具有类聚乙二醇选择性的新型离子液体GC固定相的评价

离子液体是一类低熔点溶剂，由与无机或有机阴离子相关联的有机阳离子组成。

（图1）这些化合物表现出气相色谱固定相的理想特性，例如极低的蒸汽压和高的热稳定性[1]

新型指示液作为固定相的应用提高了相的效率和热稳定性。[2] 当用作毛细管GC固定相时，这些独特的阳离子和阴离子组合可以提供各种不同和独特的选择性。

本工作重点关注SLB-IL60离子液相，该离子液相的选择性类似于聚乙二醇（PEG）或蜡相，如Zeng等人[3]、Cagliero等人[4]Ragonese等人[5]和Poole[6]之前所讨论的。通过注入一系列非极性和极性分析物，对一些离子液体柱进行了评估。基于鏻离子液体的新相被应用于通常在WAX相上分析的一些具有挑战性的应用。新相的独特选择性和高热稳定性允许为这些应用开发独特和改进的GC分离。

结果和讨论

离子液体GC相的极性分类

意大利墨西拿大学的Luigi Mondello教授建议，为了获得一个用于比较离子液相与经典GC相和传统GC相相对极性的单一参数，采用极性标度。该比例如图2所示。每个色谱柱都有一系列五个探针加上几个正构烷烃标记物，以确定每个探针的保留指数。前五个McReynolds探针被用作标记化合物，因为这些是多年来用于基准GC相极性的传统探针。这些化合物是：苯、正丁醇、2-戊酮、硝基丙烷和吡啶。然后，使用柱的保留指数数据相对于角鲨烷（最非极性GC固定相）上相同五个探针的保留指数，计算麦克雷诺兹常数。

The five McReynold’s Constants are summed to obtain Polarity (P) values, which are then normalised to SLB-IL100 (set at P=100) to obtain Polarity Number (P.N.) values.

为了研究各种离子液体GC相的选择性，在一个等温温度下分析了由脂肪族、芳香族和极性化合物组成的测试混合物。图3比较了色谱图。分析表明，固定相的极性越强，极性化合物的保留越大，非极性脂肪族化合物的保留则越少。十三烷（C13）表明，随着柱极性的增加，脂肪族碳氢化合物的保留时间缩短。这些列按最小极性（SLB-IL59）到最大极性（SLB-IL111）的顺序列出。最小极性相（SLB-IL59、60和61）基于碘离子鏻阳离子。SLB-IL76具有三角膦阳离子。三种最具极性的离子液体相（SLB-IL82、100和111）均为指示咪唑阳离子。

SLB-IL60是一种离子液体相，其极性与聚乙二醇（PEG）相类似。SLB-IL60能够经受与聚乙二醇（PEG）柱相同的分析物相相互作用，但相对量不同。基于其独特的相结构，SLB-IL60色谱柱还能够承受PEG色谱柱无法承受的额外相互作用。对于PEG柱，可能的相互作用表现为分散、氢键和酸碱相互作用。对于SLB-IL60色谱柱，可能的相互作用表现为分散、偶极、偶极诱导偶极、pi-pi、氢键和酸碱相互作用。由于这些额外的相互作用机制，SLB-IL60色谱柱将保留一些极性和可极化的分析物相对较长，而一些非极性分析物相对较少。与聚乙二醇色谱柱相比，这导致了独特和交替的选择性。

图4通过评估一系列正构烷烃（C15,16,17,18和20）以及2-辛酮、1-辛醇、2,6-二甲基苯胺和2,6-二甲酚，比较了SLB-IL60和Supelcowax 10的选择性。两种色谱柱上的洗脱模式类似，2-辛酮在C15之前洗脱，1-辛醇在C15和C16烷烃之间洗脱。在SLB-IL60柱上，2,6-二甲基苯酚在2,6-二甲苯胺之前洗脱，证明了选择性的差异。

FAME分析还证明了SLB-IL60色谱柱和传统PEG色谱柱在选择性方面的相似性和差异性。传统的PEG相通常通过碳链长度内的不饱和度洗脱FAME异构体，均匀碳链长度的重叠最小。图5比较了SLB-IL60和Omegawax 250毛细管柱上PUFA 3鱼油样品的洗脱模式。C18碳数系列的洗脱模式类似。随着碳链长度的增加FAME化合物在洗脱过程中发生了一些独特的位移。具体而言，SLB-IL60色谱柱在C22:5n3 FAME之前洗脱C22:6n3 FAAME，而Omegawax 250提供了这两种化合物的典型PEG洗脱模式。

显示SLB-IL60和传统PEG柱选择性差异的另一个应用是顺式和反式脂肪酸甲酯（FAME）分析。传统PEG相通常在反式异构体基团之前将顺式异构体作为一个基团洗脱，几乎没有分离出相同不饱和度的几何异构体（单烯、二烯、三烯等）。图6显示了SLB-IL60和传统PEG柱上C18:1和C18:2顺式和反式FAME的分离。

众所周知，传统聚乙二醇相（PEG）提供顺式和反式异构体分离，顺式异构体在反式异构物之前洗脱。SLB-IL60离子液体柱（具有类似PEG的极性）为顺式和反式异构体分离提供了独特的选择性，因为反式异构体先于顺式异构体洗脱。反式异构体在顺式异构体之前的洗脱类似于在聚合物主链中含有90%以上氰基丙基取代的极性更高的氰基硅氧烷相的选择性。

热稳定性

更高温度的GC柱是可取的，因为它们可以减少分析时间，提高烘烤温度以去除大的非目标化合物，以及分析高沸点化合物。然而，较高的烘箱温度也会加速柱出血量。当使用火焰离子化检测器（FID）时，过度放气是不可取的，因为它会降低信噪比，从而导致灵敏度损失。色谱柱制造商通常会列出色谱柱安全使用的最高温度，在此温度下，色谱柱的出血量会导致色谱柱无法使用。

为了说明SLB-IL60色谱柱的较低FID泄漏特性，将其与五种常见的商用PEG色谱柱进行了直接比较，每种色谱柱均来自不同的制造商。所有色谱柱的内径均为30 m x 0.25 mm，尺寸为0.25µm，但SLB-IL60色谱柱的膜厚为0.20µm。SLB-IL60色谱柱的膜厚稍低，导致比PEG色谱柱的0.25µm膜的出血量稍低，但这不是出血量较低的主要因素。

表1显示了所有测试柱的最高温度限值。

FID排气比较

在安装新的色谱柱、调节和分析两种试验混合物以证明色谱柱和系统工作正常后，进行了温度程序化排气运行。每个柱使用的最终温度基于其编程温度限制。图7显示了所有六个色谱图的叠加。如图所示，只有PEG 4色谱柱的FID排放水平低于SLB-IL60，但最终烘箱温度低于40°C。PEG 5色谱柱显示出最高的FID泄漏，这令人惊讶，因为它的程序使用极限为300°C。

结论

离子液体气相色谱柱在选择性、最高温度和热稳定性方面比类似极性的传统色谱柱具有优势。与PEG相相比，SLB-IL60的选择性略有不同，与PEG/WAX相相比，最高温度更高，FID泄漏更低。