辛基键合硅胶小柱的分离原理主要基于化合物与硅胶表面辛基键合基团的相互作用,结合硅胶本身的亲水性及分子筛效应,实现对不同极性和不饱和度化合物的有效分离。具体如下:
一、辛基键合基团的非极性吸附作用
辛基键合硅胶小柱的表面覆盖有辛基(C8)键合基团,这些基团具有非极性特性。当样品溶液通过小柱时,非极性或弱极性的化合物能够与辛基键合基团发生相互作用,这种相互作用主要是基于范德华力或π-π键合作用。具体来说:
不饱和化合物:含有双键或芳香环的化合物能够与辛基键合基团形成π-π键合作用,从而实现吸附。
非极性化合物:非极性化合物与辛基键合基团之间的范德华力作用较强,也容易被吸附。
二、硅胶表面的亲水性作用
除了辛基键合基团外,硅胶表面还具有一定的亲水性。这种亲水性使得硅胶表面能够与极性化合物形成氢键作用。因此,当样品溶液通过小柱时,极性化合物除了可能与辛基键合基团发生弱相互作用外,还可能通过氢键作用与硅胶表面结合。然而,由于辛基键合基团的存在,极性化合物与硅胶表面的直接相互作用相对较弱。
三、分子筛效应
辛基键合硅胶小柱的硅胶颗粒具有多孔结构,这种结构使得小柱具有一定的分子筛效应。不同大小的分子在通过小柱时,会受到不同程度的阻碍。一般来说,小分子更容易通过小柱的孔隙,而大分子则可能受到阻碍,从而延长其在小柱中的保留时间。
四、分离过程
在分离过程中,样品溶液首先通过辛基键合硅胶小柱。非极性或弱极性的化合物由于与辛基键合基团的相互作用较强,会被小柱吸附并保留较长时间。而极性化合物由于与辛基键合基团的相互作用较弱,且可能受到硅胶表面亲水性的影响,因此更容易被洗脱下来。此外,不同大小的分子也会受到分子筛效应的影响,从而进一步影响它们的分离效果。
五、影响因素
碳载量:辛基键合硅胶小柱的碳载量(即辛基键合基团占载体比例)会影响其非极性吸附强度。碳载量越高,非极性吸附能力越强,但也可能增加碱性化合物的二次吸附和基质干扰。
粒径和孔径:硅胶颗粒的平均粒径和平均孔径会影响小柱的柱效和背压。粒径越小、孔径越适中,小柱的分离效果越好,但背压也可能相应增加。
洗脱剂:洗脱剂的选择对分离效果至关重要。洗脱剂的极性、pH值等因素都会影响化合物与小柱之间的相互作用,从而影响分离效果。