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前言
目前市面上商品化的反相色譜柱各式各樣,時常讓實驗人員眼花繚亂,產(chǎn)生幸福的煩惱,很難快速選擇合適的色譜柱。通常我們會從鍵合相類型、鍵合相在硅膠表面的覆蓋率、是否封端、封端類型等方面去選擇反相色譜柱。本文從已表征色譜柱的參數(shù),通過量化數(shù)值去快速選擇合適的反相色譜柱。
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色譜柱表征體系
色譜柱表征體系通過量化分析色譜柱中影響溶質(zhì)保留行為的特征,對色譜柱進行分類,從而指導(dǎo)實際工作中色譜柱的選擇。有效的色譜柱表征體系應(yīng)具有以下特點:
(1)考慮了對色譜柱選擇性有貢獻的所有因素;(2)每一個柱參數(shù)表征一種專屬的溶質(zhì)—色譜柱相互作用;(3)能夠得到da部分商業(yè)柱的色譜柱參數(shù);(4)對于特定色譜柱,不同實驗室能夠得到 可重現(xiàn)的色譜柱參數(shù);(5)在特定實驗條件下測定的色譜柱參數(shù)能應(yīng)用到任何流動相或任何柱溫下的分離。
目前上比較成熟的色譜柱表征體系有4個,分別是由snyder、euerby、hoogmartens和usp色譜柱工作小組*完成。其中,由snyder等基于反相色譜保留機制提出的疏水消除模型,理論基礎(chǔ)較堅實,對色譜柱選擇性的表征較全面,與其余3個體系的柱參數(shù)本質(zhì)上并無區(qū)別,均取自代表性溶質(zhì)的保留值,參數(shù)測定方法簡便,實現(xiàn)選擇相似或者不同色譜柱的目的。由于usp網(wǎng)站公開常用色譜柱的參數(shù),usp方法表征的色譜參數(shù)更方便我們篩選色譜柱。
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色譜柱表征參數(shù)
對于反相色譜柱選擇性主要為疏水作用、立體選擇性和氫鍵作用,還有一些二級作用,比如:離子交換、金屬螯合作用等。
3.1 usp數(shù)據(jù)庫
疏水作用(hy):通過同yi流動相體系,在不同的反相色譜柱對進行乙基苯測試,考察乙基苯的保留因子,保留因子越da,色譜柱的疏水作用越強。
立體選擇性(tfa):通過同yi流動相體系,在不同的反相色譜柱對進行*測試,考察*的拖尾因子,由于*特殊的立體結(jié)構(gòu),拖尾因子越小,色譜柱的立體選擇性越強,同時硅醇基作用較弱。
金屬雜質(zhì)含量(ctf):色譜柱中會殘留少量的金屬離子,一般金屬離子會與喹啉結(jié)構(gòu)發(fā)生螯合作用,導(dǎo)致峰拖尾,故喹啉拖尾因子越da,色譜柱金屬雜質(zhì)含量越da。
氫鍵作用(cfa):*是堿性化合物,在酸性或中性條件下呈離子態(tài),保留因子較小,保留主要依靠氫鍵作用,*保留因子越da,色譜柱氫鍵作用越強。
3.2 pqri數(shù)據(jù)庫
疏水作用(h):通過同yi流流動相體系,在不同的反相色譜柱對進行戊基苯和丁基苯測試,考察乙戊基苯和丁基苯的保留因子之比,比值越da,色譜柱對不同碳鏈長度化合物的選擇性越強,疏水作用越強。
立體選擇(s):區(qū)分平面結(jié)構(gòu)(三苯乙烯)和空間體積較da的結(jié)構(gòu)(鄰三苯基)的能力。前者與后者保留因子之比體現(xiàn)空間選擇性,比值越da,立體選擇越強。圖示見圖1。
氫鍵作用(a或b):通過同yi流動相體系,在不同的反相色譜柱測試咖fei因和*保留因子比值,數(shù)值越da,氫鍵作用越強。pqri數(shù)據(jù)庫進一步將氫鍵能力描述為氫鍵酸度(a)、非電離硅烷與堿相互作用的能力和氫鍵堿度(b)、硅膠表面或鍵合相與酸性分析物的特性進一步相互作用的能力。
離子交換作用(ph2.7或7.0):在流動相ph2.7和7.0下,分別測試苯芐胺和*保留因子之比,比值越da,說明色譜柱區(qū)分極性化合物的能力越強。
固定相類型:a——a型硅膠,無定型硅膠,表面殘余da量硅醇基;b——b型硅膠,球形高純硅膠,目前主流硅膠類型,硅醇基殘留少;e——鍵合相含嵌入極性基團的固定相;phenyl——聚苯乙烯聚合物固定相;f——氟代固定相。
對比usp與pqri的數(shù)據(jù)信息,pqri數(shù)據(jù)庫的色譜柱參數(shù)更加全面反應(yīng)色譜柱的性能。
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案例
目前色譜柱公司均推出各自方法開發(fā)的*色譜柱包,比如waters公司推出經(jīng)濟實惠型的色譜柱包:xbridge c18,xbridge shield rp18、cortecs c18+、xbridge phenyl和xselect hss pfp。通過pqri數(shù)據(jù)庫檢索。
從上表可知:
①疏水作用cortecs c18+>xbridge c18>xbridge shield rp18/xselect hss pfp>xbridge phenyl,xbridge shield rp18的鍵合相含內(nèi)嵌極性基團,碳載量相對低,苯基柱和五氟苯基柱比c18柱碳載量低,故h值較低。
②空間選擇性,xselect hss pfp較為突出,cortecs c18+低,s值反應(yīng)硅膠表面鍵合相的密度。xselect hss pfp柱的空間選擇性強。
③氫鍵作用,xbridge shield rp18和苯基柱突出,xbridge c18低,xbridge shield rp18內(nèi)嵌的酰胺基團和苯基與酸性和堿性分析物均有強偶極作用。這兩根柱子可以分離強極性化合物。
④離子交換作用,在酸性和中性條件下五氟苯基柱的離子交換能力突出,對苯環(huán)不同取代物的相似物質(zhì)選擇性強,cortecs c18+柱在中性條件下離子交換作用強,其對酸性化合物增強保留,對堿性化合物有較好的峰型。
這四款反相色譜柱,各具特點,在分離不同特點的化合物時具有各自的特長,在方法開發(fā)中他們可以互補,可提高柱篩選的效率。
在實際工作中,有好多方法有的色譜柱,但我們在研究過程中,會找性能相似的色譜柱作為備選色譜柱??梢酝ㄟ^pqri數(shù)據(jù)庫查找與目標色譜柱相似的色譜柱,只要f值在3以內(nèi),均可嘗試。比如方法中規(guī)定選用nucleodur c18 gravity,一個小眾品牌的色譜柱,如果想替代之,可從數(shù)據(jù)查詢與之類似的色譜柱。
從上可知:與nucleodur c18 gravity相似的色譜柱很多,有我們熟悉的waters cortecs c18、島津inertsil ods-2和kromasil c18,并且*替代nucleodur c18 gravity使用的概率很高。
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小結(jié)
反相色譜柱表征體系逐漸成熟,并且廣泛地用于篩選色譜柱。根據(jù)da多待測物質(zhì)性質(zhì)結(jié)合色譜柱參數(shù)可快速篩選目標色譜柱。但色譜柱表征體系針對特定樣品中難分離物質(zhì)對的分離,還有待細化。對于結(jié)構(gòu)類似待測物的分離只和部分關(guān)鍵色譜柱參數(shù)有關(guān)。因此,如何更好地研究難分離物質(zhì)與關(guān)鍵色譜柱參數(shù)的關(guān)系,并針對品種在液相色譜方法中規(guī)定關(guān)鍵柱參數(shù)的*范圍,還需要研究者的不斷探索。