C18是实验室中最常用的色谱柱,
今天我们就以十八烷基硅烷键合硅胶为例,
解释下面这两个问题,
该填料具体是如何定义的?
又有哪些性质会影响到色谱分离行为?
① 十八烷基:即为键合相,除了十八烷基,还有辛烷基,丁烷基,苯基,氟苯基等;
② 硅烷键合:即为键和方式,通常键合相是通过硅烷化试剂与硅胶表面的硅醇基发生化学反应而键合上去,因此会称为硅烷键合;
③ 硅胶:即为填料基质。
这些技术参数,都会影响到色谱柱对分析物的选择性与分离效果。
上文中的十八烷基即指键合相,是硅烷化试剂与填料孔内的硅羟基反应产生的。除此之外,根据不同分离机理,可以是不同的键合相:
● 反相:典型如C18、C8、C4、苯基(苯己基);
● 正相:典型如二醇基;
● 反相/正相都可以,根据具体使用条件:氨基(氨丙基)、氰基(氰丙基);
● HILIC(亲水保留作用机理):典型如氨基(氨丙基)、Amide(酰胺基)。
需要强调如下三点:
① 对选择性影响最大的是分离机理。例如,同属于反相分析的C18与C8之间的选择性差距,远不如HILIC模式下用Amide所得到的选择性差距。
例如,从以下谱图可以看到:
机理不同时(反相 vs HILIC),色谱柱选择性差距最大;而即使都是C18柱,因为具体性质不同,局部的选择性细节也有所不同。
键合相与硅羟基反应时,可通过单键、双键或三键方式键合,色谱柱在低pH条件下长期使用时单键键合的键合相易流失,色谱图上表现为保留时间缩短;三键键合的键合相在低pH条件下的耐用性更佳。
▶ 水解造成键合相流失的图示如下:
现在越来越多的分析是在LCMS上进行。所谓的“LCMS兼容色谱柱”,就是要求色谱柱的键合相足够牢固,否则,键合相的流失会造成MS噪音,导致分析灵敏度下降。当键合相是苯基、PFP等有紫外吸收的官能团时,在LC紫外检测器上还能看到因键合相流失而洗脱出的键合相本底峰。
因为结构位阻,孔表面的硅羟基无法完全与烷基化试剂反应,而残留硅羟基的存在,可能导致碱性化合物峰形不佳,因此常采用体积较小的TMS(三甲基硅烷)或其他专利技术进行封端,使填料表面尽可能的减少残留硅醇基。例如,下图展示了色谱填料是否封端对分析物分离效果的影响,可以看到,只有碱性药物(4)和(7)的峰形会受到明显影响。
现在也有一些色谱柱,在确保填料基质纯度足够高的前提下,主动不封端,例如HSS C18 SB,在药物分析中可提供不同的选择性,有其独特的优势。如下图中,在检测某普利类药物时,HSS C18 SB表现出明显不同的选择性,可获得更好的峰形及分离度。
知识小结
对于所谓“十八烷基硅烷键合硅胶”色谱柱,本次我们重点学习了其中的:
✔ 键合相
✔ 键合方式
✔ 封端
下一期,
我们将为大家重点介绍
“填料基质”以及它对色谱性能的影响。