微精选

近年来，固定相的设计理念持续演进，从提供单一相互作用，发展为可精准调控多种作用的精密界面工程。

1. 混合模式固定相：应对复杂体系的方案
混合模式固定相因其表面存在多种不同化学性质的官能团，能同时提供疏水、亲水及离子交换等多种相互作用，在复杂样品分离中展现出独特优势。

文献实例：一项发表于《色谱》2025年的研究，以天然松香衍生物——丙烯海松酸为功能单体，制备了新型固定相（Sil-APA）。其表面同时存在疏水的氢化菲环骨架，以及羟基、羧基等极性/离子化基团，实现了对疏水化合物、亲水化合物和阳离子型化合物的单柱同时分离。这类源于生物质的新材料，也为绿色化学提供了新路径。

图1. 丙烯海松酸键合硅胶色谱固定相的制备（图片来源：Se Pu. 2025 doi: 10.3724/SP.J.1123.2024.10010）

2. 聚合物固定相：苛刻环境的稳定选择
以高交联度苯乙烯-二乙烯苯等为代表的聚合物固定相，其最大优势在于极宽的pH耐受范围。这类固定相在使用任何流动相时都表现出优异的化学稳定性，甚至可用强碱进行清洗再生（图2）。

文献实例：聚合物基质的出色稳定性，使其在环境分析领域展现出重要应用价值。有研究利用其耐腐蚀和耐溶胀的特性，将其应用于复杂环境水样中纳米颗粒的富集与分离，展现了在苛刻条件下稳定的使用寿命和可靠的重现性。

图2. 从水溶液环境中聚集分离纳米粒子（图片来源：Sci. Total Environ. 2025 doi：10.1016/j.scitotenv.2025.180882）

3. 硅胶基质化学键合相：经典材料的精细化改进
硅胶因其机械强度高和表面修饰技术成熟，仍是目前最主流的基质。为提高硅胶基固定相的稳定性，尤其是拓宽其pH使用范围，业界发展了几种关键策略：

文献实例：一项2024年发表于《高等学校化学学报》的研究，成功制备了酰胺和咪唑基离子液体双极性基团共嵌入式C18固定相。该工作通过双极性基团共嵌入这一精细策略，有效钝化了残余硅羟基的负面影响，从而改善了碱性化合物的峰形。

图3：固定相的制备过程（图片来源：高等学校化学学报, 2024 doi:10.7503/cjcu20230503）

固定相的表面化学性质，主要通过与分析物之间的特异性相互作用，直接决定了分离的选择性。

1. 官能团与相互作用机制
固定相表面的官能团是与分析物发生作用的直接位点，其类型决定了相互作用的性质。

• 疏水相互作用：是反相色谱的基石，主要由C18长链烷基、聚合物骨架等非极性基团提供。

• 亲水相互作用与氢键：是亲水作用色谱（HILIC）的核心，固定相表面的酰胺基、羟基等极性基团通过与分析物形成氢键实现保留。

• 离子交换作用：固定相表面带电荷的基团（如羧基、铵基）与带相反电荷的分析物离子发生静电相互作用。

2. 有序多孔材料：精确筛分的新维度

除了上述经典的相互作用，新兴的有序多孔材料（如MOFs、COFs）为色谱分离带来了新的机制。

文献实例：一项2024年发表于 Microchemical Journal 的研究，创新性地将金属有机框架（MOF）和共价有机框架（COF）复合，制备了一种核壳结构的硅胶复合固定相。该设计巧妙地结合了MOF和COF的材料优势，为分离过程提供了更丰富的活性位点和多种协同作用的相互作用力。 

图4：MOF-5/COF@silica双层芯壳复合材料（图片来源：Microchem. J. 2024 doi: 10.1016/j.microc.2024.110517）

3. 极性匹配原则：固定相选择的实用指南
选择固定相时，一个实用的基本原则是极性匹配，即根据分析物的极性特征选择极性相似的固定相。

• 对于中等极性和极性较强的化合物，可考虑氰基、氨基等极性键合相。

• 对于非极性和极性较弱的化合物，C18等非极性键合相通常是合适的选择。

下表总结了常见固定相的类型与适用场景：

复杂天然产物提取物的分离
天然产物提取物成分复杂，常包含不同极性的化合物。混合模式色谱固定相在此类样品分析中优势显著。

文献实例：前述的丙烯海松酸键合固定相（Sil-APA）被应用于一种中药提取物的分析。如图5所示，在该固定相上，提取物中的疏水性黄酮类成分、亲水性糖苷类成分以及带正电荷的生物碱在一次进样中均获得了良好的分离，充分证明了混合模式固定相在解析复杂天然产物化学成分方面的独特优势。

图5：Sil-APA固定相分离中药提取物的色谱图（图片来源：Se Pu. 2025 doi: 10.3724/SP.J.1123.2024.10010）

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