不同溶劑洗脫次序，可估算出聚合物溶解度參數(shù)。它們適用于親水溶質(zhì)排阻色譜，如有一種吸附劑TSK-SW硅膠帶有親水鍵合相，在較大的流速下能經(jīng)受高壓且有非常高的分離度，尤其適用于蛋白質(zhì)和腐殖酸的分離。曾有人描述過帶羥基、氰基、銨離子及芳基金屬醚鍵合到硅膠上，銨離子鍵合相主要以氫鍵結(jié)合，通過溶劑作用穩(wěn)定保存值。

　　5.空間排阻色譜

　　Kato等曾通過丁醚或三乙醇苯醚與TSKG3000SW空間排阻色譜法(SEC)結(jié)合合成HIC固定相材料，當(dāng)使用鹽溶液梯度洗脫時(shí)，可達(dá)到很高的分離度。一些極性鍵合相通過分配比調(diào)節(jié)的排阻色譜分離蛋白質(zhì)和多肽。Miller等報(bào)道過用醚相結(jié)構(gòu)合成大孔硅膠填料：Si-(CH2)3-O-(CH2CH2O)n-R;n=1,2或3;R=Me,Et或n-Bu。用這種填料制得的色譜柱可至少連續(xù)使用五個(gè)月其保存值不變。

　　烷基鏈長(zhǎng)度和配體密度能直接影響到保存值與分離度，而使用低配位數(shù)密度基質(zhì)更易再生，不易變性，對(duì)分離大多數(shù)蛋白質(zhì)來說，基質(zhì)微球直徑在300?時(shí)具有最強(qiáng)的再生力，直徑小到1mm的多孔微粒填進(jìn)1cm的色譜柱中對(duì)于蛋白質(zhì)的分離十分有用。另一改進(jìn)色譜有效途徑是使用非多孔微球(1-3mm),柱長(zhǎng)約30mm，柱效穩(wěn)定，當(dāng)小心控制活動(dòng)相溫度和所有儀器組成時(shí)，柱外效應(yīng)很小，曾有人通過洗脫法在2分鐘內(nèi)分離6種蛋白質(zhì)的混合物。

　　Smigol[7]論述了均相聚合甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚乙烯二甲基丙烯酸酯微球用特殊化功能的多孔介質(zhì)制得二醇或二乙胺相有較大孔隙和十八烷基官能團(tuán)有較少孔隙，這樣制得的一種基質(zhì)當(dāng)所有分子接近極性相時(shí)，較少的分子進(jìn)進(jìn)多孔介質(zhì)，而限制了大分子進(jìn)進(jìn)到十八烷基鍵合相中。

　　總之，不論是何種類型的固定相對(duì)于手性異構(gòu)體的拆分以及蛋白質(zhì)和多肽大分子的分離仍在不斷的探索完善之中，從發(fā)展的趨勢(shì)看，尋求各種高分子材料作為新型色譜固定相遠(yuǎn)景光明。