將C18 固定相稱為可用的*多產的化學物質之一可能更合適。在色譜柱供應商中，這一階段的不斷增長的品種肯定不乏。然而，在我們深入研究手頭的主題之前，這里簡要回顧一下 C18 固定相是如何產生的。
起初，俄羅斯植物學家米哈伊爾茨維特試圖分離和分離植物組織中的天然色素（類胡蘿卜素、葉綠素等）。正如人們可能已經猜到的那樣，Tsvet 用于他的分離實驗的不是高度精制、完全多孔、形狀完 美的球形和大小均勻的二氧化硅顆粒，它與 C18 配體鍵合并緊密地包裝在高 級不銹鋼管中！他使用大自然為他提供的材料——礦物質和巖鹽（鈣鹽）——作為固定相，并使用乙醇混合物作為流動相。Tsvett 將這種分離技術命名為“色譜法”，如今它已成為分析化學的一個重要分支。
反相色譜
在早期的色譜實驗（Tsvet 的設計）中，疏水性分析物首先從色譜柱中洗脫，然后是極性和非常親水的化合物。這種洗脫順序稱為正相色譜法 (NP)。幾十年后，隨著更多科學家參與該領域，色譜中引入了額外的分離模式，以分離和純化許多不同基質中的多種化合物。盡管涵蓋所有這些新增功能可能令人興奮（！！！），但我們將只關注一種反相色譜法 (RP)。
在色譜系統中，離子型和強極性分析物首先從色譜柱中洗脫，然后是疏水性更強的分析物。與 Tsvet 的實驗相比，這些化合物以相反的順序洗脫。因此，該系統被稱為“反相”色譜。
RP 技術的*終目標是分離具有不同疏水程度的分析物。簡而言之，此任務通過以下方式完成：
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使用疏水固定相來保留分析物。
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修改和優化具有不同能力的多組分溶劑系統，作為目標分析物的良好溶劑。這包括有機溶劑和緩沖溶液（如果適用）。并非所有化合物都是強酸性或強堿性，而是可能具有需要窄 pH 范圍來控制其行為的極性基團。
1. 疏水固定相
碳氫化合物是疏水性的完 美例子，實際上是油性物質。更具體地說，直鏈烷烴非常適合用作良好的固定相。我們應該注意到，隨著鏈中碳原子的增加，碳氫化合物的物理性質也會發生變化——C1 到 C4 是氣態的；C5-C17 是液體；C18 和更大的是固體。除了烷烴之外，還有其他候選物，例如芳烴和環狀烷烴，在這里也可以作為固定相使用。這些其他固定相將在其他文章中討論。C18 的流行可能是由于用于鍵合工藝的起始材料的早期可用性。這個幸運的巧合導致進一步發現 C18 非常適合色譜過程。無論哪種方式，
下一步是將烷烴基團，特別是 C18 或十八烷基，連接到合適的表面上。二氧化硅的性能優于所考慮的所有其他介質，并且二氧化硅顆粒有多種形狀（規則球形或不規則）、尺寸（0.9 o 10 μm 和更大）、孔隙率（大至 1000 ?），并且是全多孔或在設計上具有堅實的核心。
鍵合過程完成后（此過程的許多細節保密），C18 配體在分子水平上附著在二氧化硅上，并在二氧化硅顆粒孔內進行更通用的物理放置，如下圖所示。
圖 1. 與二氧化硅鍵合的 C18 配體
圖 2. 二氧化硅孔表面上兩個 C18 配體分子的一般描述
2. RPC 保留機制
C18 固定相的優點和簡單性在于它提供了非常簡單的疏水相互作用。當流動相中的溶質穿過二氧化硅孔時，它們可以通過相當弱的疏水（和范德華力）相互作用被烴類吸引和保持。圖 3是這種交互的代表。
圖 3，C18 配體與化合物之間的簡單疏水相互作用。
圖 4顯示 C18 配體、化合物的苯環和其丙基部分（圓圈內）之間存在疏水相互作用。由于氮上存在正電荷，C18 配體與分子另一側的胺部分之間的吸引力*小。
表示化合物疏水程度的參數稱為log P。該值是化合物置于水和正辛醇的混合物中后的平衡常數。正 log P 值表明目標化合物更易溶于正辛醇，因此具有更強的疏水性。負 log P 表示水溶性分子，因此具有更親水的性質。圖 4顯示了具有近似 log P 范圍的各類化合物的列表。
圖 4. 各類化合物的 log P 標度
有了這些信息，手頭的任務就變得相當清晰：要將化合物保留在 C18 色譜柱上，化合物必須盡可能保持中性或疏水。顯然，對于已經是中性或不可能帶電的分析物，什么也做不了。但是，對于弱酸性和弱堿性化合物，我們可以使用緩沖液來控制其電荷狀態的程度。此處使用的另一個化學性質是 pK a（和 pK b）。溶液中的弱酸和弱堿以兩種形式存在：一種是中性形式，另一種是去質子化（酸）或質子化（堿）。在特定的 pH 值下，這兩種共軛形式的濃度相等。該 pH 值稱為 pK a和 pK b. 下面的圖表（圖 5）說明了 pK 值及其與化合物疏水性隨 pH 值的變化而增加或減少的關系。
圖 5.弱酸性和堿性結合物隨 pH 變化的圖形表示。
在一般實踐中，建議將流動 pH 設置為分別高于或低于 pK b或 pK a 2 個單位，以確保化合物以一種*有可能保留在柱子上的形式存在。當然，幾乎所有事情和每條規則都有例外。
至此，我們只介紹了流動相的一種成分，特別是水性部分。這導致我們使用多種化學特性來幫助提高分析物在 C18 固定相上的保留。現在，自然而然地討論如何從 C18 固定相中洗脫分析物。
為了克服反相條件下的疏水相互作用，甲醇 (MeOH)、乙腈 (ACN) 和四氫呋喃 (THF) 是主要的溶劑選擇。按強度排序，MeOH 被認為是*弱的溶劑，而 THF 是*強的。這種強度轉化為每種溶劑洗脫分析物的速度。假設流動相 (MP) 中的比例相同，使用 THF 作為溶劑的單一分析物將比其他分析物快得多。然而，當考慮多于一種分析物時，溶劑強度不會產生成比例的選擇性。在下一篇文章中，我們將討論反相色譜中溶劑選擇性的差異。總之，C18 是可用于反相色譜的*簡單、*方便的固定相之一。
