聚乙二醇和酯类固定液的应用及特点

1.对固定液的要求

（1）在操作温度下呈液态，黏度越低越好。因为组分在高黏度固定液中的传质速度慢、柱效低，这就决定了固定液的最低使用温度。

（2）蒸气压低，热稳定性好。这样可以减少固定液的流失，延长色谱柱的使用寿命。这两者决定了固定液的最高使用温度。

（3）化学惰性高，润湿性好。化学惰性高是指固定液不与组分及载气发生不可逆反应。润湿性好可使固定液均匀涂敷在载体表面或毛细管内壁，形成稳定的固定液薄膜层。

（4）选择性好。选择性好的固定液对沸点相同或相近而类型不同的物质具有分离（或分辨）能力，即对这不同类型化合物的保留行为存在差异。

2.固定液的分类

（1）化学分类法

化学分类法是按固定液的化学结构类型分类的方法。

烃类固定液　它是标准的非极性固定液，包括烷烃与芳烃，常用的有角鲨烷、石蜡烷、聚乙烯等，常把角鲨烷的相对值定为零，其结构式如下。

硅氧烷类固定液　它是通用性固定液，从弱极性到极性都有。其优点是温度黏度系数小，蒸气压低，流失少，有较高的使用温度；对多数有机化合物都有较好的溶解能力，使用范围广。按化学结构分为甲基硅氧烷、苯基硅氧烷、氟烷基硅氧烷和氰基硅氧烷等。

醇类固定相　它是氢键型极性固定液，分为非聚合醇和聚合醇两类。聚乙二醇（平均相对分子质量20 000）是药物分析中最常用的极性固定液之一。

酯类固定液　它是中强极性固定液，分为非聚合酯和聚酯两类。聚酯类多是二元酸及二元醇所生成的线性聚合物。在酸性或碱性条件下或200℃以上的水蒸气均能使聚酯水解。

（2）极性分类法

固定液与被分离组分之间的作用力是一种弱作用力，这种作用力有静电力、诱导力、色散力和氢键作用力等，固定相对组分的保留作用就是通过这些弱作用力的综合作用而产生的。这种综合作用的宏观表现就是我们常说的“极性”。如果指定某种或某一类被分离的组分为评价的标准物，就可以评价和比较各种固定液极性的大小。固定液与标准物的综合作用力大，这种固定液的极性就大；反之，固定液的极性就小。(www.xing528.com)

麦克雷诺选择了性质不同的10种物质（苯、丁醇、2-戊酮、硝基丙烷、吡啶、2-甲基戊醇、碘丁烷、2-辛炔、二氧六环、顺八氢化茚）作为标准物，分别测定它们在某种固定液和标准固定液（角鲨烷）中的保留指数之差值ΔI，10种标准物的ΔI之和，称为总极性，其平均值称为固定液的麦氏常数。固定液的总极性越大，则极性越强。几种常用固定液在其中5种标准物测定下的麦氏常数如表9-2所示。

表9-2　几种常用固定液的麦氏常数

注：①最高使用温度，其值随固定液聚合物相对分子质量而变化。
②溶解固定液的溶剂，A丙酮、B苯、C氯仿、E乙酸乙酯、M甲醇。
③表中5种标准物在角鲨烷上的保留指数分别为653、590、627、652和699，表内列出的分别是与它们保留指数之差值ΔI。
引自：McReynolds W O.J Chromatography Sci.,1970,8(4): 214。

3.特种固定液

对于某些难分离样品，需要采用特种固定液才可实现有效分离，如手性固定液。因为一般固定液不能将手性对映体分离，在气相色谱中直接分离手性化合物需要用手性固定液。手性固定相是近30多年发展起来的。为了提高分离度，常用毛细管气相色谱法，将手性固定相涂渍并交联到毛细管壁上进行手性分离。

例如，Chirasil-Val是t-丁基酰胺-L-缬氨酸与二甲基和羧烷基甲基聚硅氧烷结合的聚合物手性固定液，手性中心在L-缬氨酸分子中的不对称碳原子上，分离机理靠固定液与对映体溶质分子间的结构适应性和相互间的氢键力，也与偶极-偶极相互作用及色散力有关。

4.固定液的选择

固定液的选择并无严格的概率可循，多数情况下是根据文献的记载结合实验比较才能最后确定，下面仅讨论固定液选择的一般原则和方法。

在日常分析实验中，应了解被分离样品大多数组分的性质，初步确定难分离的物质对，此时固定液的选择应遵循“相似相溶”的基本原则。

对非极性样品，首先考虑用非极性固定液分离。这时固定液与被分离组分间主要靠色散力起作用，固定液的次甲基越多，则色散力越强，各组分基本上按沸点顺序彼此分离，沸点低的组分先流出。若被分离的组分是极性和非极性的混合物，则同沸点的极性物先流出。

对极性样品，首先考虑选用极性固定液分离。这类固定液分子含有极性基团，组分与固定液之间的作用力主要为静电力，诱导力和色散力处于次要地位。各组分流出色谱柱的次序按极性排列，极性小的先流出，极性大的后流出。若样品是非极性化合物，则先流出，而且固定液极性越强，非极性组分流出越快，极性组分的保留时间就越长。

对于能形成氢键的样品，如水、醇、胺类物质，一般可选择氢键型固定液。此时组分与固定液分子间的作用力主要为氢键作用力，样品组分主要按形成氢键能力的大小顺序分离。

利用固定液与分离组分分子间生成弱的化学键这种特殊的作用力，有时也能实现一些组分的分离。例如，在极性和氢键型固定液中加入硝酸银，由于固定液中的Ag+能和样品分子中的不饱和键生成松散的化学加成物，增大了烯烃在色谱柱内的保留，使其在同碳数的烷烃之后流出。又如，使用硬脂酸酯作固定液时，由于脂肪胺与这种固定液的络合能力存在差异，故可选择地分离胺类。此外，某些固定液对芳烃具有特殊选择性，在实际工作中有一定价值。常用的这类固定液有：聚乙二醇、磷酸三甲酚酯、四氯代邻苯二甲酸酯、3,5-二硝基苯甲酸乙二醇酯等。这些固定液往往与被分离的芳烃形成“π-络合物”，因而对芳烃产生选择性保留，而脂肪烃则较快地流出色谱柱。