反相高效液相色谱中溶质保留过程的热力学研究4: 焓熵补偿

依据液相色谱中溶质计量置换保留模型, 对溶质在反相液相色谱(RPLC)保留过程及其吸附、解吸附过程中的焓熵补偿进行了研究, 证实了在RPLC中焓熵补偿确实存在。从焓熵补偿的定义出发, 从理论上证明了溶质在保留过程中的焓熵补偿温度本质上为溶质保留值的收敛温度, 其数值为Z对1/T线性作图的斜率与截距之比。与惯常计算焓熵补偿温度的方法相比, 本文的方法所得补偿温度更为合理且不受流动相中强溶剂浓度变化的影响。     

反相高效液相色谱中溶质保留过程的热力学研究4: 焓熵补偿

依据液相色谱中溶质计量置换保留模型, 对溶质在反相液相色谱(RPLC)保留过程及其吸附、解吸附过程中的焓熵补偿进行了研究, 证实了在RPLC中焓熵补偿确实存在。从焓熵补偿的定义出发, 从理论上证明了溶质在保留过程中的焓熵补偿温度本质上为溶质保留值的收敛温度, 其数值为Z对1/T线性作图的斜率与截距之比。与惯常计算焓熵补偿温度的方法相比, 本文的方法所得补偿温度更为合理且不受流动相中强溶剂浓度变化的影响。     

反相液相色谱中生物大分子保留自由能及相比的测定

依据液相色谱中溶质的计量置换保留模型（SDM-R）和反相液相色谱（RPLC） 中小分子溶质柱相比的热力学新定义,建立了准确测定生物大分子柱相比的理论模 型和实验方法,准确测定了生物大分子的柱相比。同时依据计量置换参数logI和Z 具有热力学平衡常数的性质,并以logI和对1/T作图呈线性为途径,解决了生物大 分子色谱热力学研究中存在的三个难题,准确测定了七种标准蛋白质在RPLC保留过 程中的自由能变,并发现在RPLC中柱相比对保留过程中溶质总自由能变的贡献值几 乎可与溶质在RPLC保留过程中的净自由能变相当。     

α-氨基酸在冠醚手性固定相上定量结构-对映体保留相关性的研究

运用量子化学中的Hartree-Fock程序(6-31G基组)方法计算质子化α-氨基酸溶质的分子结构参数,借助于多元线性回归法建立了α-氨基酸对映体在冠醚手性固定相上的色谱保留与其分子结构参数之间的定量结构-对映异构体保留(QSERR)模型.结果表明,α-氨基酸光学异构体的容量因子对数(logk′)与质子化α-氨基酸溶质的分子结构描述参数之间具有较好的线性相关性.在QSERR模型中,溶质结构描述参数EHOMO, DIP, ElcE, Ang和logP具有较为明确的物理意义,这些参数反映了固定相与溶质分子之间的静电作用、π-π作用力、色散力、立体位阻和疏水作用,能较好地解释α-氨基酸对映体在联萘冠醚CSP上保留机理.建立的QSERR模型具有较好的稳定性和预测能力.     

新型反相液相色谱固定相的研究

反相液相色谱是液相色谱中应用最广泛的一种分离体系,一般用C_(18)或其它正构烷基键合固定相。由于保留作用的主要因素是疏溶剂效应,所以溶质的分离主要通过改变流动相的组成以调节k′值而进行。 近年来,在研究反相色谱分离机理的过程中,人们也注意到反相液相色谱中固定相的结构在分离过程中也有不可忽视的作用。对正构烷基键合相的链长和侧链影响的研究表明,随着链长的增加,保留时间增加。     

醋酸水流动相体系中硅胶键合相上生物大分子保留行为的研究

 提出了以醋酸 水作为流动相的体系中 ,在ODS柱上分离生物大分子的反相高效液相色谱 (RPLC)方法。实验结果表明 ,醋酸 水的洗脱能力强于甲醇 水 三氟醋酸体系 ,在一定程度上克服了色谱分离中一些蛋白质的不可逆吸附且具有便于冷冻干燥的优点。用参数Z(1mol溶剂化溶质被溶剂化固定相吸附时从两者接触表面释放出置换剂的摩尔总数 ) ,logI(与 1mol溶质对固定相亲和势有关的常数 )和 j(与 1mol溶剂对固定相亲和势有关的常数 )对 9种蛋白质在此流动相体系中的保留进行了表征。     

气相色谱保留值与疏水亲脂参数的关系

]本文利用数理统计方法,研究了分子结构参数与气相色谱保留行为的关系,重点考察了疏水亲脂参数logP以及结合诱导效应指数F和分子连通性指数1X,对于极性和非极性物质色谱保留值的不同贡献。并通过对保留值的预测,证明了它们的密切相关性。     

反相液体色谱中饱和醇保留行为的研究 Ⅰ.低碳醇保留行为与溶质分子结构的关系

本文从吸附-疏溶剂理论出发,根据热力学平衡观点,导出了一定固定相和流动相时,描述溶质保留行为与其分子结构关系的理论模型,并用之预测了饱和醇的保留值,获满意结果。从而表明本模型不但能用于同系物,而且亦可用于同分异构体及立体异构体保留行为的预测。     

引言

反相液相色谱(RPLC)是当前色谱分离中应用最为广泛的色谱模式,依靠疏水固定相与溶质之间的疏水相互作用实现弱极性和中等极性化合物的高效分离。但是,RPLC 对极性化合物(如寡糖、强极性寡肽、药物等) 的保留很弱,甚至不保留。反相离子对色谱(RPIC)、离子交换色谱(IEC)和正相色谱(NPLC)等可以作为RPLC 的补充,用于极性化合物的分离。然而,它们又各自存在一定的局限性,不能满足当前复杂样品的分离和表征需求。
亲水作用色谱(hydrophilic interaction liquid chromatography, HILIC)作为一种分离极性化合物的液相色谱模式,其概念最早由Alpert 于1990 年提出。HILIC 的主要特征是使用类似于NPLC 的极性固定相和水/有机溶剂(通常是乙腈)作为流动相,其中水是强洗脱溶剂。与NPLC 类似,在HILIC 模式下化合物的保留时间随其极性增强而增加。HILIC越来越受到关注和重视,一方面是因为强极性化合物的分离问题引起了各个研究领域的重视,包括药物分析、食品分析及蛋白质组学等领域都不同程度地涉及极性化合物的分离问题;另一方面是由于HILIC 具有其自身的优势。首先,HILIC 模式对强极性和亲水性化合物具有很好的保留和分离选择性,是解决各类强极性和亲水性化合物分离问题的可靠手段。其次,HILIC 模式使用的流动相体系相对简单,操作方便,而且克服了NPLC 的流动相溶解性差、保留时间对流动相中水含量十分敏感以及质谱兼容性差等问题。此外, HILIC的分离机理与RPLC 完全不同,两者的分离选择性有很好的正交性,适合用于构建HILIC-RPLC 二维色谱系统,是解决复杂样品分离问题的有效手段之一。近十年来,HILIC分离材料、分离原理和分离方法开发等领域均取得了巨大进展,在食品、药品、天然产物、蛋白质组以及代谢组学等分离分析中的应用日益广泛和成熟。     

高效液相苯胺甲基键合硅胶固定相的保留机理研究

 制备了 3种不同键合量的苯胺甲基键合硅胶固定相 ,分别在正、反相条件下研究了它们对芳烃及其极性、酸性、碱性取代衍生物的保留和分离选择性 ,探讨了该固定相的保留机理 ,并考察温度对溶质在具有不同键合量的固定相上保留的影响。结果表明 :苯胺甲基键合硅胶固定相对溶质的保留是疏水、π π、偶极 偶极和电荷转移等多种作用的结果 ,在反相模式中 ,疏水作用对溶质的保留起主要作用。     

在脂肪酸-水流动相中小分子在反相高效液相色谱中的保留表征

在反相液相色谱(RPLC)中用Snyder经验议程和计量置换保留模型(SDM-R)中的参数对深质为脂肪醇同系物,流动相为脂肪酸同系物时深质的保留行为进行了研究,结果表明用SDM-R参数具有明显的优越性,另外,由于用Snyder经验公式中二参数之间的作园无法准确求得斜率,且其不具有明确的物理意义,而由SDM-R二参数作图,不但能准确求得斜率j(与1mol溶剂和固相结合能有关的常数),而且j具有明确的物理意义并符合碳数规律,所以,参数j有可能用于RPLC中表征深剂强度,由此得出,在RPLC中,对同一置换剂面言,随同系物溶质的Z(1mol深剂化深质被深剂化固定相吸附时,从二接解面释放出的置换剂分子数)和logI(与1mol深质和固定相亲和势有关的常数)值增大,它们的保留时间也增大,对同一深质而言,随着在同系物置换剂中碳链的增长,Z和logI值的减小,它的保留时间也缩短,同时还可得出,随着同系物置换剂j值的减小,它们的洗脱能力也增强.     

反相液相色谱中溶质保留参数间的定量关系研究

 比较了Snyder经验公式中的K0w 与S和溶质计量置换保留模型 (SDM R)中溶质保留参数Z(1mol溶剂化溶质被溶剂化固定相吸附时 ,在其接触表面处释放出溶剂或置换剂的总摩尔数 )与lgI(与 1mol溶质对固定相的亲和势有关的常数 )之间的定量关系。SDM R中的两个参数间不仅对同系物溶质可以有很好的线性关系 ,而且对非同系物溶质也有很好的线性关系。其线性关系的好坏主要取决于这两个参数数值范围的大小 ,与文献中报告的线性关系取决于是否单因素影响溶质的保留和完全由统计学规律决定的结论不同。     

反相毛细管电色谱中溶质保留值与溶剂化结构参数间的定量关系

利用线性溶剂化能关系（ＬＳＥＲ）方法,研究了反相毛细管电色谱（ＲＰ－ＣＥＣ）中溶质保留值与溶剂化结构参数间的定量关系。发现决定溶质在ＲＰ－ＣＥＣ中保留行为的主要因素为溶质的体积及溶质作为氢键受体的碱性大小;建立了溶质在ＲＰ－ＣＥＣ中的ｌｏｇｋ′以及保留方程ｌｏｇｋ′＝ｌｏｇｋ′ｗ－Ｓφ中ｌｏｇｋ′ｗ,Ｓ与溶质的溶剂化结构参数间的定量关系;此外,还建立了不同流动相体系间溶质的ｌｏｇｋ′ｗ和Ｓ值的换算方程。     

连、偏、均三甲苯在水-叔丁醇混合溶剂中的溶解度和疏水作用

在283.15, 288.15, 293.15, 298.15 K温度下,测定了连、偏、均三甲苯在水-叔丁醇混合溶剂中的溶解度,其中混合溶剂中叔丁醇的摩尔分数分别为0.000, 0.010, 0.020, 0.030, 0.040, 0.045, 0.050, 0.060, 0.080,0.100.　以此为基础,对甲烷与苯四聚过程的疏水相互作用Gibbs自由能进行了研究,并从微观上讨论了溶剂结构和溶质聚集状态对疏水作用的影响.     

α-氨基丁酸对映异构体在DMF+水混合溶剂中的焓对作用

利用等温滴定微量热法(ITC)分别测定了298.15K时L-α-氨基丁酸和D-α-氨基丁酸两种对映异构体在不同组成的二甲基甲酰胺(DMF)+水混合溶剂中的稀释焓.根据统计热力学的McMillan-Mayer理论计算各溶剂组成下的同系焓对作用系数(hxx).从溶质-溶质和溶质-溶剂相互作用的观点出发探讨了三元水溶液中疏水-疏水、疏水-亲水和亲水-亲水作用的竞争平衡.实验发现,在所研究的混合溶剂组成范围内(wDMF=0-0.3),α-氨基丁酸两种对映体的hxx都是较大的正值,且都随wDMF的增大而逐渐减小,而有趣的是L型对映体的hxx值普遍比D型的大(hLLhDD),说明ITC可以区分对映异构体的同手性焓对作用.结果表明:在α-氨基丁酸+水+DMF三元溶液体系中,疏水-疏水和疏水-亲水作用在分子对作用过程中占优势;在α-氨基丁酸的同种对映体发生分子对作用时,L-L分子对比D-D分子对在构型上更有利于α-碳上疏水侧链(CH3CH2-)的靠拢,疏水基团的水合壳层发生交盖,局部破坏而释放出部分结构化的水,过程自发、吸热且伴随显著熵增(ΔG0,ΔH0,ΔS=(ΔH-ΔG)/T0),因而在稀释时释放出更多热量,hxx具有较大的正值.     

反相液相色谱中溶剂强度规律的研究

 以溶质计量置换保留模型 (SDM R)为依据 ,通过研究 3种正链醇同系物溶剂置换剂对 14种正链醇同系物溶质色谱保留行为的影响 ,发现计量置换参数Z(对应 1mol溶质被吸附时从溶质与固定相接触处释放出的溶剂的总摩尔数 )、lgI(与 1mol溶质对固定相亲和势有关的常数 )和 j(与 1mol溶剂对固定相亲和势有关的常数 )均随着同系物置换剂相对分子质量的增大而减小 ,并呈现出线性变化 ,表明溶剂强度与溶剂分子的大小有关 ,分子愈大 ,溶剂洗脱能力愈强 ,并遵循同系物规律。     

反相毛细管电色谱中溶质保留值与溶剂化结构参数间的定量关系

利用线性溶剂化能关系（ＬＳＥＲ）方法，研究了反相毛细管电色谱（ＲＰ－ＣＥＣ）中溶质保留值与溶剂化结构参数间的定量关系。发现决定溶质在ＲＰ－ＣＥＣ中保留行为的主要因素为溶质的体积及溶质作为氢键受体的碱性大小；建立了溶质在ＲＰ－ＣＥＣ中的ｌｏｇｋ′以及保留方程ｌｏｇｋ′＝ｌｏｇｋ′ｗ－Ｓφ中ｌｏｇｋ′ｗ，Ｓ与溶质的溶剂化结构参数间的定量关系；此外，还建立了不同流动相体系间溶质的ｌｏｇｋ′ｗ和Ｓ值的换算方程。     

甲酰胺、乙酰胺、尿素在两种极性非水溶剂中的体积性质

以尿素、甲酰胺和乙酰胺为溶质,二甲基甲酰胺和二甲基亚砜为溶剂;或以二甲基甲酰胺、二甲基亚砜为溶质,以甲酰胺为溶剂,通过测定溶液在２９８．１５Ｋ下的密度数据,求得了溶质的表观摩尔体积以及与溶质－溶质相互作用相关的体积第二维里系数．利用定标粒子理论讨论了溶质分子的几何体积、溶质－溶剂相互作用对溶质偏摩尔体积的影响,结果表明,溶质的溶剂化与溶质－溶质相互作用的体积效应呈相反的变化趋势     

磷脂微乳电动色谱的定量结构保留关系研究

以大豆磷脂为主要的表面活性剂,制备适合毛细管电动色谱使用的不同构成比的微乳体系, 应用溶剂化参数模型研究了中性溶质在其中的定量结构保留关系.使用动态涂层毛细管, 以二甲基亚砜和十二烷基苯分别作为电渗流和微乳液滴迁移的标记物, 测定了26个具有不同结构小分子中性化合物在17种微乳电动色谱体系下的保留因子, 建立了线性溶剂化能量关系(LSER)方程.通过比较两体系的LSER方程系数比较体系相似性.结果表明, 本研究建立的磷脂微乳电动色谱体系在线性溶剂化特征上和其它构成的微乳电动色谱体系相似.对溶质保留贡献较大的是溶质体积和有效氢键碱度, 油相种类及浓度对溶质的保留选择性无明显影响.     

甲酰胺,乙酰胺,尿素在两种极性非水溶液中的体积性质

以尿素、甲酰胺和乙酰胺为溶质，二甲基甲酰胺和二甲基亚砜为溶剂；或以二甲基甲酰胺、二甲基亚砜为溶质，以甲酰胺为溶剂，通过测定溶液在２９８．１５Ｋ下的密度数据，求得了溶质的表观磨尔体积以及与溶质－溶质相互作用相关的体积第二维里系数。利用定标粒子理论讨论了溶质分子的几何体积、溶质－溶剂相互作用对溶质偏摩尔体积的影响，结果表明，熔质的溶剂化与溶质－溶质相互作用的体积效应呈相反的变化趋势。