色谱柱介绍

17
CH 3
定义：C18,简称“ODS”柱，即十八烷基键合硅胶填料。
这种填料在反相色谱中发挥着极为重要的作用，它可完成 高效液相色谱70-80%的分析任务。由于C18是长链烷基键 合相有较高的碳含量和更好的疏水性，对各种类型的生物 大分子有更强的适应能力，应用最为广泛。
4.常见色谱柱介绍
C18柱选用的基本原则
3.色谱柱化学性能 3.1 Fra Baidu bibliotek合类型
单键键合—键合相分子与基体单键相连
单齿键合提高传质，加快色谱柱平衡。
聚合体键合—键合相分子与基体多点相连 双齿键合，增加色谱柱稳定性，增加色谱柱的载样量。 填料稳定性好了，组分的保留时间重现性就好。
3.色谱柱化学性能 3.2 碳含量
定义：碳含量即填料中的含碳量。传统的测量技术是将填料加热到碳氢键断裂， 然后通过测定损失的重量或形成的二氧化碳来计算碳含量。 高碳覆盖率，提高分辨率，分析时间长。 低碳覆盖率，缩短运行时间。 可以通过增加碳键的长度或增加键合密度来增加碳含量。
因此，在样品量有限时，可使用小内径柱。
柱长度增加虽可改善分离效果，但阻力也随之增加，必须提高入口压力。 长柱可以给出高分离度，短柱可提供快速分离，我们可以根据样品情况去选用合适的色谱柱。
3.色谱柱化学性能
用窄的内径，小的粒径会引起高柱压，
柱压是同时影响增加分离度和减少分析时间的主要障碍。分离度、分析时间及柱压三者相互制约，
含碳量增高了，利于不易保留化合物的分离
但是不能单独以碳含量来预测色谱行为，它还与硅胶的密度、键合相的密度 填料的表面积等等有关系。
3.色谱柱化学性能 3.3 封端
减轻待测组分与硅胶表面残留的酸性羟基反应而引起的色谱峰拖尾现象，
对于极性样品，未封端与经过封端处理的色谱柱在选择上有明显差异。
适用范围：低PH（1-8）值下，分析酸性、中性组分碱性化合物易产生 二次保留，引起拖尾。
5.不同品牌色谱柱介绍
Agilent Eclipse XDB,
Si O O O Si CH 3 Si CH 3
1.致密键合了二甲基烷基硅烷 2. 双封端 3.PH范围：2-9 优点：可以在中等PH下分析酸性、碱性 和中性组分，峰形优异，柱寿命长.
5.不同品牌色谱柱介绍
Agilent Bonus-RP,
定义：是指填料颗粒的孔或腔的平均尺寸，范围80-300Å
大孔的填料颗粒，可以延长溶质大分子在填料表面滞留的时间，
达到充分分离，改善峰形。
较小的孔径提供较高的表面积，可用于较大的载荷量，
并保留小的有机化合物，这种填充柱可用于小分子有机物到聚合物的分离
样品MW<4000,选择80Å的孔径；样品>4000,选择300Å的孔径
O
Si CH 3
CH 2
7
CH 3
C8、C4等短链烷基键合相适合做极性小以减弱保留，缩短
分析时间。另一方面又可以分析氨基酸，小肽等生物分子。
4.常见色谱柱介绍
4.3 苯基柱
CH 3
SiO2
O
Si CH 3
CH 2
3
柱上键和固定相有苯基，也属于反相柱，不过由于苯基有不同的物理特性，例 如空间位阻，具有π电子，所以对某些化合物有较好的分离。与C18、 C8和
4.苯基柱是分离、分析同时含极性和非极性复杂混合物的最佳选择
苯基柱的适用范围：
1.用于分析芳香族化合物，对这类化合物有独特的分离性。 2.可以分析小分子的肽类和蛋白。
4.常见色谱柱介绍
4.4 氰基柱
CH 3
SiO2
O
Si CH 3
CH 2
CN
3
氰基柱，既可用于正相色谱，又可用于反相色谱。其在用于正相色谱时，可使 用如正己烷的低极性流动相，在用于反相色谱时，可使用甲醇或水的强极性流 动相。 CN的亲脂性在反相色谱固定相中相对较低，并且由于具有π-电子作用 腈基，其与ODS相比显示出不同的选择性。适用于在ODS上分离时间太长的组
4.常见色谱柱介绍
使用氰基柱注意事项：
1.同一根氰基柱最好在同一种体系中使用，交替调换正相、反相 会迅速缩短色谱柱的使用寿命。 2.在不得已情况下要正相、反相调换时，需要用异丙醇过渡。
4.常见色谱柱介绍
4.4 氨基柱
O
SiO2
O
Si O
CH 2
3
NH 2
氰基柱的特点： 1.氨基柱是一种不太稳定的柱子，并不是常用柱， 这是因为键合的氨丙基很容易水解。 2.正相、反相都可以使用。
4.常见色谱柱介绍
氨基柱的适用范围：
1.在反相系统中，氨基柱的保留较弱，一般用于烃类、石油馏分的分离、分析。 2.在正相系统中，通常在氰基柱无法分离重叠峰时才考虑使用氨基柱。
使用氨基柱注意事项：
1. 作为反相柱时，要注意流动相的pH范围，pH越低越容易水解；
流行相中水的比例越高，也越容易发生水解。 2. 长期不用时，要清洗后保存在纯的有机相中。 3. 分析完酸性物质后，氨基有可能被质子化，导致柱效下降，可以用含 0.5%NH3.H2O 50-50的乙腈-水冲洗该柱，冲洗后再用不含有碱的流动 相洗去多余的氨。
Si O O O Si R Si R (CH 2) 3 PG
1.嵌入极性基团 2. 使用空间位阻大的硅烷 3.三封端 4.PH范围：2-9 优点：可以在中等PH下分析酸性、碱性 和中性组分，可用于100%全水相， 峰形优异，柱寿命长.
5.不同品牌色谱柱介绍
Agilent Extend-C18,
分的分离，以及在ODS上最优化色谱非常困难的场合。
4.常见色谱柱介绍
氰基柱的特点：
1.氰基属于中等极性基团，正相、反相都能应用，但选用不同 分离模式时，洗脱的次序会不同。 2.氰基柱可代替硅胶柱，氰基柱比硅胶柱更易快速平衡，表面
活性比非衍生硅胶更一致，具有更好的重现性。
3.独特的π-电子作用氰基，可以同时使样品中含有亲水性及 疏水性化合物的化合物有很好的分离。
(1)选用经过烷基化处理封口的填料可防止碱性化合物的拖尾现象。 (2)选用含碳量高的柱子，增加保留值。
(3)选用较短的柱子(如15 cm，7.5 cm)，提高分离效率。
(4)选用小颗粒度的填料，提高分离度。 (5)对分子量大的组分选用大孔径填料的柱子。
4.常见色谱柱介绍
C8、 C4柱
CH 3
SiO2
液相色谱柱的应用
1.色谱柱填料
色谱柱的填料有：Al2O3 、聚合物基质、硅胶基质
一、 Al2O3基质
优点：PH稳定性好 1-14 缺点：化学修饰难
1.色谱柱填料
二、 聚合物基质
优点：1. PH稳定性好 1-13 2.可进行表面化学处理以满足反相色谱、离子交换色谱、
疏水作用色谱和体积排阻色谱的需求.
4. 在ODS柱中需要做梯度洗脱的，用氰基柱大部分不再需要。
4.常见色谱柱介绍
氰基柱的适用范围：
1.做为反相色谱柱，极性最强,所以当分析在C18上保留太强
峰很难看的样品时 ，可用氰基柱。 2.CN的柱子适合用于C18柱子出峰早，极性大。 3.独特的π-电子作用氰基，可以同时使样品中含有亲水性及 疏水性化合物的化合物有很好的分离。
5.不同品牌色谱柱介绍 Agilent
Agilent StableBond
OH O OH R Si R
侧链基团：二异丁基或二异丙基 提供空间位阻可避免硅胶在低PH 下水解、破坏。
1.PH范围：1-8 2.使用了空间位阻大的硅烷 3. 未封端 优点：可以在低PH下分析酸性、碱性 和中性组分，峰形优异。
粒 径 5 µm 3 – 3.5 µm < 2 µm 7 – 10 µm 10 – 20 µm
作 用 和 效 能 目前应用最广泛，可以满足从分析到半制备的分离 常用于分析柱上的快速分离，色谱柱短，节省溶剂 常应用于超快速分离， high throughput, 分离度高 常用于半制备色谱柱 常用于制备色谱柱
3.在中等 pH 条件下对强碱性物质具有更好的峰形。
缺点：1.孔径结构复杂，孔径不均匀，导致柱效不够高 2.有机溶剂可能导致聚合物基质溶涨或受损。
1.色谱柱填料
三、 硅胶基质
优点：1. 目前应用最广泛的基质材料
2.具有高机械强度和高的比表面积 3.在中等 pH 条件下对强碱性物质具有更好的峰形。 4. 高效、重现性好 5.可利用直接的广泛的表面健合反应来满足正相、反相、 离子交换、疏水作用色谱和体积排阻色谱的需求。 缺点：1.硅胶基质的PH范围是3-8，在高或低的 pH下都容易溶解。 2.具有容易导致强碱性物质拖尾的表面活性和带酸性的硅羟基
2.3）颗粒形状
球型或无定型 1.球形填料装柱后平均孔径分布比较窄，柱床结构均匀，柱效高，重现性好； 2.无定形填料平均孔径分布较宽，柱床结构不均匀，流动相线性速度不均匀，谱带扩宽。 当使用黏度较大的流动相时，球型颗粒可降低柱压，延长色谱柱寿命。
2.色谱柱物理性能 2.4）粒径
粒径是指柱填料的颗粒直径的大小。实际上色谱柱上所标的粒径是一个平均值 通常3-10μm
C4相比，苯基与带芳香环化合物形成p-p 共轭相互作用，增强此类化合物的相
对保留。这种优良的选择性与对非极性化合物保留能力较弱的特点相结合，使 得-Phenyl相成为分离、分析同时含极性和非极性复杂混合物的最佳选择。
4.常见色谱柱介绍
苯基柱的特点：
1.苯基具有独特的空间位阻特性，对某些化合物有较好的分离。 2.与C18,C8相比，有π电子的苯基能增加带芳香环的化合物的保留 3.与C18,C8相比，苯基柱对一般非芳香族的化合物保留要弱
选择好其中两者，则第3个因素也就选好了 常见规格色谱柱：
类
型
内径D (cm)
0.1, 0.21 0.3 – 0.46 0.8 – 1.0 2.0 – 5.0
柱长(cm)
15, 25 3 - 25 10 - 25 10 - 25
粒径 (µm)
3 - 8
微孔柱 分析柱 半制备柱 制备柱
3 - 10 5 - 20 5 - 20
2.色谱柱物理性能
B 型硅胶：纯度高、酸性较弱的硅胶。 这种硅胶是以无金属的工艺制备而来，只含有微量的金属 可用于分离离子化合物和可电离的化合物，特别是碱性化和物。
2.色谱柱物理性能
2.2）色谱柱的尺寸
柱的长度和内径 短柱（15-100mm) 运行时间短，柱压低 长柱（150-250mm) 分辨率高，运行时间长 窄径柱（ ≤2.1mm）检测器灵敏度高 宽径柱（3-21.2mm) 载样量高
3.色谱柱化学性能
适用范围：中等PH（2-9）值下，分析酸性，碱性和中性组分， 尤其碱性组分峰形优异，柱寿命长。 端基封尾可改善对极性化合物的吸附或拖尾
3.色谱柱化学性能
柱规格包括两方面：柱长和柱内径。 柱规格的选择直接影响分析速度、分离能力、检测能力及每次分析的溶剂消耗等。
对相同的分析时间和分离度来说： 内径大的柱子比内径小的柱子多消耗溶剂。 较小内径的柱子对相同的检测信号来说所需样品量亦较少。
O
Si
O
Si
1.采用独特的双齿键合结构 2. 双封端 3. pH范围:2-11.5
4.常见色谱柱介绍
4.1色谱柱上的信息
C18 RP18
柱内径
球型
YMC-pack ODS-A 品牌 亲水性 AQ
150*4.6mm S-5um 柱长 粒径
4.常见色谱柱介绍
4.2 C18, C8 和C4柱
定义：在硅胶上键合C18,C8和C4的烷基碳链 不同点：碳载量不同，C18的载碳量几乎是C8的一倍，C4的载碳量最低。 相同点：分离机理相同。
2.色谱柱物理性能
2.1）硅胶纯度
定义：填料硅胶的纯度与残留金属的离子浓度。硅胶纯度对强极性化合的分离最重要。 A 型硅胶（纯度较低）：金属硅酸盐制备而来，具有很高的金属含量，可用作中性化 合物和非离子化合物的分离。
由于带负电荷的残留硅羟基和酸性表面上金属含量高， （硅羟基的PKa低），导致碱性化合物发生拖尾。
平均粒径越小，颗粒分布度越小，色谱柱效越高，反压亦越高。
2.色谱柱物理性能 2.5）表面积
定义：颗粒外表面与内部孔面积的总和，以m2/g表示
高表面积对于多组分样品的分离具有较强的保留能力、柱容量和分离度。 表面积低的填料通常能迅速达到平衡，对于梯度洗脱尤为重要。
2.色谱柱物理性能 2.6）孔径
适用点：C18对非极性化合物保留能力强。 C8、 C4的碳链较短，对非极性化合物的保留要比C18 弱，所以对强保留的化合物可用C8、 C4代替。 另外由于链长短的关系， C18与C8、 C4在分离不同分 子大小的物质时会有选择上的差异。
4.常见色谱柱介绍
C18柱
CH3
SiO2
O
Si CH3
CH2