液相色譜（HPLC）入門（四）

高效液相色譜分離模式

總的來說，化合物的三種主要的性質可以用來產生高效液相色譜分離。它們是：

· 極性

· 電荷

· 分子大小

首先，讓我們考慮極性和根據這一特性的兩種主要分離模式：正相和反相色譜。

基于極性的分離

一個分子的結構、活性和物化性質由組成它的原子和化學鍵決定。在一個分子內部，決定了其特殊性質和可預測的化學反應的某些原子的特定排列，稱為官能團。這個結構經常決定這個分子是極性還是非極性。有機分子根據它含有的主要官能團來分類。使用基于極性的分離模式，不同分子的相對色譜保留時間大都由這些官能團的本性和位置決定。如圖 P 所示，不同類的分子可按照它們相對保留時間排列，形成從強色譜極性到強非極性的譜圖。

圖 P:分析物官能團的色譜極性圖

水[帶有強偶極矩的小分子]是極性化合物。苯[一個芳香族碳水化合物]是非極性化合物。具有相似色譜極性的分子相互吸引，如果極性不同相互的吸引力會減弱，極端的情況是相互排斥。這是基于極性的色譜分離模式的基本原理。另外一種方式來思考是以此類推：油[非極性]和水[極性]不相容。不像磁體是異性相吸，基于極性的色譜分離是根據相似物的相互吸引和不同物質的相互排斥。記住在基于極性的色譜中相似物相互吸引。

圖 Q: 適當流動相和固定相的組合影響基于極性的分離

設計一套色譜分離系統[如圖Q]，我們通過選擇流動相和固定相制造樣品中各種化合物的競爭。這樣，樣品中和固定相[柱填料]極性相似的化合物將被延遲因為它們更強地被顆粒吸引。而和流動相極性相似的化合物將優先被吸引而移動較快。[ 基于極性的分離 ]極性分子非極性分子這樣，基于流動相和固定相對不同化合物的相對吸引力不同，改變分析物速度就產生了分離。圖 R-1, R-2 和 R-3 分別列出了流動相，固定相和樣品分析物的典型色譜極性范圍。我們看看每一種情況，色譜學家如何選擇適當的流動相和固定相以形成吸附競爭，獲得基于極性的高效液相色譜分離。

圖 R-1: 流動相色譜極性譜圖

一個坐標上，如圖R-1，一些常用的溶劑按相對色譜極性形成的排列，稱為洗脫順序。與分析物有效競爭固定相的流動相分子，替換分析物，使得分析物在色譜柱中加速移動[弱保留]。水在流動相坐標的極性端，而己烷，一種脂肪族烴類化合物在非極性端。在兩者之間，單一溶劑以及易混合的溶劑混合物[按比例混合以滿足特殊要求]，可以按洗脫強度順序排列。最強流動相端的位置與分析物發生競爭的固定相表面性質有關。

圖 R-2: 固定相顆粒色譜極性圖

硅膠具有活性，親水性表面，含酸性硅烷醇[含硅膠的乙醇同原物]官能團。因此，它在固定相的極性端，如圖 R-2 所示。硅膠表面的活性或極性可與弱極性官能團相結合的化學鍵選擇性地修飾。這里所舉的例子是為了降低極性，氰基[CN]，正辛基[C8]，十八烷基[C18,ODS]與部分硅膠結合。后者是疏水性[憎水的]的，極強非極性填充方式。

圖 R-3: 化合物/分析物色譜極性圖

圖 R-3 重復了我們樣品的色譜極性圖[如圖 P]。考慮到流動相和固定相的極性，對于某一固定相，色譜學家必須選擇一個流動相，使得感興趣的分析物可以結合在色譜柱上，但不能太強而洗脫不下來。在具有類似極性強度的溶劑中，色譜學家考慮固定相和流動相的配合，可以區分分析物極性和溶解性的更微弱的差別，使色譜系統的選擇性最大化。同性相吸，但從目前的討論可以想象，基于極性的分離是涉及到對樣品的理解和各種分析物及保留模式的經驗。總而言之，色譜學家會選擇最佳的具有合適相反相極性的流動相合固定相的組合。之后，當樣品流過色譜柱的時候，同性相吸的原則將決定哪一種分析物流速放緩，哪一種流速更快。