转载自《科学新闻》 (科学新闻09年第14期 实验)

监测范围：饮用水、地下水、矿泉水及土壤等环境领域，近些年的主要方向是有机分析与同位素测试，我这里主要谈一下有机色谱分析的经验及相关实验室设施对实验的影响。
所使用的仪器：中心有各类质谱共3台，气相色谱2台（检测器若干），液相色谱1台，离子色谱2台，有机元素分析仪1台，ASE快速溶剂萃取2台，其它光谱 类仪器有ICP及ICP-MS各1台，原子吸收2台，原子荧光2台，其它如分光光度计等小型设备若干，品牌既有著名的赞助商热电公司的，也有其它著名国际 公司的，也有国产自主品牌的，虽然我只想在此谈一些技术问题，但如有涉及到公司的利益的敏感话题纯属无意，因此在我的文章里可能会以代号出现（如果对文章 中的数据及参数的出处及具体仪器型号可以回帖或者给我来信），如果有哪位朋友或者老师想进一步了解或者指教可以再回帖或来邮件 （Agui_mail@163.com）讨论。
作者简介：古城剑客----“古城”的意思是指单位驻镇于一个小小的千年历史文化名城，说“剑客”是因为个人喜欢打羽毛球，连起来就是指一个来自古城小镇的爱打羽毛球的人。

安装调试篇
自工作以来，直接或者与同事一起验收各类色谱仪器9台，有些还算顺利，有些就历经了一些波折，如今回忆起来也还有颇多感受，借此大赛机会回忆一下（多数以 四极杆气质联用调试为例），以供大家借鉴，当然一些列入规程的常规验收内容我这里将不再赘述，只谈一下一些容易被忽视的细节。
一、仪器的货物及零配件验收中的注意事项：
1.        仪器开箱工作一定要由工程师来做，这个好多用户都是知道的，关键是如果发现包装有什么异常情况，如包装不完整、损坏或者不整洁等等，最好有第三方在场，如海关人员。
2.        时刻记着拍照片----这一点往往最容易忽略，不管是发现包装有异常还是开箱发现零部件有损坏或者其它异常，先用我们的数码相机记录下真实情况，再进行别的动作。尤其是进口的仪器，老外就认照片，空口无凭，照片为证。
3.        记 着让每个环节见证人员签字：运输人员将货物送到实验室时，对货物的数量，包装情况进行核实认可后，让运输人员签字；对开箱后的仪器及零配件按照正式合同验 收以后让工程师签字，如有缺失第一时间与供货商联系；在进行指标验收时，对做的数据打印后双方确认签字。

二、安装、调试与指标验收中的一些注意事项
1．根据仪器需要提前安装好空调、换气、UPS不间断电源等基础设施。
2．在仪器欲安装前向厂家索要安装准备通知书，及时准备好所用的第三方配件，如钢瓶、减压阀、管路，标准品（有些验收用的工程师也会带一些），溶剂等以免在工程师到达后浪费时间。
3．如果仪器配有化学源的话，还要注意准备甲烷气及相应的减压阀（甲烷的减压阀是反扣的，普通的氮气氦气上的不能用）。
4．如果仪器配有两种以上的前处理设备（顶空进样，吹扫捕集，液体进样等），注意触发电位的设置，并尽量使线路走的美观。
5．如果仪器配有吹扫捕集并且采用氮气作为吹扫气的话，在做调谐时注意假漏气的情况，以免干扰判断，因为六通阀切换总会氮气进入质谱，解决办法是加大分流比吹上一段时间就会好的。
6．保留时间重现性及多阶升温程序的控制情况。
虽然自电子流量控制器问世以来，载气的控制已经达到几乎完美的境界，进口气相的保留时间一般是没有问题的，保留时间绝对误差完全可以控制在0.05分钟以 内，连续进样保留时间的相对标准偏差RSD可以控制在0.1%以内（以RT大于5min的项目为例），如果采用自动进样器的话可以控制的更好，分流进样比 不分流进样重现性也会更好一些。
但是一但保留时间的重现性不好的话，以吾之见可以从以下几个方面入手，①检验有无漏气情况②检查升温程序，最好不 要多于5个阶梯，虽然有的厂家吹虚可以9段控温，但是阶梯太多了控温肯定会变差，而且也没有必要③检查衬管是否变脏，柱前压是否正常④样品的基体是否复 杂，会不会有可能吸附在色谱柱上的可能⑤如果以上情况都没有问题，就可以大胆怀疑电子流量控制器是否有问题，电子流量控制器的电磁阀会因为气源不好等种种 原因堵塞，极个别的情况也会有电流控制不准的情况出现。
7． 质量数的稳定性
对于四极杆质谱质来说检定规程的要求是在4h内质量数的漂移在±0.5U以内，但是对于进口仪器来说，在同一操作条件下应该可以精确到±0.1U之内，经 我观察现在市场上主流的三大品牌A，T，S都是可以做到的，否则我们还要花那么多钱买进口仪器干嘛。只所以我们对这一点的要求这么高是因为它会影响到我们 分析的准确性的。也就是说如果质量数扫描不准的话，会出现质量数跳跃的问题，从而导致丰度出现变化，从下列现象中可以看出：

上 图是1,2,4-三氯苯全扫出的108碎片180.0与180.4的提取结果峰面积差的很多，下图是溴仿全扫出的254的碎片，254.1与254.2的 峰面积也差了很多，原因在于碎片的真实质量数不同，前者为179.9，后者为253.7，对于复杂基体的话这种情况更多。这种结果造成的假象就是同一物质 在相同的电压下轰击得到的碎片，如果提取相近的质量数会得到不同丰度，所以就造成如果质量数扫描不稳定的话会出现峰面积误差，并且这样的情况在理论质量数 越接近半数（X.50）时，就越明显。
在这里顺便提一句如果质谱的质量准确性没有太大问题（或者说只可以做到±0.5U）或者分析的样品基体较为复杂的话，为避免这一问题的解决办法是在做选择离子扫描时将质量数准确到小数点后一位。
8．扫描速度
扫描速度决定着峰形的好看与否，下面是每秒扫描3次与6次的区别，从图中我们可以看出扫描速度也会在一定程度上决定着峰面积的重现性。 对于这一点我们既要在验收的时候注意，更重要的是在仪器品牌及型号选择上注意这一点。

9． 真空度的考查
对于四极杆质谱一般要求小于1×10^-3Pa就可以了，但是对于S公司的仪器可以达到5×10^-4Pa，有的型号还可以达到小于1×10^-4Pa，A公司的正空也可以达到6×10^-6Torr,换算成Pa小于1×10^-3Pa， 而T公司的前级压力就可以达到30mTorr(因为我单位的T仪器没有带真空硅所以真正实际真空度一直不太清楚,如果哪位朋友知道请回帖告知,谢谢!)。 当然如果使用使用负离子源加入反应气的话，真空会更差一些，如果是磁质谱或者离子阱质谱的话会达到的真空理会更低一些。

就写这么多吧，有什么不妥之处，还请朋友们多提宝贵意见！

　　毛细管色谱柱自1956年发明以来，即以其快速、高效、高灵敏度等独特优点，在各行各业得到了广泛应用。如今，毛细管气相色谱已成为石油化工、医药生物、地质勘探、天然产物、轻工食品、能源环保等各个领域对复杂混合物分离所不可缺少的分析手段。同时，由于固定相交联固化技术的发展，使色谱柱的热稳定性和抗溶剂冲洗能力进一步提高，柱寿命进一步延长。近来，毛细管柱超临界流体色谱(CSFC)的发展，使毛细管色谱柱对热不稳定物质、高分子量不挥发物质及生物样品的分离能力得到了更大的改善。由色谱专家系统地建立和发展的双柱系统和多柱联用技术，为复杂样品的分离提供了新的途径。但要解决高沸点的复杂混合物、各种沸点相近的异构体以及性质极为相似的光学异构体的分离，必须要有新的热稳定性好、选择性高的固定相。因此，合成和研究各种性能优良(即耐温性好、极性强、选择性高、易在毛细管柱内涂渍、柱效高、便于交联等)的色谱固定相乃是色谱工作者的重要任务，下面简要概述近些年来气相色谱柱固定相的研究进展。

　　1 　聚硅氧烷固定相

　　极性聚硅氧烷固定相主要由在聚硅氧烷侧链上，引入氰丙基、氰乙基或者三氟丙基等极性基团构成，极性基团的强弱及含量对固定相的选择性和在柱壁上的涂渍交联程度有直接影响，例如OV-1701是一种含氰丙基7%、苯基5%的二甲基交联聚硅氧烷，能在未经处理的玻璃及石英毛细管柱上均匀涂渍和交联[1]。

　　其中y分别为：(1)4-OCH3　　　(4)3-NO

　　(2)4- CN(5)3，4，5-(OCH3)2

　　(3)3，4-(OCH3)2(6)五氟化基

　　OV-275和Silar10C则分别为含100%氰乙基和氰丙基的聚硅氧烷，极性很强，但在毛细管内涂渍和交联较难。M.L.Lee及Blomberg合成了一系列易涂渍、易交联、含强极性基团的聚硅氧烷固定相[2]，其结构为

　　其中，苯基和氰基等电负性基团的引入是考虑了固定相和溶质的作用机理，他们认为固定相对试样分离的选择性取决于诱导力、定向力、氢键力、几何构型、π电子络合及电荷转移等，上述构型可使给予体和接受体之间的配位效应更明显，选择性更强。这类固定相中所含2%乙烯基是为了便于交联固化，他们还在含亚芳基的聚硅氧烷上引入了氰丙基，提高了固定相的热稳定性，增强了它们的极性结构。这类固定相适用于药物类、脂胺类农药及顺反异构体饱和及不饱和脂肪酸的分析。

　　2　液晶固定相

　　自1963年Kelker把液晶作为GC固定相以来，使用的液晶已有200多种，它们对多芳异构体有独特的分离效果。1982年Finkelman等人首次把聚硅氧烷作为侧链的高分子液晶用作气相色谱固定相，克服了由于小分子液晶涂渍毛细管液膜时稳定性差、柱效低、柱流失严重等缺陷。1985年，Apfel利用硅氢加成技术合成了一系列芳羧酸酯类高分子聚硅氧烷液晶，制成了分离效果良好的玻璃毛细管柱。目前用作GC固定相的高分子液晶主要是侧链高分子液晶。

　　3　环糊精固定相

　　环糊精是由6、7 或者8个比喃葡萄糖单元组成的环状寡糖化合物，分别为α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精，在CDs的环结构中，比喃葡萄糖单元以α-1，4糖苷键结合，互为椅式构象，这样的结构使环糊精分子中的官能团形成特殊的排列，如图1所示。整个环糊精分子呈一头大一头小的圆筒形结构，即具有一定孔径和一定深度的笼形圆筒化合物，如图2所示。在笼形圆筒大口一端第二羟基(在C2C3上)以顺时针方向排列，而在小口一端则被第一羟基占据，在笼形圆筒内侧只有氢原子和葡萄糖苷氧原子，所以在圆筒内是非极性的，而圆筒外两端是羟基，具有亲水性。而且，具有一定环腔尺寸的CDs，易与同样大小的客体分子相匹配，正是由于 CDs的这种结构特点，使它具有良好的选择性。目前β-CD固定相用得最多，价格便宜，适合于许多中等大小的分子特别是芳香族化合物对映体的分离。

　　3.1 　环糊精固定相

　　早在1961年，Sand和Schlenk首次把α-CD的乙酸酯、β-CD的乙酸酯及丙酸酯，用作气相色谱的固定相，分离C10和C12～C20的脂肪酸甲酯，次年他们又系统的研究了β-CD的乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯及戊酸酯作固定相对各种化合物的分离特点。1980年，日本大坂大学Mizohuchi研究了环糊精和二异氰酸酯作气-固色谱固定相的保留行为，研究结果表明：CD固定相对不同类型、不同结构的有机化合物有明显的选择性和保留特点。1984年Smolkova-Keulemansova研究组使用Casu的甲基化方法，把α-、β-CD转化为甲基化的CDs衍生物而形成具有选择性的GC固定相。后来Tanaka等也用甲基化的β-CD涂渍成填充柱分离了n-烷烃、n-醇和烷基苯。

　　单独使用CDs作气相色谱固定相具有选择性，但把CDs溶于甲酰胺或者乙二醇中可作为手性固定相。1983年波兰的Sybilska研究组用CDs和甲酰胺组成固定相分离了异构体，分离效果较好。也可用它分离α-，β-蒎烯的对映异构体。可是这种固定相使用温度太低，不易推广，因此需要把CDs转化成低熔点、易涂渍的衍生物。近年来，科学家们致力于CD的烷基化和酰基化改性，随着CD分子上烷基长度的增加，改性产物的熔点降低，柱效提高，可达3000塔板 /m以上。在聚硅氧烷中稀释CD的方法可以提高柱效，但却削弱了选择性[3]。

　　1987年，我国阎长泰等把α-CD、β-CD的甲酰胺溶相涂渍在SCOT玻璃毛细管柱上，于50℃和65℃下分离了二甲苯等位置异构体，用β-CD甲酰胺柱分离间、对位异构体的α值可达1.30[4]。匈牙利的 Juvancz和Szejtli把全甲基化的β-CD用作毛细管柱的固定相，全甲基化的β-CD熔点为155～158℃，在300℃以上才开始分解，在此柱上于130～180℃分离了二乙苯、二甲酚、氯代酚、溴代酚、氯苯胺、硝基甲苯、溴代苯甲酯、硝基苯胺和硝基苯甲酸酯的邻、间、对位异构体，进而他们又研究了α-CD、β-CD和γ-CD甲基化衍生物的保留行为。由于CDs的甲酰胺溶相作固定相的柱温不能高，而全甲基化CD\-s的熔点又偏高，所以从 1988年起，Konig等对环糊精各种衍生物作手性固定相进行了系统的研究，他们合成了八-(3-o-丁酰基-26-二-o-戊基)-γ-环糊精，把它涂渍在50m玻璃毛细管色谱柱上分离了蛋白质、氨基酸、α-，β-羟基酸、二及多羟基化合物、醇、酮、四～七环的内酯、环戊烷的衍生物、环缩醛、胺和卤代烃等光学异构体。可能因为它含有两种取代基，具有对映异构体结构和较大的洞穴，所以是一种适应性广泛、选择性强的固定相。在第10次国际毛细管色谱报告会上，Konig等人综合报道了全烷基化的α-CD、β-CD和γ-CD作毛细管色谱固定相的研究成果[5]，并提出了一个很有意义的观点：一旦我们获得了有关分离机理的详细知识，就有可能把一些具有特殊功能的基团引入环糊精分子中，制备出各种CD的衍生物，以便分离各种对映异构体。因此环糊精的各种衍生物将可能成为用途极广的选择性固定相，只是到目前为止，其最高使用温度只有220℃，合成使用温度更高一些的环糊精衍生物是摆在色谱专家面前的重要任务。

　　Armstrong 制备了O-((s)-2-羟基丙基)环糊精的全甲基化衍生物(混合物)(PMHP-CD)，这种衍生物比过去用的CD衍生物的极性要强，用它涂渍的毛细管柱的最大特点是，可以使许多手性化合物倒峰(即出峰次序与在戊基化CD柱上的相反)，这一性质不仅证实了Konig的预言，而且很有实际意义。此后 Armstrong又合成了2，6-二-O-戊基-3-O-三氟乙酰基环糊精，并制成毛细管色谱柱(DP-TFAα,β,γ-CD毛细管柱)，用它对 150多种对映异构体的分离进行了研究，有120多对映异构体首次在DP-TFA-γ-CD柱上得以有效分离，且性能优于β-CD[6]，同时还研究了在 PMHP-CD柱上不同类型的乙酰基化对映体衍生物对分离的影响。

　　3.2　环糊精固定相的保留机理

　　包结作用机理：Armstrong 认为类似于LC分离机理，即溶质分子可与CD形成包结物。在全甲基化β-CD固定相上，对溶质的选择性优于相应的α-CD。从测得的热力学数据分析，溶质的总熵变较大，被认为是形成了包结物[7]。形成包结物的包结作用并非一定发生在CD笼穴内，也可能发生在CD的表面。选择性的分离需要立体选择性的包结，而溶质分子与CD之间的构象匹配及相互作用也许是实现这种包结作用的前提，相互之间的构象诱导互洽又加强了主要部位的接触，各种相互作用为两者之间的接触提供了动力，所以在分离过程中主客体间的多点接触所产生的相互作用及构象匹配所产生的协同效应，对不同的固定相和不同的溶质分子是不同的，而两者在分离过程中却起了重要作用。

　　缔合作用机理：Armostrong等人认为，在分离过程中溶质分子与改性环糊精形成部分的或者不完全的包结结构，即形成一种缔合物。在GC中虽然这种作用较少，但也能反映出溶质分子与CD作用的性质。

　　构象诱导作用机理：Venema等人把溶质在改性环糊精固定相上的分离归结于，溶质分子在靠近环糊精时，它对固定相特定区域的基团具有诱导作用，使其构象适合该溶质分子的构象，从而增强了相互之间的作用[8]。

　　主客体相互作用机理：Venema,Konig等人对实验结果分析后认为，环糊精分子与溶质分子之间发生相互作用主要涉及氢键作用，偶极-偶极相互作用及范德华力等[9]。

　　此外，溶质分子在CD表面或者底部可能发生吸附作用，或者溶质分子的非极性部位与环糊精的疏水部位发生相互作用。最近Dietrich及Bicch由实验得出：混合固定相中的稀释相对固定相的分离性能也有一定的影响[10]。

　　4　冠醚固定相

　　冠醚是一类具有一定大小环腔的大环聚醚化合物，这类化合物具有王冠状结构，环外沿是亲脂性一撑基(-CH2-CH2-),环内沿是富电子的杂原子O、N、S 等，由于极性集中在环内O原子上，因而可以高选择性地配合阳离子和极性化合物，它是一类极有前途的固定相。自1967年Pederen首次利用冠醚与金属离子形成稳定配合物后，冠醚在分析化学中得到广泛应用，它在液相色谱中开发较早，而用作GC固定相还处于初级阶段，特别是分离机理有待进一步深入探讨。

　　4.1 　小分子冠醚固定相

　　1981年Uiglock和Bubachinkowa首先将18-冠-6用作GC固定相，早期的工作主要是在填充柱中将冠醚涂渍在白色硅藻土色谱载体(gas chrom Q)、耐火砖载体(firebrock support)或者白色101载体上。李如松[11]1985年利用苯并-24-冠-8等固定相的填充柱分离了酚和苯的衍生物。1989年 Kohoutoua等报道了利用三苯并吡啶21C7填充柱分离了酚和氨基化合物。N R Ayyangar[12]等于1991年报道了双苯并18-冠-6或者二环已烷-24-冠-8涂渍在红色硅藻土色谱载体上，直接分离硝基苯酚和硝基苯胺的各种异构体。傅若农等[13]制备了两种饱和漆酚冠醚固定相，对醇、酚和一些芳香化合物有非常好的分离效果。1992年Andress用 60m×0.2mmSupelco24C8涂渍柱分离C2-萘异构体，却无法使所有的异构体分离，Andress指出其原因可能是这种冠醚空腔大小与这些异构体不匹配。

　　小分子冠醚用作固定相存在高温易流失的缺点，且因不能在柱内壁形成稳定均匀的相膜而柱效不高，将小分子冠醚高分子化可以克服上述缺点。

　　4.2　聚硅氧烷类高分子冠醚固定相

　　Fine 1985年报道了将小分子冠醚在毛细管内形成高分子层的原位共聚法，他用聚乙烯苯并-15-冠-5(PVB15C5)涂渍玻璃内壁后，先经粗糙化，再用 Carbowax-20M去活处理，在此玻璃毛细管柱上分离了醇、二醇和烷烃同系物。但Fine的涂渍柱的柱效低，使用温度范围小，这可能是由于冠醚高分子化不完全所致。1990年，吴采樱[14]等报道了利用含有末端乙烯基的小分子冠醚与SE-54，通过DCUP在柱内引发以形成冠醚高分子相膜的引发交联法，此柱不仅柱效高，而且最高使用温度可达300℃，柱极性介于SE-54及OV-1701之间，对多种化合物的不同异构体具有较好的选择性。1992 年，曾昭睿、吴采樱[15]又采用引发交联法，将羟基或者羧酸饱和漆酚冠醚与端羟基硅油按一定比例混合，采用γ-氯丙基、三乙氧硅烷或者烷基三甲氧硅烷在玻璃毛细管内壁引发交联，形成了高分子冠醚层，分离了多种极性化合物和生物单糖样品，图3给出了一种可能的交联机理，这种引发交联方法简便、快速，但柱内交联机理和固定相的结构尚需进一步探明。

　　1988年，Rouse[16]等报道了将间隔基为3的乙烯基18-C- 6，通过硅氢加成接枝到聚硅氧烷上的硅氢加成法，这种涂渍在以氰丙基聚硅氧烷去活处理的石英毛细管柱内壁的固定相，对二环和三环等多环芳烃表现出良好的分离选择性。1990年吴采樱等将小分子ω-十-烯甲氧基18-冠-6或者15C冠5采用硅氢加成法，制得间隔基为11C的侧链聚硅氧烷冠醚固定相，对硝基苯乙基取代及二苯酮乙基取代的多种异构体有很好的分离效果。图4为此类方法的一个典型反应

　　采用类似方法，吴采樱[17]、傅若农研究小组制备了一系列不同结构的高分子冠醚固定相，其中部分固定相的分子结构及色谱性能见表2。这些固定相的选择性类似于arbowax-20M，但其使用温度范围宽，对极性化合物的选择性也很好。

　　4.3　小分子开链冠醚固定相

　　作为一个特例，开链冠醚是一种具有类似冠醚 -CH2CH2O-结构单元的非环多醚化合物，Siman和Vogatle等[18]先后开展了酰胺型和醚型等开链冠醚的研究，开链冠醚容易合成，产率高，成本低，低毒或者无毒，它在气相色谱上早已得到应用，如PEG-20M是聚醚型的开链冠醚，它能分离一些非极性固定相不能分离的沸点相近的极性化合物。但存在热稳定性差，使用温度范围小(80-200℃)，柱寿命短等问题，载气中如有水、氧等极易引起固定相降解，采用交联或者键合PFG固定相也只能解决部分问题。而另一类线型和交联型的多足聚醚，虽然未在色谱中得到应用，但其配合性能应与PEG相近或略低于小分子冠醚。

　　小分子开链冠醚也存在热稳定性差，使用温度范围窄，高温易流失等缺点，若将其接枝到聚硅氧烷链上可改善其不足，M.L.Lee用甘醇二甲醚取代不同基团接枝到聚硅氧烷链上，所得固定相与PEG-20M选择性相近，但使用温度范围宽(20-280℃)。在这些固定相中，侧链上苯基的存在会使热稳定提高(260-270℃)，若侧链无苯基，固定相会在240℃左右降解。

　　在这些聚硅氧烷固定相中，因苯环存在，均表现出易极化特性，固定相中引入其它不同官能团将产生不同类型的相互作用，如色散力、酸碱作用、偶极力等。因此，用这些固定相分析较宽极性范围的样品，如二甲基苯酚异构体、胺类异构体等，特别是八羟基喹啉基团固定相，填补了碱性固定相的空白。1993年吴采樱、蔡凌霜等将两种易合成的具有双乙烯基的开链冠醚，通过硅氢加成法接枝到聚硅氧烷链上，制备出两种开链冠醚聚硅氧烷固定相，最高使用温度可达310℃，并对醇酚和多种芳烃异构体具有很好的分离能力。

　　4.4　套索冠醚固定相

　　研究表明，冠醚因其环上氧原子的高电子云密度及富电子的环腔结构，对许多物质具有特殊作用，广泛用作毛细管色谱固定相，使一些难以分离的极性混合物得以较好的分离。这种特殊作用主要取决于溶质与冠醚环腔的匹配程度(即空间位置效应)及其影响下的范德华力和氢键力。为进一步揭示这些作用力对固定相选择性和分离效果的影响，最近，南京大学化学系合成了比单环冠醚分子结构更好的套索冠醚N，N-双(-甲基喹啉)-二氮杂-18-冠-6(AC-1)、N，N-双(2甲基吡啶)-二氮杂-18-冠-6(AC-20和N，N-双(乙酰苄胺)-二氮杂-18-冠-6(AC-8)。合成时在氮杂18冠6上因引入了不同的被人们称为“臂”的基团，这些基团所构成的独特三维立体结构有利于溶质分子的多点识别和包含作用，吴采樱等用国际通用的方法测定了这些固定相的柱效、选择性、表面活性、热稳定性和温度使用范围等柱性能，见表1。实验表明，三种套索冠醚色谱柱均具有柱效高、易涂渍、表面惰性好、无活性吸附点等特点。它们呈中等极性，高选择性，具有良好的色谱性能，适用于对醇、卤代烃、芳香烃等各类异构体的分离。提示人们可以通过改变冠醚固定相分子的“臂”结构调节其选择性。

　　4.5　冠醚固定相保留机理

　　在气相色谱中，固定相的选择性源于溶质分子与固定相之间的不同作用力。冠醚固定相具有独特的冠环结构，其环内的高电子云密度所产生的氢键作用力、偶极定向作用力和色散作用力等，对分离的选择性起着重要作用。冠醚环内不同杂原子的组成和大小与质点空间的适应性，以及冠醚上的取代侧基等均影响样品的保留行为。通常固定相与溶质分子之间的选择性是几种作用力协同作用的结果。特别是套索冠醚的环腔和套索臂上具有高电子云密度，形成了有别于单环冠醚的三维环腔立体结构，它与被分离组分所产生的氢键作用力和偶极定向作用力对分离的选择性有着重要的影响。

　　例如 Carbowax-20M是以氢键作用力为主的冠醚类固定相，它与冠醚有完全相同的分子片段(乙氧基)，其极性比冠醚固定相强得多，但分离正构醇、酯胺和二环、三环等芳烃的选择性都不如冠醚类好，表明冠醚环上高电子云密度的环状硫、氮、氧原子，比开链的聚醚型氧原子能产生更强的氢键力和偶极定向力，以及对芳烃大π键的诱导作用力。当环腔内的氧原子被硫、氮原子取代后，因改变了环腔内电子云的分布，导致固定相极性增加，例如环腔内含有2个硫原子的硫杂冠醚，其平均极性比氮杂和全氧冠醚都大，且对不同取代芳烃异构体的溶解自由能增大，致使分离选择性更好。相反，由于硫原子形成氢键能力比氧、氮原子小，它对以氢键为主的正构醇和甲酚异构体的分离不如氮杂和全氧冠醚。再者，高电子云密度受环腔大小的限制，其环腔大小与溶质分子尺寸的适应性以及溶质空间位阻大小影响溶质的保留行为，在对邻、间、对硝基甲苯的分离中因间位取代基的位阻大于对位，先流出，在α-甲基萘和β-甲基萘的分离中，也因β-甲基萘严重阻碍了其两侧与冠醚环侧面的作用，故β-甲基萘先于α-甲基萘流出。这种环腔对溶质分子的适应性还表现在菲、蒽以及三环、四环芳烃的分离，在苯并系列冠醚对芳烃位置异构体的分离中，这种环腔大小的适应性表现更为明显。

　　在冠醚环上引入苯环和极性的硝基苯环等基团，由于苯环上具有极化的π电子，一方面能增加固定相的极性，且能在固定相和样品溶质间产生偶极-诱导偶极作用，从而提高对多环芳烃位置异构体、甲酚类异构体和胺类等异构体的选择性[9]。

　　近年来吴采樱[20～22]还全面研究了不同结构化合物在各类冠醚固定相上的热力学参数，比较了不同化合物构型和焓、熵之间的关系，进一步论证了冠醚固定相所具有上述分离机理的正确性。