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高效液相色谱|正相色谱小知识-原理及试剂的选择

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2024/10/16

液相色谱（LC）

正相色谱（Normal-phase chromatography，简称NPC）是一种色谱分析技术，其核心特点是固定相的极性高于流动相的极性。这与反相色谱（RPC）的情况正好相反。在正相色谱中，固定相通常是极性材料，而流动相则是非极性或弱极性溶剂。

在正相色谱中，固定相可以是硅烷键合的硅胶或氧化铝，这些材料具有极性表面。流动相通常为非极性溶剂，如正己烷或环己烷，或含有少量极性溶剂（如水或甲醇）的非极性溶剂混合物。

在正相色谱中，样品的保留能力按照以下顺序递增：强路易斯碱 > 弱路易斯碱 > 强路易斯酸 > 弱路易斯酸 > 永久偶极 > 诱导偶极 > 脂肪族。这意味着，极性较强的分子在色谱柱中保留时间更长，而极性较弱的分子则保留时间较短。

正相色谱在分析极性化合物时非常有用，例如在天然产物化学、有机合成和药物分析中。通过调整流动相的组成，可以优化不同极性化合物的分离效果。

01.正相色谱分离的原理是什么？
正相色谱的原理基于极性相互作用，即固定相与样品分子之间的极性基团相互作用。由于固定相具有较高的极性，它倾向于与样品中的极性分子形成较强的相互作用，而与非极性分子的相互作用较弱。因此，极性分子在色谱柱中的移动速度较慢，而非极性分子则较快。
02.正相色谱与反相色谱差异是什么？

1）固定相的极性：

正相色谱：固定相通常是极性材料，如硅胶或氧化铝。

反相色谱：固定相通常是非极性或弱极性材料，如化学键合的十八烷基硅烷（ODS）。

2）流动相的极性：

正相色谱：流动相通常是非极性或弱极性溶剂，如正己烷或环己烷。

反相色谱：流动相是极性溶剂，如水或含有一定比例水的有机溶剂混合物。

3）分离机制：

正相色谱：基于极性相互作用，极性分子在固定相上保留时间较长，非极性分子保留时间较短。

反相色谱：基于疏水相互作用，非极性分子在固定相上保留时间较长，极性分子保留时间较短。

4）样品保留顺序：

正相色谱：极性较强的分子保留时间更长，极性较弱的分子保留时间较短。

反相色谱：极性较弱的分子保留时间更长，极性较强的分子保留时间较短。

5）溶剂效应：

正相色谱：增加流动相中的极性成分（如水或甲醇）会增加极性分子的洗脱能力。

反相色谱：增加流动相中的水含量会降低极性分子的洗脱能力，增加有机溶剂的比例则会增强洗脱能力。

6）柱寿命和稳定性：

正相色谱：由于使用极性固定相，可能对某些有机溶剂较为敏感，需要特别注意溶剂的选择和柱的保存条件。（稍有不慎，就挂了）

反相色谱：固定相较为稳定，对大多数有机溶剂都有较好的耐受性。

03.正相色谱中，常用的洗脱溶剂有哪些？在选择上有什么注意事项么？

正相色谱（Normal-phase chromatography, NPC）中常用的洗脱溶剂主要包括非极性或弱极性溶剂，例如正己烷（n-hexane）、异辛烷（iso-octane）、二氯甲烷（dichloromethane，又称methylene chloride）、氯仿（chloroform）和乙酸乙酯（ethyl acetate）等。这些溶剂的极性相对较低，适合作为正相色谱中的流动相。

在选择正相色谱的洗脱溶剂时，需要考虑以下几个注意事项：
1）溶剂的极性：根据样品的极性选择合适的溶剂，以确保有效的分离。
2）溶剂的纯度：高纯度的溶剂有助于避免杂质的干扰，提高分析结果的准确性。
3）溶剂的兼容性：确保所选溶剂与检测器兼容，不影响检测灵敏度和信号稳定性。
4）溶剂的UV透光性：某些溶剂如二氯甲烷在紫外区的吸收较强，不适合使用紫外检测器，而环己烷基的溶剂则不存在这个问题。
5）溶剂的安全性：考虑溶剂的易燃性、毒性等安全因素，确保实验操作的安全性。
6）溶剂的挥发性：在质谱检测中，溶剂的挥发性对电离效率有影响，需要选择适合的溶剂以优化质谱信号。
7）溶剂的pH调节能力：在某些情况下，可能需要通过添加适量的酸或碱来调节流动相的pH值，以改善分离效果。

此外，正相色谱中还可以通过添加极性溶剂如异丙醇来改善样品的溶解性和极性溶质的分离效果。在实际应用中，通常需要根据具体的分析目标和样品特性，通过实验优化来确定最佳的洗脱溶剂和条件。

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