HPLC基礎知識教程（十）

  一、基質（擔體）

　　HPLC填料可以是陶瓷性質的無機物基質，也可以是有機聚合物基質。無機物基質主要是硅膠和氧化鋁。無機物基質剛性大，在溶劑中不容易膨脹。有機聚合物基質主要有交聯苯乙烯-二乙烯苯、聚甲基丙烯酸酯。有機聚合物基質剛性小、易壓縮，溶劑或溶質容易滲入有機基質中，導致填料顆粒膨脹，結果減少傳質，最終使柱效降低。

　　1．基質的種類

　　1）、硅膠

　　硅膠是HPLC填料中最普遍的基質。除具有高強度外，還提供一個表面，可以通過成熟的硅烷化技術鍵合上各種配基，制成反相、離子交換、疏水作用、親水作用或分子排阻色譜用填料。硅膠基質填料適用于廣泛的極性和非極性溶劑。缺點是在堿性水溶性流動相中不穩定。通常，硅膠基質的填料推薦的常規分析pH范圍為2~8。

　　硅膠的主要性能參數有：

　　①平均粒度及其分布。

　　②平均孔徑及其分布。與比表面積成反比。

　　③比表面積。在液固吸附色譜法中，硅膠的比表面積越大，溶質的k值越大。

　　④含碳量及表面覆蓋度（率）。在反相色譜法中，含碳量越大，溶質的k值越大。

　　⑤含水量及表面活性。在液固吸附色譜法中，硅膠的含水量越小，其表面硅醇基的活性越強，對溶質的吸附作用越大。

　　⑥端基封尾。在反相色譜法中，主要影響堿性化合物的峰形。

　　⑦幾何形狀。硅膠可分為無定形全多孔硅膠和球形全多孔硅膠，前者價格較便宜，缺點是渦流擴散項及柱滲透性差；后者無此缺點。

　　⑧硅膠純度。對稱柱填料使用高純度硅膠，柱效高，壽命長，堿性成份不拖尾。

　　2）、氧化鋁

　　具有與硅膠相同的良好物理性質，也能耐較大的pH范圍。它也是剛性的，不會在溶劑中收縮或膨脹。但與硅膠不同的是，氧化鋁鍵合相在水性流動相中不穩定。不過現在已經出現了在水相中穩定的氧化鋁鍵合相，并顯示出優秀的pH穩定性。

　　3）、聚合物

　　以高交聯度的苯乙烯-二乙烯苯或聚甲基丙烯酸酯為基質的填料是用于普通壓力下的HPLC，它們的壓力限度比無機填料低。苯乙烯-二乙烯苯基質疏水性強。使用任何流動相，在整個pH范圍內穩定，可以用NaOH或強堿來清洗色譜柱。甲基丙烯酸酯基質本質上比苯乙烯-二乙烯苯疏水性更強，但它可以通過適當的功能基修飾變成親水性的。這種基質不如苯乙烯-二乙烯苯那樣耐酸堿，但也可以承受在pH13下反復沖洗。

　　所有聚合物基質在流動相發生變化時都會出現膨脹或收縮。用于HPLC的高交聯度聚合物填料，其膨脹和收縮要有限制。溶劑或小分子容易滲入聚合物基質中，因為小分子在聚合物基質中的傳質比在陶瓷性基質中慢，所以造成小分子在這種基質中柱效低。對于大分子像蛋白質或合成的高聚物，聚合物基質的效能比得上陶瓷性基質。因此，聚合物基質廣泛用于分離大分子物質。

　　2．基質的選擇

　　硅膠基質的填料被用于大部分的HPLC分析，尤其是小分子量的被分析物，聚合物填料用于大分子量的被分析物質，主要用來制成分子排阻和離子交換柱。