將C18 固定相稱為可用的*多產(chǎn)的化學(xué)物質(zhì)之一可能更合適。在色譜柱供應(yīng)商中，這一階段的不斷增長的品種肯定不乏。然而，在我們深入研究手頭的主題之前，這里簡要回顧一下 C18 固定相是如何產(chǎn)生的。

起初，俄羅斯植物學(xué)家米哈伊爾茨維特試圖分離和分離植物組織中的天然色素（類胡蘿卜素、葉綠素等）。正如人們可能已經(jīng)猜到的那樣，Tsvet 用于他的分離實驗的不是高度精制、完全多孔、形狀完 美的球形和大小均勻的二氧化硅顆粒，它與 C18 配體鍵合并緊密地包裝在高 級不銹鋼管中！他使用大自然為他提供的材料——礦物質(zhì)和巖鹽（鈣鹽）——作為固定相，并使用乙醇混合物作為流動相。Tsvett 將這種分離技術(shù)命名為“色譜法”，如今它已成為分析化學(xué)的一個重要分支。

反相色譜

在早期的色譜實驗（Tsvet 的設(shè)計）中，疏水性分析物首先從色譜柱中洗脫，然后是極性和非常親水的化合物。這種洗脫順序稱為正相色譜法 (NP)。幾十年后，隨著更多科學(xué)家參與該領(lǐng)域，色譜中引入了額外的分離模式，以分離和純化許多不同基質(zhì)中的多種化合物。盡管涵蓋所有這些新增功能可能令人興奮（?。。。覀儗⒅魂P(guān)注一種反相色譜法 (RP)。

在色譜系統(tǒng)中，離子型和強極性分析物首先從色譜柱中洗脫，然后是疏水性更強的分析物。與 Tsvet 的實驗相比，這些化合物以相反的順序洗脫。因此，該系統(tǒng)被稱為“反相”色譜。

RP 技術(shù)的*終目標(biāo)是分離具有不同疏水程度的分析物。簡而言之，此任務(wù)通過以下方式完成：

1. 使用疏水固定相來保留分析物。
2. 修改和優(yōu)化具有不同能力的多組分溶劑系統(tǒng)，作為目標(biāo)分析物的良好溶劑。這包括有機溶劑和緩沖溶液（如果適用）。并非所有化合物都是強酸性或強堿性，而是可能具有需要窄 pH 范圍來控制其行為的極性基團。

1. 疏水固定相 

碳氫化合物是疏水性的完 美例子，實際上是油性物質(zhì)。更具體地說，直鏈烷烴非常適合用作良好的固定相。我們應(yīng)該注意到，隨著鏈中碳原子的增加，碳氫化合物的物理性質(zhì)也會發(fā)生變化——C1 到 C4 是氣態(tài)的；C5-C17 是液體；C18 和更大的是固體。除了烷烴之外，還有其他候選物，例如芳烴和環(huán)狀烷烴，在這里也可以作為固定相使用。這些其他固定相將在其他文章中討論。C18 的流行可能是由于用于鍵合工藝的起始材料的早期可用性。這個幸運的巧合導(dǎo)致進一步發(fā)現(xiàn) C18 非常適合色譜過程。無論哪種方式，

下一步是將烷烴基團，特別是 C18 或十八烷基，連接到合適的表面上。二氧化硅的性能優(yōu)于所考慮的所有其他介質(zhì)，并且二氧化硅顆粒有多種形狀（規(guī)則球形或不規(guī)則）、尺寸（0.9 o 10 μm 和更大）、孔隙率（大至 1000 ?），并且是全多孔或在設(shè)計上具有堅實的核心。

鍵合過程完成后（此過程的許多細節(jié)保密），C18 配體在分子水平上附著在二氧化硅上，并在二氧化硅顆?？變?nèi)進行更通用的物理放置，如下圖所示。

圖 1. 與二氧化硅鍵合的 C18 配體

圖 2. 二氧化硅孔表面上兩個 C18 配體分子的一般描述

2. RPC 保留機制

 C18 固定相的優(yōu)點和簡單性在于它提供了非常簡單的疏水相互作用。當(dāng)流動相中的溶質(zhì)穿過二氧化硅孔時，它們可以通過相當(dāng)弱的疏水（和范德華力）相互作用被烴類吸引和保持。圖 3是這種交互的代表。

圖 3，C18 配體與化合物之間的簡單疏水相互作用。

圖 4顯示 C18 配體、化合物的苯環(huán)和其丙基部分（圓圈內(nèi)）之間存在疏水相互作用。由于氮上存在正電荷，C18 配體與分子另一側(cè)的胺部分之間的吸引力*小。

表示化合物疏水程度的參數(shù)稱為log P。該值是化合物置于水和正辛醇的混合物中后的平衡常數(shù)。正 log P 值表明目標(biāo)化合物更易溶于正辛醇，因此具有更強的疏水性。負 log P 表示水溶性分子，因此具有更親水的性質(zhì)。圖 4顯示了具有近似 log P 范圍的各類化合物的列表。

圖 4. 各類化合物的 log P 標(biāo)度

有了這些信息，手頭的任務(wù)就變得相當(dāng)清晰：要將化合物保留在 C18 色譜柱上，化合物必須盡可能保持中性或疏水。顯然，對于已經(jīng)是中性或不可能帶電的分析物，什么也做不了。但是，對于弱酸性和弱堿性化合物，我們可以使用緩沖液來控制其電荷狀態(tài)的程度。此處使用的另一個化學(xué)性質(zhì)是 pK a（和 pK b）。溶液中的弱酸和弱堿以兩種形式存在：一種是中性形式，另一種是去質(zhì)子化（酸）或質(zhì)子化（堿）。在特定的 pH 值下，這兩種共軛形式的濃度相等。該 pH 值稱為 pK a和 pK b. 下面的圖表（圖 5）說明了 pK 值及其與化合物疏水性隨 pH 值的變化而增加或減少的關(guān)系。

圖 5.弱酸性和堿性結(jié)合物隨 pH 變化的圖形表示。

在一般實踐中，建議將流動 pH 設(shè)置為分別高于或低于 pK b或 pK a 2 個單位，以確?；衔镆砸环N*有可能保留在柱子上的形式存在。當(dāng)然，幾乎所有事情和每條規(guī)則都有例外。

至此，我們只介紹了流動相的一種成分，特別是水性部分。這導(dǎo)致我們使用多種化學(xué)特性來幫助提高分析物在 C18 固定相上的保留?，F(xiàn)在，自然而然地討論如何從 C18 固定相中洗脫分析物。

為了克服反相條件下的疏水相互作用，甲醇 (MeOH)、乙腈 (ACN) 和四氫呋喃 (THF) 是主要的溶劑選擇。按強度排序，MeOH 被認為是*弱的溶劑，而 THF 是*強的。這種強度轉(zhuǎn)化為每種溶劑洗脫分析物的速度。假設(shè)流動相 (MP) 中的比例相同，使用 THF 作為溶劑的單一分析物將比其他分析物快得多。然而，當(dāng)考慮多于一種分析物時，溶劑強度不會產(chǎn)生成比例的選擇性。在下一篇文章中，我們將討論反相色譜中溶劑選擇性的差異。總之，C18 是可用于反相色譜的*簡單、*方便的固定相之一。