亲水作用色谱HILIC
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责任编辑：方恩华 技术协作： 责任校对： 印刷： 出版发行：木思工作站 经销：
开本：787*1092， A4（正十六开，210*297mm） 印张： 字数：157563 字 印次：x 年 x 月第 x 次印刷 印数：xxx-xxx 册 定价：xx.xx 元
凡购买 xx 的图书，如有缺损问题，请向 xx 调换。联系电话： 。质量投诉电邮：，盗版举报电邮。
亲水作用色谱-HILIC
（2010）
方 恩 华
版权页 这是一本关于 API 系列液质联用仪的使用笔记 This is an Operation Notes of API LCMSMS
图书在版编目（cip）数据 痕量物分析之液相方法开发(2010)/方恩华. —厦门：木思工作站，2010 年 4 月 ISBN 7-xxx-xxxxx-x I .X… II .X…III .X…IV .X…
Molecular Structure
网址
http://www.sequant.com/prediction
3.1.2 需要收集的资料
被分析物的分子结构，分子式 分子量大小 溶解性，亲水性：考虑极性和亲水性的官能团的品种和数量 辛醇-水分配常数（log P） 电离常数（pKa） 分子的稳定性，光、热影响 样本基质组成
类似正相
极性： 亲水性的固定相
流动相
极性：水和水溶性有机溶 剂，例如：乙腈，甲醇
类似反相 但是需要添加挥发性的缓 冲盐，例如：乙酸铵、甲 酸铵和碳酸铵
非极性：水不溶有机溶剂 例如：正己烷
下图进一步表明了在液相色谱的概念下，亲水色谱和三大色谱的关系。
API 液质联用仪使用笔记(2010)
2
1-亲水色谱介绍
题目
网址 题目 网址 题目
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pccompound 大生物分子可用 ExPASy Proteomics Server
Swiss Institute of Bioinformatics
http://expasy.org/ 在线 HILIC 保留因子预测 RETENTION PREDICTION Calculate HILIC Retention from
“水键结合（water-bind）”效应低
带电固定相（charged） 选择性好 强离子交互作用 需要高浓度的缓冲液（high buffer required） pH 影响大（pH-dependent）
API 液质联用仪使用笔记(2010)
2
2-HILIC 柱介绍
两性离子柱（charged and neutral） Zwitterionic 为例 选择性好 弱离子交互作用 只需低浓度的缓冲液 稳定的水膜（stable aqueous layer） pH 无关（pH-Independent）
API 液质联用仪使用笔记(2010)
6 所有成分在有机相中的溶解性
3.1.2.1 辛醇-水分配常数（log P） LogP 小于零的小分子 含有亲水性、带电的、可离子化的官能团
3-HILIC 液相方法开发
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
4 亲水色谱柱的选择
HILIC 由美国科学家 Andrew Alpert 在 1990 命名[1]。他指出，虽然样品在 HILIC 上的流出顺序和传统的 NPLC 类似，即极性越强的样品在色谱柱上的保留越强，但在 HILIC 分离模式中，(1)流动相中水是强洗脱溶剂；(2)化 合物的保留是基于分配机理而非传统的 NPLC 的表面吸附机理。在 HILIC 分离体系中，常使用硅胶、氨基、、二 醇基、氰基等正相色谱填料或者特殊设计的表面含有极性基团的 HILIC 专用填料作固定相。
RPLC 反相色谱
流动相 类似
HILIC 亲水色谱
NPLC 正相色谱
固定相 类似
分析物 类似
IC 离子色谱
图 1-1 亲水色谱与三大典型色谱的关系
下表说明四种色谱与液质联用的关系。对于极性和亲水性化合物分析目标，反相色谱保留弱，离子色谱由于含盐 不适和质谱联用，而亲水色谱则完全满足需要。可以说，对于液质联用检测，在 RP 柱上保留差的化合物，完全 可以换成 HILIC 柱试试。
API 液质联用仪使用笔记(2010)
-8-
图目录
图目录
图 1-1
亲水色谱与三大典型色谱的关系........................................................................................ 2
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
致谢
-9-
致谢
感谢 API 公司的工程师在平时仪器使用中提供的热情帮助。
感谢仪器信息网（www.instrument.com.cn）和小木虫论坛（emuch.net）上的众多网友提供的资料，为我学习 液质仪器提供了巨大的帮助。
API 液质联用仪使用笔记(2010)
- 10 -
关于本书
（about this book）
1.2 HILIC 分离条件
HILIC 法使用和反相色谱相似的仪器和流动相，不同的固定相，相当于反反相色谱，即使用水相的正相色谱。 由于亲水色谱固定相和正相色谱类似，因此可以保留极性和水溶性化合物；同时由于亲水色谱的流动相和反相色 谱类似，因此十分适合 ESI 电离源的液质联用。
反相
亲水
正相
固定相
非极性
表 1-1 四种色谱与质谱联用的优缺点
色谱类型
分析特点
分析对象、质谱联用
RPLC 反相色谱
离子型化合物无法直接保留，需要 适用于弱极性物，对于强极性，水
使用离子对试剂
溶性物保留弱。适合液质联用
NPLC 正相色谱
非水溶剂，样品的溶解性限制了应 适用于非极性物分析，不适用于极
用。色谱平衡时间长。
性、水溶性物分析。适合液质联用
1.2-HILIC 分离条件
3
1 Alpert A. J. J Chromatogr, 1990, 499: 177.
API 液质联用仪使用笔记(2010)
2HILIC 柱介绍
1
2 HILIC 柱介绍
2.1 HILIC 柱
中性（Neutral）固定相 弱（weak）或没有离子交互作用（Ionic interaction） 低选择性（less selectivity）
关于本书
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
本书的组织结构
- 11 -
本书的组织结构
（How this book is organized）
API 液质联用仪使用笔记(2010)
1 亲水色谱介绍
1
1 亲水色谱介绍
1.1 HILIC 的历史
亲水作用色谱(HILIC)：是 Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography 的首字母缩写。是分离极性和亲水 性化合物的色谱首选法。首例 “HILIC” 应用实际可以追述到 1952 年。
本段文字的出现，说明你现在看到的是初稿，更 新日期是【2010 年 2 月 10 日】，错误拙陋请包涵
API 液质使用笔记(2010)
-2-
题献
题献
献给中国的食品安全检测人员 本书助你初步了解食品中痕量残留物分析有关的液相色谱方法开发的原理
和液相色谱柱的一些常识
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
35
12.3 Merck
35
13 第三篇：分析方法开发
36
13.1 36
14 液相方法的验证
37
15 索引
37
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
表目录
-7-
表目录
表 1-1 四种色谱与质谱联用的优缺点............................................................................................ 2 表 9-1 各品牌pH范围大的反相柱 ........................................................................ 错误！未定义书签。
1.1 HILIC的历史 1.2 HILIC分离条件
2 HILIC柱介绍
2.1 HILIC柱
3 HILIC液相方法开发
3.1 目标分析物的了解 3.1.1 数据库 3.1.2 需要收集的资料
4 亲水色谱柱的选择
4.1 填料类型的选择 4.2 填料的粒径 4.3 填料的孔径 4.4 色谱柱长度 4.5 色谱柱内径 4.6 填料类型
5 第二篇：液相色谱柱 6 HILIC色谱方法开发
6.1 有机相溶剂 6.2 缓冲盐及浓度 6.3 缓冲液pH值 6.4 流速 6.5 梯度洗脱 6.6 柱温 6.7 复杂分析物的样品前处理
7 液相色谱柱的类别
7.1 7 25
8 无机基质填料与柱
API 液质联用仪使用笔记(2010)
-5-
-1-2-3-5-7-8-9- 10 - 11 -
1
1 1
1
1
5
5 5 5
7
7 7 8 9 10 12
15 15
15 19 20 22 22 24 24
25
27
-6-
9 有机基质填料与柱
29
9.1 29
10 液相色谱柱的使用
33
11 液相色谱柱配件与耗材
34
11.1 调谐模式
34
12 品牌液相色谱柱介绍
35
12.1 WATERS
35
12.2 AGILENT
IC 离子色谱
高浓度无机盐，酸。很难用来分析 适用于离子化合物。含有非挥发性
中性物
的无机盐，酸，不能与质谱联用。
HILIC 亲水色谱
高水溶性有机溶剂，低的缓冲液浓 适用于极性和亲水性化合物的液质
度，不使用离子对试剂
联用分析。
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
两性离子柱 HILIC 分析机理 流动相和固定相表面富集水层间的分配（Hydrophilic partitioning）
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
2.1-HILIC 柱
3
wenku.baidu.com
弱静电作用（electrostatic interaction）：电负性、阴离子分析物和季胺作用；电正性、阳离子分析物和磺酸根 作用。
7
4 亲水色谱柱的选择
填料类型的选择 填料的粒径 填料的孔径 色谱柱长度 色谱柱内径 填料类型
以默克时光(Merck SeQuant)亲水色谱柱为例说明。
4.1 填料类型的选择
硅胶基质的 ZIC®-HILIC (首选) 聚合物基质的 ZIC®-pHILIC 两性离子液相色谱柱
在中性和酸性的条件下, ZIC®-HILIC 和 ZIC®-pHILIC 具有相似的分离效果。 ZIC®-HILIC 的柱效较高，ZIC®-pHILIC 可以在 pH > 8 的情况下使用。
扉页
-1-
扉页
Title page
标题：痕量物分析之液相方法开发(2010) 类型：书 作者：方恩华
联系方式：fangenhua@sina.com
出版社：木思工作站 出版地点：厦门 关键词：API API3000 液质 Analyst 最后更新：2010 年 2 月 10 日
Title：LC Method Development in Trace Analyze (2010) Reference type： book Auther：Fang Enhua email：Fangenhua@sina.com Publisher：Muse Workstation Place：Xia Men Keyword：API API3000 LC/MSMS Analyst Last Updated：February 10, 2010
2010 版序言
-3-
2010 版序言
方恩华 2010 年 2 月 于 厦门·海沧
电邮：fangenhua@sina.com
网页：http://www.xmciqtech.gov.cn
API 液质使用笔记 (2010)
目录
目录
扉页 题献 2010 版序言 目录 表目录 图目录 致谢 关于本书 本书的组织结构 1 亲水色谱介绍
氢键和分子双极性作用。
API 液质联用仪使用笔记(2010)
3HILIC 液相方法开发
5
3 HILIC 液相方法开发
3.1 目标分析物的了解
了解目标分析物的理化特点，判断是否可以用 HILIC 机理进行分析。
3.1.1 数据库
用数据库来搜索分析物的基本化学物理参数。文献检索其它可行的液相色谱方法。 小分子化合物可用 PubMed
开本：787*1092， A4（正十六开，210*297mm） 印张： 字数：157563 字 印次：x 年 x 月第 x 次印刷 印数：xxx-xxx 册 定价：xx.xx 元
凡购买 xx 的图书，如有缺损问题，请向 xx 调换。联系电话： 。质量投诉电邮：，盗版举报电邮。
亲水作用色谱-HILIC
（2010）
方 恩 华
版权页 这是一本关于 API 系列液质联用仪的使用笔记 This is an Operation Notes of API LCMSMS
图书在版编目（cip）数据 痕量物分析之液相方法开发(2010)/方恩华. —厦门：木思工作站，2010 年 4 月 ISBN 7-xxx-xxxxx-x I .X… II .X…III .X…IV .X…
Molecular Structure
网址
http://www.sequant.com/prediction
3.1.2 需要收集的资料
被分析物的分子结构，分子式 分子量大小 溶解性，亲水性：考虑极性和亲水性的官能团的品种和数量 辛醇-水分配常数（log P） 电离常数（pKa） 分子的稳定性，光、热影响 样本基质组成
类似正相
极性： 亲水性的固定相
流动相
极性：水和水溶性有机溶 剂，例如：乙腈，甲醇
类似反相 但是需要添加挥发性的缓 冲盐，例如：乙酸铵、甲 酸铵和碳酸铵
非极性：水不溶有机溶剂 例如：正己烷
下图进一步表明了在液相色谱的概念下，亲水色谱和三大色谱的关系。
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2
1-亲水色谱介绍
题目
网址 题目 网址 题目
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pccompound 大生物分子可用 ExPASy Proteomics Server
Swiss Institute of Bioinformatics
http://expasy.org/ 在线 HILIC 保留因子预测 RETENTION PREDICTION Calculate HILIC Retention from
“水键结合（water-bind）”效应低
带电固定相（charged） 选择性好 强离子交互作用 需要高浓度的缓冲液（high buffer required） pH 影响大（pH-dependent）
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2
2-HILIC 柱介绍
两性离子柱（charged and neutral） Zwitterionic 为例 选择性好 弱离子交互作用 只需低浓度的缓冲液 稳定的水膜（stable aqueous layer） pH 无关（pH-Independent）
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6 所有成分在有机相中的溶解性
3.1.2.1 辛醇-水分配常数（log P） LogP 小于零的小分子 含有亲水性、带电的、可离子化的官能团
3-HILIC 液相方法开发
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
4 亲水色谱柱的选择
HILIC 由美国科学家 Andrew Alpert 在 1990 命名[1]。他指出，虽然样品在 HILIC 上的流出顺序和传统的 NPLC 类似，即极性越强的样品在色谱柱上的保留越强，但在 HILIC 分离模式中，(1)流动相中水是强洗脱溶剂；(2)化 合物的保留是基于分配机理而非传统的 NPLC 的表面吸附机理。在 HILIC 分离体系中，常使用硅胶、氨基、、二 醇基、氰基等正相色谱填料或者特殊设计的表面含有极性基团的 HILIC 专用填料作固定相。
RPLC 反相色谱
流动相 类似
HILIC 亲水色谱
NPLC 正相色谱
固定相 类似
分析物 类似
IC 离子色谱
图 1-1 亲水色谱与三大典型色谱的关系
下表说明四种色谱与液质联用的关系。对于极性和亲水性化合物分析目标，反相色谱保留弱，离子色谱由于含盐 不适和质谱联用，而亲水色谱则完全满足需要。可以说，对于液质联用检测，在 RP 柱上保留差的化合物，完全 可以换成 HILIC 柱试试。
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图 1-1
亲水色谱与三大典型色谱的关系........................................................................................ 2
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
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感谢仪器信息网（www.instrument.com.cn）和小木虫论坛（emuch.net）上的众多网友提供的资料，为我学习 液质仪器提供了巨大的帮助。
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关于本书
（about this book）
1.2 HILIC 分离条件
HILIC 法使用和反相色谱相似的仪器和流动相，不同的固定相，相当于反反相色谱，即使用水相的正相色谱。 由于亲水色谱固定相和正相色谱类似，因此可以保留极性和水溶性化合物；同时由于亲水色谱的流动相和反相色 谱类似，因此十分适合 ESI 电离源的液质联用。
反相
亲水
正相
固定相
非极性
表 1-1 四种色谱与质谱联用的优缺点
色谱类型
分析特点
分析对象、质谱联用
RPLC 反相色谱
离子型化合物无法直接保留，需要 适用于弱极性物，对于强极性，水
使用离子对试剂
溶性物保留弱。适合液质联用
NPLC 正相色谱
非水溶剂，样品的溶解性限制了应 适用于非极性物分析，不适用于极
用。色谱平衡时间长。
性、水溶性物分析。适合液质联用
1.2-HILIC 分离条件
3
1 Alpert A. J. J Chromatogr, 1990, 499: 177.
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2HILIC 柱介绍
1
2 HILIC 柱介绍
2.1 HILIC 柱
中性（Neutral）固定相 弱（weak）或没有离子交互作用（Ionic interaction） 低选择性（less selectivity）
关于本书
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本书的组织结构
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本书的组织结构
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1 亲水色谱介绍
1
1 亲水色谱介绍
1.1 HILIC 的历史
亲水作用色谱(HILIC)：是 Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography 的首字母缩写。是分离极性和亲水 性化合物的色谱首选法。首例 “HILIC” 应用实际可以追述到 1952 年。
本段文字的出现，说明你现在看到的是初稿，更 新日期是【2010 年 2 月 10 日】，错误拙陋请包涵
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题献
题献
献给中国的食品安全检测人员 本书助你初步了解食品中痕量残留物分析有关的液相色谱方法开发的原理
和液相色谱柱的一些常识
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35
12.3 Merck
35
13 第三篇：分析方法开发
36
13.1 36
14 液相方法的验证
37
15 索引
37
The Operation Notes of API LCMSMS (2010)
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表目录
表 1-1 四种色谱与质谱联用的优缺点............................................................................................ 2 表 9-1 各品牌pH范围大的反相柱 ........................................................................ 错误！未定义书签。
1.1 HILIC的历史 1.2 HILIC分离条件
2 HILIC柱介绍
2.1 HILIC柱
3 HILIC液相方法开发
3.1 目标分析物的了解 3.1.1 数据库 3.1.2 需要收集的资料
4 亲水色谱柱的选择
4.1 填料类型的选择 4.2 填料的粒径 4.3 填料的孔径 4.4 色谱柱长度 4.5 色谱柱内径 4.6 填料类型
5 第二篇：液相色谱柱 6 HILIC色谱方法开发
6.1 有机相溶剂 6.2 缓冲盐及浓度 6.3 缓冲液pH值 6.4 流速 6.5 梯度洗脱 6.6 柱温 6.7 复杂分析物的样品前处理
7 液相色谱柱的类别
7.1 7 25
8 无机基质填料与柱
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-1-2-3-5-7-8-9- 10 - 11 -
1
1 1
1
1
5
5 5 5
7
7 7 8 9 10 12
15 15
15 19 20 22 22 24 24
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9 有机基质填料与柱
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9.1 29
10 液相色谱柱的使用
33
11 液相色谱柱配件与耗材
34
11.1 调谐模式
34
12 品牌液相色谱柱介绍
35
12.1 WATERS
35
12.2 AGILENT
IC 离子色谱
高浓度无机盐，酸。很难用来分析 适用于离子化合物。含有非挥发性
中性物
的无机盐，酸，不能与质谱联用。
HILIC 亲水色谱
高水溶性有机溶剂，低的缓冲液浓 适用于极性和亲水性化合物的液质
度，不使用离子对试剂
联用分析。
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两性离子柱 HILIC 分析机理 流动相和固定相表面富集水层间的分配（Hydrophilic partitioning）
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2.1-HILIC 柱
3
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弱静电作用（electrostatic interaction）：电负性、阴离子分析物和季胺作用；电正性、阳离子分析物和磺酸根 作用。
7
4 亲水色谱柱的选择
填料类型的选择 填料的粒径 填料的孔径 色谱柱长度 色谱柱内径 填料类型
以默克时光(Merck SeQuant)亲水色谱柱为例说明。
4.1 填料类型的选择
硅胶基质的 ZIC®-HILIC (首选) 聚合物基质的 ZIC®-pHILIC 两性离子液相色谱柱
在中性和酸性的条件下, ZIC®-HILIC 和 ZIC®-pHILIC 具有相似的分离效果。 ZIC®-HILIC 的柱效较高，ZIC®-pHILIC 可以在 pH > 8 的情况下使用。
扉页
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扉页
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标题：痕量物分析之液相方法开发(2010) 类型：书 作者：方恩华
联系方式：fangenhua@sina.com
出版社：木思工作站 出版地点：厦门 关键词：API API3000 液质 Analyst 最后更新：2010 年 2 月 10 日
Title：LC Method Development in Trace Analyze (2010) Reference type： book Auther：Fang Enhua email：Fangenhua@sina.com Publisher：Muse Workstation Place：Xia Men Keyword：API API3000 LC/MSMS Analyst Last Updated：February 10, 2010
2010 版序言
-3-
2010 版序言
方恩华 2010 年 2 月 于 厦门·海沧
电邮：fangenhua@sina.com
网页：http://www.xmciqtech.gov.cn
API 液质使用笔记 (2010)
目录
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扉页 题献 2010 版序言 目录 表目录 图目录 致谢 关于本书 本书的组织结构 1 亲水色谱介绍
氢键和分子双极性作用。
API 液质联用仪使用笔记(2010)
3HILIC 液相方法开发
5
3 HILIC 液相方法开发
3.1 目标分析物的了解
了解目标分析物的理化特点，判断是否可以用 HILIC 机理进行分析。
3.1.1 数据库
用数据库来搜索分析物的基本化学物理参数。文献检索其它可行的液相色谱方法。 小分子化合物可用 PubMed