液相色譜柱填料該怎么選?
填料也就是固定相的擔體,這次我們就好好討論液相色譜柱填料的相關知識啦。
常見的吸附柱填料:硅膠柱,目前我們液相色譜柱的填料一般選擇的是硅膠:
但其實對硅膠填料的要求是有很多的,總結一下如下:
硅膠的純度、類型、填料形狀、填料的尺寸及尺寸分布
通常情況下,討論硅膠純度用金屬離子含量來討論,一般建議硅膠填料中金屬離子的含量越少越好。硅膠的化學穩定性較差,只在pH=2~8的環境下工作。但是,在很多場合下,需要使用不同的pH條件。為此,人們曾發展高分子微球、氧化鋁、氧化鋯等化學穩定性好的基質材料。但是,很難有一種材料能方方面面地達到液相色譜基質的要求。例如,高分子微球在溶劑中會發生一些溶脹,因此不能應用于以含溶劑的流動相進行梯度淋洗的場合;氧化鋁和氧化鋯與硅膠相比,雖然化學穩定性較好,但其表面修飾與鍵合比較困難。因此,化學穩定性好的碳材料便很自然地被考慮作為色譜填料的基質。
因為硅膠表面的金屬離子和硅醇基會導致化合物保留變大,這種二次保留效應會導致色譜峰的拖尾。
那為什么金屬離子的存在為什么會導致化合物的保留變大呢?
那是因為硅膠表面的金屬離子會起鰲合作用,這樣容易導致含有多個極性基團的化合物分子保留值變大。
其次,靠近表面的金屬離子會活硅醇基團,使得硅醇基容易和酸性或堿性化合物相互作用,從而導致化合物保留值、色譜峰拖尾。
早期的時候,人們將作為填料的硅膠顆粒分成A類和B類兩種硅膠。
其中A類硅膠帶負電荷的殘留硅羥基,而且酸性表面上金屬含量高 (硅羥基的pKa低),從而導致堿性化合物較易發生拖尾。
而B類硅膠由于金屬含量低,硅羥基pKa高,堿性化合物不易發生拖尾。
而自1990以后用來制作色譜柱固定相填料的硅膠顆粒已經采用B型硅膠。
以安捷倫zorbax硅膠色譜柱為例,A型和B型硅膠的金屬離子差別如下:
針對硅膠表面的金屬離子,供應商的方案是進行酸洗。
有案例顯示硅膠在化學改性前如用強酸處理,可以袪1/3的金屬離子雜質。