高效氣相色譜儀液體固定相由載體和固定液組成。

一、載體：

載體是一種化學(xué)惰性的固體顆粒，提供一個(gè)承擔(dān)固定液的惰性表面，使固定液以薄膜狀態(tài)均勻分布在其表面上。

1、對一般載體的要求：

（1）比表面積大，孔穴結(jié)構(gòu)好。

（2）表面沒有吸附性能或很弱。

（3）不與被分離物質(zhì)和固定液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

（4）熱穩(wěn)定性好，粒度均勻，有一定機(jī)械強(qiáng)度等。

2、載體類型：

載體可分為硅藻土載體與非硅藻土載體。

（1）硅藻土載體：

硅藻土載體是天然硅藻土經(jīng)鍛燒等處理而獲得的具有一定粒度的多孔性固體微粒。因處理方法不同分為紅色載體和白色載體。

1）紅色載體：

將天然硅藻土與粘合劑在900℃煅燒后，破碎過篩而得。因鐵生成氧化鐵呈紅色，故稱為紅色載體。

表孔密集，孔徑較小，比表面積較大，機(jī)械強(qiáng)度好。

表面存有活性吸附中心點(diǎn)，分離極性物質(zhì)時(shí)易產(chǎn)生拖尾峰。

適合涂非極性固定液，分離非極性和弱極性樣品。

2）白色載體：

將天然硅藻土與20%的碳酸鈉等助熔劑混合煅燒，使氧化鐵在煅燒后生成鐵硅酸鈉，變?yōu)榘咨�，故稱為白色載體。

由于助溶劑的存在，生成的硅酸鈉玻璃體破壞了硅藻土中大部分細(xì)孔結(jié)構(gòu)，粘結(jié)為較大的顆粒。顆粒疏松，孔徑較大，比表面積較小，機(jī)械強(qiáng)度較差。

載體中堿金屬氧化物含量較高，pH值大。

載體有較為惰性的表面，表面吸附作用和催化作用小，減少色譜峰拖尾。

適合于低固定液含量，適合涂漬極性固定液，分離極性樣品。

（2）非硅藻土載體：

1）高分子多孔微球載體：

高分子多孔微球載體是由苯乙烯與二乙烯苯交聯(lián)而成的多孔共聚物。

由于是人工合成的，可控制孔徑大小和表面性質(zhì)。

表面積大，機(jī)械強(qiáng)度好。

圓球形顆粒容易填充均勻。

疏水性很強(qiáng)，可快速測定有機(jī)物中的微量水分。

耐腐性好。

不存在固定液流失問題，有利于大幅度程序升溫。

適合于低固定液含量，適合分離高沸點(diǎn)和強(qiáng)極性樣品。

2）聚四氟乙烯載體：

表面惰性，耐腐蝕。

適合分離強(qiáng)極性和腐蝕性樣品。

3、載體鈍化：

載體鈍化是除去或減弱載體表面的吸附性能。

硅藻土載體表面不是完全惰性的，具有活性中心，如硅醇基和礦物雜質(zhì)等，使色譜峰產(chǎn)生拖尾。因此，硅藻土載體使用前要除去這些活性中心，使載體表面結(jié)構(gòu)鈍化。鈍化方法有酸洗、堿洗、硅烷化、釉化和添加減尾劑等。

（1）酸洗：

除去載體表面的氧化鐵等。

用3～6mol/L鹽酸浸煮硅藻土載體，過濾，水洗至中性，甲醇淋洗，脫水烘干，可除去無機(jī)鹽和氧化鐵等。

適用于分離酸性樣品。

（2）堿洗：

除去氧化鋁等堿性雜質(zhì)。

用5%～10%NaOH的甲醇溶液回流或浸泡硅藻土載體，用水和甲醇洗至中性，可除去氧化鋁。

適用于分離堿性樣品。

（3）硅烷化：

除去載體表面的硅醇基，減弱生成氫鍵的能力，使表面惰化。

鹽酸浸泡載體，用硅烷試劑與之反應(yīng)生成Si－O－Si－C鍵，只能涂漬非極性或弱極性固定液，柱效差。

常用硅烷化試劑有二甲基二氯硅烷（DMCS）和六甲基二硅烷胺（HMDS）等。

適用于分離水、醇和胺等易形成氫鍵而拖尾的樣品。

（4）釉化：

堵塞載體表面的微孔和改變表面性質(zhì)。

用2%的硼砂水溶液浸泡硅藻土載體，抽濾后，用和其體積相當(dāng)?shù)?.5%的硼砂水溶液淋洗，干燥后于870℃灼燒3.5h，再升溫至980℃灼燒40min，冷卻，用蒸餾水煮4次，洗滌并干燥。

載體吸附性能低，機(jī)械強(qiáng)度增加。

適用于分離醇和酸類極性較強(qiáng)的樣品，分離甲醇和甲酸時(shí)有不可逆吸附。

（5）添加減尾劑：

用一些表面活性劑飽和載體表面的吸附中心。

二、固定液：

固定液大多為高沸點(diǎn)有機(jī)化合物，在操作溫度下呈液態(tài)，室溫時(shí)為固態(tài)或液態(tài)。

1、對固定液的要求：

（1）在操作溫度下應(yīng)呈液態(tài)，蒸氣壓要很低。否則固定液易流失，色譜柱壽命短，檢測器噪聲大。每種固定液都有最高使用溫度，超過此溫度，固定液蒸氣壓會(huì)急劇上升，造成固定液流失加快。使用時(shí)不能超過最高使用溫度。

（2）對樣品中各組分應(yīng)具有足夠的溶解能力。否則分配系數(shù)太小，各組分來不及分離就流出色譜柱。

（3）對樣品中各組分應(yīng)具有較高的選擇性，即對各組分的分配系數(shù)應(yīng)有較大差別，以將兩個(gè)沸點(diǎn)或性質(zhì)相近的組分分開。固定液的選擇性可用選擇性因子α來衡量，對于填充柱一般要求α＞1.1，對于毛細(xì)管柱一般要求α＞1.05。

（4）穩(wěn)定性要好。固定液與樣品組分和載體不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，高溫下不分解。

（5）粘度要小，凝固點(diǎn)要低。粘度和凝固點(diǎn)決定固定液最低使用溫度。在此溫度下，液相傳質(zhì)阻力劇增，柱效迅速下降，色譜峰嚴(yán)重展寬。

（6）對載體具有良好的浸潤性，以形成均勻的薄膜。

2、固定液類型：

高效氣相色譜固定液已有上千種，按極性大小可分為非極性、中等極性、強(qiáng)極性和氫鍵型固定液。

（1）非極性固定液：

主要是一些飽和烷烴和甲基聚硅氧烷類等。

非極性固定液與組分之間的作用力主要是色散力。

常用固定液有二甲基聚硅氧烷如OV－101、OV－1和SE－30等耐高溫、極性很弱的固定液，低苯基聚硅氧烷如SE－52和SE－54等弱極性固定液。

適用于分離非極性和弱極性樣品。

（2）中等極性固定液：

由較大的烷基和少量的極性基團(tuán)或可誘導(dǎo)極化的基團(tuán)組成。

中等極性固定液與組分之間的作用力主要是誘導(dǎo)力和色散力。

常用固定液有中苯基聚硅氧烷如OV－17，氰丙基聚硅氧烷如OV－1701和OV－1301等，酯類如鄰苯二甲酸二壬酯（DNP）等。

適用于分離弱極性和中等極性樣品。

（3）強(qiáng)極性固定液：

含有較強(qiáng)的極性基團(tuán)。

強(qiáng)極性固定液與組分之間的作用力主要是靜電力。

常用固定液有聚酯類如丁二酸二乙二醇聚酯（DEGS）等。

適用于分離極性樣品。

（4）氫鍵型固定液：

氫鍵型固定液是強(qiáng)極性固定液中特殊的一類，與組分之間的作用力主要是氫鍵作用力。

常用固定液有聚乙二醇類及其衍生物如PEG－20M和FFAP等，其中PEG－20M是藥物分析中最常用的固定液之一。

適用于分離含F(xiàn)、N和O等樣品。

3、固定液選擇：

高效氣相色譜分析中，對組分已知的樣品，如果難分離物質(zhì)對初步確定，選擇固定液的指標(biāo)是使難分離物質(zhì)對達(dá)到完全分離。固定液的選擇原則是根據(jù)相似相溶原理選擇、按主要差別選擇、利用羅氏常數(shù)和麥?zhǔn)铣��?shù)選擇、利用最相鄰技術(shù)優(yōu)選固定液等。

（1）根據(jù)相似相溶原理選擇：

相似相溶原理是指結(jié)構(gòu)或極性相似的物質(zhì)之間的溶解度較大。

1）分離非極性樣品：

一般選擇非極性固定液。

非極性固定液與組分之間的作用力主要是色散力。

樣品中各組分按沸點(diǎn)高低順序分離。沸點(diǎn)低的組分先出峰，沸點(diǎn)高的組分后出峰。

對含有同沸點(diǎn)的烴類和非烴類樣品，極性組分先出峰。

2）分離中等極性樣品：

一般選擇中等極性固定液。

中等極性固定液與組分之間的作用力主要是誘導(dǎo)力和色散力。

樣品中各組分按沸點(diǎn)高低順序分離。沸點(diǎn)低的組分先出峰，沸點(diǎn)高的組分后出峰。

對含有同沸點(diǎn)的極性和非極性樣品，由于誘導(dǎo)力起主要作用，使極性組分與固定液之間的作用力加強(qiáng)，非極性組分先出峰。

3）分離強(qiáng)極性樣品：

一般選擇強(qiáng)極性固定液。

強(qiáng)極性固定液與組分之間的作用力主要是靜電力和誘導(dǎo)力。

樣品中各組分按極性大小順序分離。極性小的組分先出峰，極性大的組分后出峰。

對含有極性和非極性的樣品，非極性組分先出峰。

4）分離能形成氫鍵的樣品（如醇、酚、胺和水）：

一般選擇強(qiáng)極性和氫鍵型固定液，如腈醚和多元醇等。

氫鍵型固定液是強(qiáng)極性固定液中特殊的一類，與組分之間的作用力主要是氫鍵作用力。

樣品中各組分按與固定液之間形成氫鍵的能力大小順序分離。不易形成氫鍵的組分先出峰，易形成氫鍵的組分后出峰。

5）分離復(fù)雜的和難分離的樣品：

可選擇兩種或兩種以上的混合固定液。

可將兩種或兩種以上不同極性固定液按一定比例混合后，涂漬在載體上（混涂）。

可將分別涂漬不同極性固定液的載體按一定比例混勻后，裝入一根色譜柱內(nèi)（混裝）。

可將不同極性的色譜柱串聯(lián)使用（串聯(lián)）。

6）分離含異構(gòu)體的樣品（主要是含芳香型異構(gòu)體）：

一般選擇有特殊保留作用的有機(jī)皂土和液晶固定液。

如苯系物的分離，苯系物指苯、甲苯、乙苯、二甲苯（包括對位、間位和鄰位等同分異構(gòu)體）、異丙苯和三甲苯等。使用有機(jī)皂土固定液，能使間位和對位二甲苯分開，但不能使乙苯和對位二甲苯分開。若使用有機(jī)皂土配入適量鄰苯二甲酸二壬醋的混合固定液，能將各組分分開。

（2）按主要差別選擇：

1）若組分的沸點(diǎn)差別是主要矛盾，可選擇非極性固定液。

2）若組分的極性差別是主要矛盾，可選擇極性固定液。

（3）利用羅氏常數(shù)和麥?zhǔn)铣��?shù)選擇：

各種固定液的羅氏常數(shù)X、Y、Z、U、S和麥?zhǔn)铣��?shù)X′、Y′、Z′、U′、S′的總和表示了固定液相對極性的大小，總和越大，相對極性越強(qiáng)。極性強(qiáng)的樣品應(yīng)選擇總和大的固定液。

如固定液的特征常數(shù)Y′大，表示此種固定液選擇性保留醇類組分好，醇較后出峰。

在羅氏常數(shù)和麥?zhǔn)铣��?shù)中，不少固定液的特征常數(shù)值不一樣。但如果它們的總和相同或相近，可選擇其中一種。

羅氏和麥?zhǔn)铣��?shù)只能用于某一類化合物與另一類化合物分離時(shí)固定液的選擇，如醇與醚分離、酸與酯分離、烷烴與胺類分離等，而不適用于按沸點(diǎn)順序的分離、同系物的分離和同分異構(gòu)體的分離。

（4）利用最相鄰技術(shù)優(yōu)選固定液：

里利等人提出利用最相鄰技術(shù)優(yōu)選固定液。他采用Fortran語言程序把麥?zhǔn)铣��?shù)用N維模型向量表示，若它們在N維空間是緊靠的，則認(rèn)為是相似的。兩種固定液極性的差別可用樣品組分在兩固定液上保留指數(shù)的差值表示。

以上僅是固定液選擇的大致原則，應(yīng)用時(shí)有一定的局限性。樣品在高效氣相色譜分析中的作用比較復(fù)雜，固定液的選擇應(yīng)主要靠實(shí)踐。

4、十二種最優(yōu)固定液：

近年來通過研究大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)選出了十二種最優(yōu)固定液，這些固定液在較寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定，占據(jù)了固定液的全部極性范圍。最常用的OV－101、OV－17、OV－210、Carbowax－20M和DEGS為一般色譜實(shí)驗(yàn)室必備固定液。

（1）角鯊?fù)椋?/DIV>