1、多孔石碳柱（PGC）1、前言多孔石墨化碳（PGC）作為液相色譜填料的應用已有30多年的歷史。與硅膠基質固定相不同，固定相可在強酸強堿環境中使用，并可耐受超過500弋的高溫而不溶解。同時，與高分子材料基質固定相也不同，在不同流動相體系中并不會膨脹或縮小。這些特性彌補了硅膠基質固定相和高分子材料固定相的缺點。目前PGC商品化的色譜柱主要是Thermo-Fisher公司的Hypercarb柱，具有穩定性的機械性能，寬pH耐受范圍，耐純水相，低柱流失，是理想型的LC-MS聯用的色譜柱，可用于極性化合物、順反異構體對映異構體、糖類以及多氯聯苯的分離。2、Hypercarb柱的制備及結構特點2.1PGC的

2、制備粒徑50nm硅膠-飽和浸潤硅膠基體與四氮六甲圜和苯酷（聚合物改性）-1000C灼燒高溫碳化-溶解殘余硅膠，硅膠解離-2500C灼燒石墨化一多孑L石墨化碳（PGC）。2.2PGC柱結構特點碳的結構形式有三種，它們有著確定的晶型。如圖1-A所示，Bernal晶型有著完美的碳原子組成的層狀三維結構，六邊形的形狀按照ABABAB的規律進行排列，這是正六邊形碳；這其中還有一種可能就是形成Lipson與Stokes結構，按照ABCABC的規律進行排列，這是斜方六邊形碳。這兩種層之間間距為3.354A,碳原子之間間距為1.42A。對大多數合成碳而言，當加熱溫度超過時3000弋時，會變為圖1-B所示War

3、ren晶型，這是一種二維結構的碳，碳層之間的排列隨機組合，稱為無定形碳。相比較三維結構，其層間距變為3.40-343入，碳原子之間間距有輕微減小。圖1碳原子結構對比示意圖（A-Bernal晶型；B-Warren晶型）經過硅膠一聚合物改性一1000C高溫剝離硅膠2500弋高溫石墨化等復雜步驟后才可生成，最終它有著150近/g的柱表面積，其可以看做是由二維六邊形連接而成，連接緊密穩定，呈層狀結構，具有非常穩定的物理化學性質。2.3PGC柱與普通硅膠基質的C18相比（見圖2）A優勢：化學穩定性好，柱壽命長。PGC柱在pH014條件下均不會被破壞，而且在正反相模式均耐用；而硅膠C18柱在低pH時鍵合相

4、烷基碳鏈會水解脫落，在pH大于9時硅膠會與堿反應進而破壞柱床。對酸性和堿性化合物有更好的峰型。PGC柱沒有硅醇基的干擾，且流動相pH耐受范圍寬，尤其對堿性化合物可獲得好的峰型。對極性化合物保留強。PGC柱表面石墨的電荷誘導作用，對極性分子具有電荷吸引作用從而增強保留，而極性化合物在常規C18柱幾乎沒有保留。B劣勢：制備成本較高，市售價格高。PGC柱分離機制是非典型的反相色譜，兼有正相和反相色譜的機理，當前硏究不夠充分，還不能完全替代C18。PGC基質可設計的空間小，不如硅膠基質可設計改造的空間大，這可能是其商品化率低的原因之一。TypicalC1Silica圖2PGC柱與硅膠基質C18柱結構對

5、比示意圖2.4PGC柱分離原理以Hypercarb色譜柱為典型，其分離原理總體是以下兩個機制的綜合：分子形狀（空間選擇）：對于硅膠基質C18柱表面就像個刷子，布滿了硅醇基和烷基長鏈，而Hypercarb是由碳原子排布成6角形的平整表面，就像芳環一樣。這個平整的表面就是石墨化碳用來分離結構相似化合物的一個重要基礎。分析物分子與Hypercarb相互作用的強度取決于與石墨表面接觸面的大小和方向。圖3顯示了平面和非平面分子向Hypercarb表面接近的方式。分子越平面化，越可以貼近石墨化碳表面,其作用的機會也就越多，因此保留作用就越強；反之，保留作用就越弱。平面塔枸的霽子2平茴塔構圖3分析物與Hypercarb表面相互作用的平面和非平面分子的分子面積示意圖分子極性：極性分子永久帶電（比如：碳水化合物，或者有羥基，羧基和氨基的化合物），因此可以引起石墨化碳表面的極性化，這樣可以加強分子和石墨化碳之間的作用。石墨化碳是良好的導電材料，當帶正電荷的分子（比如堿性化合物）或帶負電荷的分子（比如酸性化合物）接近Hypercarb