C18填料在反相分離模式中的應(yīng)用

完成一例樣品分析，需要一套完整的分析方法，包括三部分：液相色譜系統(tǒng)、流動(dòng)相和液相色譜柱。
對(duì)于不同的分離模式，液相色譜儀器平臺(tái)幾乎不需要做任何調(diào)整。流動(dòng)相種類和比例的調(diào)整可以對(duì)分離產(chǎn)生一定的影響，決定分離效果的根本因素是液相色譜柱。液相色譜柱由4部分構(gòu)成：堵頭、篩板、填料和柱管，其中核心是填料，亦是技術(shù)含量較高的部分。  
反相分離模式因其分辨率高、平衡速度快等優(yōu)勢(shì)，在所有液相分離模式中占據(jù)主要地位（約70%樣品分析采用反相分離模式）。反相分離模式包含許多種填料，按照填料基質(zhì)上鍵合功能基團(tuán)來分，有C30、C18、C8、苯基、五氟苯基、五溴苯基、二苯基、聯(lián)苯基、C4、C1和氰基等。其中，C18類型的填料應(yīng)用范圍廣，改進(jìn)型號(hào)多。關(guān)于C18填料的情況，簡(jiǎn)介如下：

C18官能團(tuán)， 十八烷烴硅烷基
英文：Octadecylsilyl，簡(jiǎn)稱ODS。故C18柱又稱ODS柱或RP-18柱。其中根據(jù)封尾情況，不同廠家有稱ODS、ODS-1、ODS-2、RP-18和RP-18e等，本質(zhì)都是C18柱，名稱不同而已。  
C18填料按照基質(zhì)種類可分為無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料

• 無(wú)機(jī)材料如硅膠，獲取成本低，易于修飾，機(jī)械性能好，目前應(yīng)用范圍很廣。
• 有機(jī)材料如乙烯醇共聚物，pH耐受范圍寬，適用于極端pH流動(dòng)相，可為堿性化合物分析提供良好峰形。

 
硅膠基質(zhì)應(yīng)用范圍廣，涉及方面很多
根據(jù)金屬雜質(zhì)含量分為A型硅膠和B型硅膠
A型硅膠出現(xiàn)早，金屬雜質(zhì)含量高，可與一些特殊結(jié)構(gòu)化合物產(chǎn)生較強(qiáng)的作用力，導(dǎo)致峰拖尾甚至不出峰；另外，金屬雜質(zhì)會(huì)提高自由硅羥基活性，引起堿性化合物峰拖尾，甚至非基線分離。在A型硅膠基礎(chǔ)上，不同修飾改進(jìn)，出現(xiàn)一些專用柱，對(duì)特殊類型化合物表現(xiàn)出良好的分離結(jié)果。
   
B型硅膠出現(xiàn)于上世紀(jì)90年代初期，金屬雜質(zhì)含量低（<10ppm），在螯合化合物和堿性化合物分析方面表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。目前各大廠家推出新產(chǎn)品均是在B型硅膠基礎(chǔ)上進(jìn)行功能基團(tuán)的鍵合。
 
根據(jù)物理結(jié)構(gòu)可分為全多孔、表面多孔和整體硅膠 全多孔硅膠填料發(fā)展早，目前也是應(yīng)用范圍很廣的基質(zhì)。其成本低，易于修飾。早期為不定形（方形和菱形等不規(guī)則形狀），如用于胰島素分析的LiChrosorb RP-18；后發(fā)展為球形硅膠，大部分填料基質(zhì)均為此類型，如Discovery C18，Purospher STAR RP-18e和Ascentis C18； 現(xiàn)在技術(shù)方向?yàn)閱畏稚⑶蛐喂枘z，在動(dòng)力學(xué)方面表現(xiàn)出較大優(yōu)勢(shì)，如Titan C18。  
表面多孔硅膠填料雛形是薄殼粒子表面涂敷硅膠，2006年大規(guī)模商業(yè)化，專利名稱為“Fused-Core”，即熔融核顆粒。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，顆粒內(nèi)部是實(shí)心核，無(wú)孔；外表面是一層多孔層，流動(dòng)相和分析組分在此多孔層內(nèi)進(jìn)行傳質(zhì)，在分析速度和分辨率方面表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。
2020版藥典明確藥物分析可采用表面多孔硅膠顆粒填料，可以預(yù)見其在藥物分析領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛。
 
整體硅膠填料，
于2000年商業(yè)化。其不是顆粒狀填料，而是一個(gè)整體，外觀如粉筆一樣；局部放大，可見內(nèi)部如海綿，可劃分為大孔和介孔。傳質(zhì)速度快，反壓低，適用于一些大分子分析（如蛋白、核酸和多肽等）；耐臟性好，適用于復(fù)雜基質(zhì)如食品和體液等樣品的分析。
 
按照封尾情況，
大體可分為不封尾填料和封尾填料 不封尾C18填料，即裸硅膠鍵合十八烷基功能基團(tuán)，其pH耐受范圍通常在2-7.5/8，選擇性與同種封尾填料存在一定差異。

注:一些廠家采用雙異丙基或雙異丁基十八烷基功能基團(tuán)，鍵合后可有效保護(hù)硅膠表面自由硅羥基，拓展pH范圍為1-8；另外，有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化硅膠填料，同樣可以在不封尾的情況下，拓展pH范圍為1-12。


封尾C18填料，即在裸硅膠鍵合十八烷基功能基團(tuán)后，再鍵合小官能團(tuán)，封閉活性硅羥基，如三甲基氯硅烷。封尾可以提高C18填料的pH耐受范圍，如聚合封尾，可拓展為1.5-10.5。  
注:采用三甲基氯硅烷封尾的常規(guī)C18填料，通常不耐受高比例水相。一些廠家將三甲基硅烷替換為極性基團(tuán)（如極性氨基），可有效耐受100%純水相，即可在高比例水相條件下實(shí)現(xiàn)極性化合物的保留和分離。
 
其他方面
硅膠孔徑、鍵合類型和碳載量等因素同樣會(huì)影響C18填料的表現(xiàn)性能，尤其在一些特殊分析條件和特殊樣品（同分異構(gòu)體）方面表現(xiàn)出差異。
 
小結(jié)
 C18填料在所有反相分離模式中應(yīng)用范圍很廣，能夠解決大部分分析問題。然而通過篩選流動(dòng)相條件來實(shí)現(xiàn)樣品基線分離，工作量非常大。改變色譜柱的種類（填料種類）是更為快捷和有效的方式。由于各種因素，不同廠家的C18填料雖然功能基團(tuán)一致，但表現(xiàn)出來的性能有一定差異。如進(jìn)行方法開發(fā)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，篩選不同物理結(jié)構(gòu)和不同廠家C18填料液相色譜柱。