將C18 固定相稱(chēng)為可用的*多產(chǎn)的化學(xué)物質(zhì)之一可能更合適。在色譜柱供應商中，這一階段的不斷增長(cháng)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(jiǎn)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(lèi)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(shí)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(dòng)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(gè)重要分支。

反相色譜

在早期的色譜實(shí)驗（Tsvet 的設計）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(chēng)為正相色譜法 (NP)。幾十年后，隨著(zhù)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（?。。。?，但我們將只關(guān)注一種反相色譜法 (RP)。

在色譜系統中，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(shí)驗相比，這些化合物以相反的順序洗脫。因此，該系統被稱(chēng)為“反相”色譜。

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

1. 使用疏水固定相來(lái)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，作為目標分析物的良好溶劑。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(lái)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(shí)際上是油性物質(zhì)。更具體地說(shuō)，直鏈烷烴非常適合用作良好的固定相。我們應該注意到，隨著(zhù)鏈中碳原子的增加，碳氫化合物的物理性質(zhì)也會(huì )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(gè)幸運的巧合導致進(jìn)一步發(fā)現 C18 非常適合色譜過(guò)程。無(wú)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（規則球形或不規則）、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計上具有堅實(shí)的核心。

鍵合過(guò)程完成后（此過(guò)程的許多細節保密），C18 配體在分子水平上附著(zhù)在二氧化硅上，并在二氧化硅顆?？變冗M(jìn)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(gè) C18 配體分子的一般描述

2. RPC 保留機制

 C18 固定相的優(yōu)點(diǎn)和簡(jiǎn)單性在于它提供了非常簡(jiǎn)單的疏水相互作用。當流動(dòng)相中的溶質(zhì)穿過(guò)二氧化硅孔時(shí)，它們可以通過(guò)相當弱的疏水（和范德華力）相互作用被烴類(lèi)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(jiǎn)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）之間存在疏水相互作用。由于氮上存在正電荷，C18 配體與分子另一側的胺部分之間的吸引力*小。

表示化合物疏水程度的參數稱(chēng)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。正 log P 值表明目標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(lèi)化合物的列表。

圖 4. 各類(lèi)化合物的 log P 標度

有了這些信息，手頭的任務(wù)就變得相當清晰：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(lái)控制其電荷狀態(tài)的程度。此處使用的另一個(gè)化學(xué)性質(zhì)是 pK a（和 pK b）。溶液中的弱酸和弱堿以?xún)煞N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(chēng)為 pK a和 pK b. 下面的圖表（圖 5）說(shuō)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.弱酸性和堿性結合物隨 pH 變化的圖形表示。

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

至此，我們只介紹了流動(dòng)相的一種成分，特別是水性部分。這導致我們使用多種化學(xué)特性來(lái)幫助提高分析物在 C18 固定相上的保留?，F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。這種強度轉化為每種溶劑洗脫分析物的速度。假設流動(dòng)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，當考慮多于一種分析物時(shí)，溶劑強度不會(huì )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?？傊?，C18 是可用于反相色譜的*簡(jiǎn)單、*方便的固定相之一。