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液相色谱流动相的优化组合方法

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    液相色谱应用广泛的是反相色谱,其流动相的优化组合直接关系到分离效果。八十年代二元流动相组成优化依赖于容量因子(k’)的对数值与极性溶剂的摩尔分数关系,根据两者线性关系,可以估算溶质的保留值。曾有人确定过14种二元溶剂系统的容量因子与流动相的关系。

  Scott,Snyder和Soczeuinski的色谱模型被应用于分离烷基酚和萘酚,使用mBondapakNH2固定相,Nurok和Richard建立了一个简单的方程来确定溶剂组成的优化,这种方法既可以用于TLC也可以用于HPLC。六种等离子强度溶剂的结合被应用于产生六种三元流动相,用于分离大范围的化合物,这些混合物的极性通过增加极性溶剂来调节。Zima和Smolkova报道过在碳吸附剂上氨基酸保留值的酸碱效应及离子强度,并且给出一系列方程式预言这些两性电解质的保留行为。Markl曾将有机磷和硫加入到流动相中可以调整硅胶表面,这些化合物吸附在硅胶表面由于氢键作用而改变了选择性和溶质的保留值。Hitachi化学公司用于二甲基乙烯酰胺和二甲基聚丙烯酰胺流动相用无机酸调节PH2-6来分析PI2550使用二乙烯苯―苯乙烯作填料,曾获得专利。Cole和Dorsey研究过在反相分离梯度洗脱过程中二次平衡保留时间问题,他们发现当加入3%1-丙醇到强溶剂和弱溶剂中去时,二次平衡时间大大缩短。在反相分离过程中,曾有人作过三种研究关于分配过程中热力学驱动力。Sentell和Henderson研究过C18相作为温度和键合密度形状选择性并且发现低于室温和高键合密度固定相可获得较好的选择性,他们建立了范德荷夫座标图并且指出作为一种功能键合密度图形的差异。

  Gheong和Carr曾使用对于烷基苯在水和4种最普通的有机混合溶剂的一系列无限稀溶液的活度系数的混合物中,观测其保留过程。他们注意到非极性溶质在饱和的十六烷甲醇溶液中和在纯十六烷溶液中测得的活度系数稍微不同,表面积对键合的体积比率在键合相色谱中至关重要。

  Park等曾利用Kamlet-Tafl溶剂化色谱图途径来研究保留过程,他们测得氢键给体对甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈和四氢呋喃的水溶液的混合物的酸度进而研究单取代酚基于溶剂能量线性关系的保留值。聚合芳香烃的使用作为一种探测保留过程,尤其是对于相关的选择性引起人们浓厚兴趣。这些研究很成功,国际标准和技术协会已公布过这种标准参考材料作为评价反相柱的选择性,其中有两种观点,Sander和Wise[8]发表过杰出的论文论述选择性及其评价这种性质途径。Hoffman和Chang报道过一些溶质溶解在弱极性溶剂中再注射到强极性流动相时峰高和塔板数的增加,vukamanic等注意到进样溶剂的选择能影响峰的完整性,包括产生裂峰和激变峰。已有各种各样的途径研究保留值和选择性。有人曾连续使用同系物摸索选择性,其它选择性特征化的方法包括主要成分的分析和利用置换机理对于溶剂的模型吸附到键合相中热力学处理。Kowalska也利用甲醇―水流动相调整溶质保留值,Kaibara等人则研究过反相固定相同溶质的反应,也有人[9]尝试过利用UNIFAC法评价保留值,p-p键反应的作用,用不同的三元溶剂系统计算等强度的流动相,用溶质和流动相分配系数描述溶质保留值,用体积特性参数如粘度、介电常数等关系反相保留值,还有用信息理论和“负熵”描述保留行为。Skelly等开发计算机辅助选择内标物,可从90种内标物的数据库中依据保留时间的排列次序择其所用。

  溶剂化显色现象尤其利用Kamlet-Talf公式近年来成为探索色谱保留值时髦的工具。这可从最近连续的报道中可以看出。不管研究流动相还是固定相其氢键效应仍然非常重要。Carr研究小组[10]仔细地测量了甲醇、乙腈、2―丙醇和四氢呋喃(THF)水溶液混合物的氢键给体酸度并讨论了相关的反相色谱保留值。Cheong和Choi[11]认为可以利用线性溶剂化能量关系预言保留值,为了获得合理的关联系数在保留值和溶质极性参数之间应排除强氢键力的溶质,他们假定可以利用在固定相上残余氢氧根离子同这些化合物特殊的相互关系做到这点。Carr小组[12]另外也论述非常有价值的有关ET(30)溶剂强度的限度,他们指出如果在整个溶剂范围内即从100%水到100%有机改良剂存在非线性化性,同时也应该再次强调,这也适合于别的单一参数溶剂,包括体积百分数对k’作图和溶剂强度参数S。三元流动相组成溶剂的选择性及特性也是人们感兴趣的研究内容。Levin等[13]提出一种在二元流动相相关实验基础上预言三元流动相的保留行为。Dzido和Eegel-hardt研究了单取代极性官能团芳香族烃类化合物选择性的变化,并且解释了分子形状大小、溶质和改良剂间的相互关系以及溶剂化络合物在固定相中先后次序的变化。Heron和Tchapla[14]研究了非水介质反相LC的溶剂选择,发现Kaelble三角图比众所周知的Snyder三角图更为有效。

  各种各样的研究有助于我们更好地理解流动相在保留过程中的作用。Chen和Pietrzyk表面选择性、有效性、线性烷基苯磺酸的分离度能通过流动相离子强度和电解质阳离子的选择得到提高。Busewski等[15]研究了流动相组成关于烷基胺相的保留值和选择性的影响,Seibert和Poole应用一种溶剂化参数模型使丙腈硅烷固定相同甲醇、乙腈、2―丙醇和四氢呋喃流动相的保留性质特征化。流动相添加剂的研究也引起人们关注。McCrossen和Smpson研究戊腈和己腈作为流动相添加剂,发现加入少数的这类物质可引起保留值的明显变化还能明显改善有机胺的峰型。McCalley[16]研究有机溶剂强度对一些基本化合物的峰型影响,发现THF和甲醇比乙腈作流动相有更好的色谱峰,尽管不同溶质的行为有相当大的变化。

  Olesik研究小组的兴趣也继续集中在流动相的“增强流动性”上。当少量的二氧化碳加到传统的反相色谱流动相时,其粘度减少,扩散系数增大,柱效提高。Lee和Olesik研究了结合升高温度可进一步增大扩散系数和柱效,Cui和Olesik[17]报道过应用基础化学对这些方法的改进,指出除了降低粘度外,二氧化碳也能破坏甲醇―水混合物的氢键。

 

 

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