毛细管色谱柱中的固定相是色谱分析中的关键组成部分,它决定了色谱柱的分离性能和选择性。以下是关于毛细管色谱柱中固定相的详细解析:
### 一、固定相的种类
毛细管色谱柱的固定相种类繁多,主要分为以下几类:
1. **聚硅氧烷类**:这是目前最常用的固定相之一,因其具有广泛的用途和稳定的性能。聚硅氧烷由许多单个的硅氧烷重复联接构成,每个硅原子与两个功能基团相连。常见的功能基团包括甲基、苯基、氰丙基和三氟丙基等。这些功能基团的类型和数量决定了固定相的总体类型和性质。例如,100%甲基聚硅氧烷(如SE-30、OV-1)属于非极性固定相,而含有苯基或氰丙基的聚硅氧烷则具有一定的极性。
2. **聚乙二醇类(PEG)**:聚乙二醇是另一类广泛应用的固定相,具有强极性,对极性物质有特殊的分离效能。然而,聚乙二醇固定相色谱柱的寿命较短,且容易受温度和环境(如有氧环境)的影响。为了提高分离效能,还有用pH阳离子改性聚乙二醇固定相,如FFAP柱就是一类用对苯二甲酸改性的聚乙二醇作为固定相的色谱柱,常用于分析分离酸性化合物。
3. **多孔层开口管(PLOT)柱固定相**:这类固定相是在管壁表面粘合很薄一层的小颗粒物质,样品通过在气-固固定相上产生吸附/脱附作用来分离。常用的PLOT柱固定相有苯乙烯衍生物、氧化铝和分子筛等。PLOT柱的保留性能非常突出,适用于气体及低沸点溶剂的分离。
4. **其他新型固定相**:随着科技的发展,还出现了许多新型固定相,如离子液体固定相、金属有机框架固定相、碳纳米管材料固定相、环糊精及其衍生物固定相等。这些新型固定相在特定领域表现出了优异的分离性能。
### 二、固定相的选择原则
在选择毛细管色谱柱的固定相时,主要遵循以下原则:
1. **相似性原则**:即用非极性固定相分析非极性物质,用极性固定相分析极性物质,用含芳香基团的固定相分析芳香族被分析物。
2. **样品兼容性**:考虑固定相与样品的兼容性,避免固定相与样品发生化学反应或吸附作用。
3. **使用温度**:根据实验需求选择合适的固定相,以确保在实验温度范围内固定相的稳定性。
4. **稳定性**:选择热稳定性和溶剂稳定性好的固定相,以减少柱流失和提高色谱柱的使用寿命。
5. **柱流失情况**:关注固定相的柱流失情况,选择柱流失较低的固定相以保证分析结果的准确性。
### 三、固定相的应用
不同的固定相具有不同的分离性能和选择性,适用于不同的分析对象。例如,聚硅氧烷类固定相适用于分析碳氢化合物、多核芳烃、酚、酯、药物等;聚乙二醇类固定相则适用于分析酸、醇、醛、酯等极性物质;PLOT柱则常用于分析气体及低沸点溶剂等。
综上所述,毛细管色谱柱中的固定相种类繁多,选择时需根据实验需求、样品性质、使用条件等因素综合考虑。