液相色谱系列LC02丨液相必备，形形色色的液相色谱

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上一期我们简单介绍了液相的基本原理，

这一期，我们来看看液相色谱都有哪些常见的种类。

先来看个小实验：

把一块黄油和一勺蔗糖分别放入水中，

我们会发现，

黄油很难溶解，而蔗糖很快溶解。

这就是常说的“相似相溶”。

极性分子蔗糖与极性的水分子作用力强，

因此，蔗糖很容易溶解在水中。

而黄油是由许多非极性分子组成的，

更易溶于非极性溶剂中。

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了解了相似相溶原理，

接下来我们来看液相色谱的分类。

液相色谱有很多种类，

其中正相色谱是最先被发明出来的，

它的特点是色谱柱里固定相极性大于流动相的极性。

在正相色谱中，流动相是弱极性的，

比如正己烷，石油醚等。

而固定相是有极性的，比如布满硅羟基的硅胶。

这些极性的硅羟基就像赛道两边的小手，

和进入色谱柱的化合物发生相互作用。

根据相似相溶原理，

极性大的化合物和小手的作用更强，出峰就会慢一些。

极性弱的化合物与硅羟基彼此不感兴趣，出峰就会快一些。

在化学家掌握了硅胶的化学键合技术之后，

反相色谱得到了很大的发展。

正如其名，反相色谱就是和正相色谱反过来。

它的流动相是强极性的，比如甲醇/水。

而固定相是弱极性的，

比如十八烷基键合硅胶柱，也叫C18柱，

就是把硅胶上原本的硅羟基变成了一条碳十八的长链。

这样一来硅胶表面就从强极性变成了弱极性。

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虽然正相色谱是先发明的，但使用并不普遍。

现在，反相色谱的应用占到了所有液相应用的80%以上。

这是为什么呢？

一来，反相色谱的流动相

不再需要烃类、氯仿这些更危险的有机溶剂，

使用起来更加简单和安全。

二来，我们上一集讲过，液相和气相是互相补充的技术。

极性弱，沸点低的化合物优先用气相分析。

而极性强的化合物由于分子间作用力更强，往往沸点不低，

不适合用气相分析，更适合用反相液相色谱分析。

另外，反相色谱的流动相有更多的参数选择，

比如pH、缓冲盐的种类和浓度等，

能更好地调整分离效果，

而正相色谱可调整的流动相参数非常有限。

此外，还有一些化合物，

既不适合用正相分析，

也不适合用反相分析，

比如糖类。

因为糖类有很多羟基，极性很强。

若用反相分析，

糖和C18没有相互作用，出峰太快，

无法分离。

若用正相分析，

糖类又不能溶解在正己烷这种非极性的流动相里，

也无法分离。

这种情况，

我们可以尝试使用亲水作用色谱，HILIC模式。

近几年关于LCMS的HILIC应用研究非常热门，

它使用类似于正相的色谱柱，比如硅胶，和传统

反相的流动相，比如乙腈/水。

这样的组合即能够溶解样品，又能够保留样品，

最终使样品得到很好的分离。

如果化合物的极性特别强，

一言不合就电离。

还可以选择离子对色谱，或者离子交换色谱，

来增强离子和固定相的相互作用，

使不同的化合物得到分离。

不管是正相、反相还是离子交换色谱，

化合物出峰的情况都是和极性相关的，

而凝胶色谱的出峰却只和化合物的大小有关，

所以也叫体积排阻色谱。

当样品流经凝胶色谱柱时，直径较大的化合物，

不易进入凝胶颗粒的微孔中，所以很快出峰。

而直径较小的化合物会进入凝胶颗粒的微孔中，

并不断的进出和扩散，因此，较晚出峰。

总结一下，

这一期我们给大家介绍了

正相色谱、反相色谱、亲水作用色谱、离子对色谱还有凝胶色谱。

关于每一种色谱的特点和应用，

以后我们慢慢讲。

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