基于广义模型的反相液相色谱性能描述：串联柱耦合预测及其在磺胺类药物分离中的应用

为解决反相液相色谱(RPLC)中C18柱选择性有限的问题，研究人员通过串联耦合不同长度和化学性质的色谱柱(C18、苯基硅烷、氰己基硅烷)，结合广义模型(GEMs)和个体溶质模型(ISMs)预测保留行为，成功优化了15种磺胺类药物的分离性能，为复杂样品分析提供了高效策略。

　　

在分析化学领域，反相液相色谱(RPLC)一直是分离复杂混合物的核心技术，尤其是C18色谱柱因其稳定的疏水相互作用被广泛应用。然而，单一C18柱的选择性有限，难以应对结构相似的化合物分离需求。此外，传统方法开发依赖大量实验和试错，效率低下。针对这些问题，P. Peiró-Vila、M. Blázquez-Mateu、J.R. Torres-Lapasió和M.C. García-Alvarez-Coque团队在《Journal of Chromatography A》发表研究，探索了通过串联不同选择性色谱柱（如高碳载C18、苯基硅烷(PHE)和氰己基硅烷(CN)）结合广义保留模型(GEMs)的策略，以提升分离效能并简化方法开发流程。

研究团队采用的关键技术包括：1）多柱串联系统构建，通过零死体积(ZDV)连接器减少峰展宽；2）基于Neue-Kuss方程的保留模型（含个体溶质模型ISMs和广义模型GEMs），利用MATLAB全局优化工具箱拟合参数；3）遗传算法(GA)与帕累托图联用，平衡分离度与分析时间；4）梯度与等度洗脱对比实验，覆盖5%-70%乙腈浓度范围。

研究结果分为四部分：

1. 1.

   单柱保留行为：通过ISMs和GEMs表征C18、PHE和CN柱对15种磺胺的保留特性，GEMs的共享参数(b_G, c_G)虽精度略低，但显著减少参数数量，且log k_0,i与log P_o/w强相关。

2. 2.

   柱顺序对选择性的影响：梯度模式下，C18/CN串联顺序导致峰序反转（如磺胺嘧啶/磺胺吡啶），而CN前置时峰形劣化，凸显连接顺序的关键性。

3. 3.

   单节点梯度优化：帕累托分析显示，C18单柱在梯度中表现优异（纯度近1.0），而CN单柱因多组共洗脱失效；串联C18/CN仅小幅提升分辨率。

4. 4.

   三节点梯度与等度对比：限制乙腈浓度至30%时，PHE/CN串联在等度模式下表现最佳（纯度0.9865），而梯度模式下C18/CN组合通过精细梯度设计实现基线分离。

结论与讨论部分强调，尽管磺胺类样本的窄log P_o/w范围(-1.07~1.47)限制了多柱协同效应的充分展现，但研究证实GEMs能预测串联系统中的选择性变化（如峰序反转），为复杂样本分析提供了高效建模工具。此外，梯度模式下C18柱的卓越性能提示，针对特定化合物库可能无需复杂多柱配置。未来研究需拓展至更宽极性范围的分子，并评估其他固定相组合的普适性。该成果为色谱方法开发提供了新范式，通过模型驱动策略减少实验成本，同时为零死体积连接器的工业应用提供了理论支撑。