早在20世紀初,植物學(xué)家Mikhail Tsvet為了分離植物中天然色素,設計了早的色譜實(shí)驗:碳酸鈣被置于玻璃管中,石油醚被選作流動(dòng)相,不同的色素按疏水性由強至弱的順序被洗脫。經(jīng)過(guò)數十年的發(fā)展,5um~10um大小的球形硅膠顆粒,也就是現在被廣泛應用于HPLC系統的商品化色譜柱才開(kāi)始大規模生產(chǎn)。與Tsvet實(shí)驗類(lèi)似的色譜模式,被稱(chēng)為正相色譜(normal phase chromatography)。相對應的,組分的洗脫順序相反,疏水性強的化合物更晚被洗脫的情況,則被稱(chēng)為反相色譜(reversed-phase chromatography)。反相色譜已經(jīng)成為了現今應用廣泛的色譜模式。為了在反相色譜體系中達到理想的分離效果,我們對固定相、流動(dòng)相、溫度等等參數一一進(jìn)行優(yōu)化。接下來(lái)我們將討論一個(gè)簡(jiǎn)單情況:各組分按疏水性差異被依次洗脫。
今天的主角:C18。C18現今的“江湖地位”可以說(shuō)是天時(shí)、地利、人和三者相互結合的結果:
C18分子本身與樣品組分,進(jìn)行簡(jiǎn)單的疏水相互作用,不受二級作用(例如,氫鍵)的干擾。當目標組分被流動(dòng)相帶入硅膠孔隙中,依據疏水性的差異,不同組分在固定相上“停留”的時(shí)間也不同。
C18與硅膠也堪稱(chēng)天作之合。通常情況下,硅膠基質(zhì)色譜填料,通過(guò)硅烷化試劑與硅膠表面的硅羥基進(jìn)行縮合反應,以達成化學(xué)鍵合。而各類(lèi)單功能團硅烷之中,十八烷基二甲基氯硅烷的鍵合反應相對更容易控制。C18在自然狀態(tài)下非常穩定,小于18個(gè)碳原子的直鏈烷烴在物理性質(zhì)上傾向于液體,不易控制。
C18提供的疏水選擇性“剛剛好”。既不會(huì )由于C鏈過(guò)長(cháng)導致容易吸附樣品(主要還是針對小分子來(lái)說(shuō),大分子仍舊容易在C18吸附),也不會(huì )因為疏水性不足而導致無(wú)法分離各組分。
由此可見(jiàn),在使用C18色譜柱時(shí),組分在流動(dòng)相中的狀態(tài)應當成為我們時(shí)刻關(guān)注的一個(gè)重要點(diǎn)。