水相比例與滯留控制

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建立於 2026年10月22日

學習重點 辨認C18、ODS 均屬逆相層析常用的非極性固定相，水是弱沖提溶劑，甲醇、乙腈等有機溶劑可提高沖提力。 掌握基本方向：其他條件相同時，有機相比例增加，滯留時間通常縮短；水相比例增加，滯留時間通常延長。 判讀混合溶媒時，先確認名稱與比例的順序，再換算有機相百分比，避免把「水：甲醇」看成「甲醇：水」。 比較不同有機溶劑時，須同時考慮溶劑種類與有機相比例。逆相溶劑強度一般為水＜甲醇＜乙腈＜THF，同比例下乙腈比甲醇沖提力強。 分清楚提高流速、提高有機相比例與加快梯度的作用，理解哪些操作可縮短分析時間。 核心觀念 一、先辨認固定相：C18 與 ODS 是同一類型 C18 是矽膠表面鍵結十八碳烷基的固定相，又稱 ODS（octadecylsilane）。其表面具有疏水性，搭配水與甲醇、乙腈等混合移動相，即為典型的逆相層析。 分析物在固定相與移動相之間分配。對具有疏水滯留的分析物而言，增加移動相中的有機溶劑比例，移動相極性降低、與固定相性質較接近，分析物較容易隨移動相離開管柱，因此滯留減少；增加水相比例，則分析物較傾向留在疏水固定相上，滯留增加。 移動相組成改變逆相沖提力分析物滯留時間 有機相比例增加、水相比例降低增強縮短 水相比例增加、有機相比例降低減弱延長 本單元的比例比較，均以其他條件相同、分析物具有一般逆相滯留行為為前提。不要把正相層析的溶劑強度判斷直接套用到逆相層析：正相中極性溶劑沖提力強，逆相則相反，水最弱。 二、比例題的關鍵：先看順序，再算分率 體積比代表各成分的相對用量。有機相體積百分比的判讀方式為：有機相體積 ÷ 各成分體積總和 × 100%。比例本身沒有方向，必須先看清楚題目標示的溶劑順序。 水相：甲醇甲醇體積百分比一般逆相滯留趨勢 1：5約 83.3%此表中最短 1：375%較短 1：2約 66.7%隨甲醇比例降低而延長 1：150%較上述比例長 2：1約 33.3%再延長 3：125%更長 5：1約 16.7%此表中最長 若改寫成「甲醇：水」，相同數字便代表不同組成。例如水：甲醇＝1：3，相當於甲醇：水＝3：1，兩者的甲醇比例都是 75%。看到 A、B 或 I、II 等代號時，也應先還原成實際溶劑名稱，再判斷哪一邊是有機相。 作答步驟：①找出哪個成分是有機溶劑；②算出各選項有機相占比；③問「最短」選有機相占比最高者，問「最長」選有機相占比最低（水相最多）者。 三、水與緩衝溶液都要計入水相 移動相中的水相不一定寫成純水，也可能寫成磷酸緩衝溶液。例如以 0.1 M、pH 6.7 磷酸緩衝溶液搭配甲醇時，緩衝溶液是水相，甲醇是有機相。若緩衝溶液條件固定、只比較兩者體積比，甲醇占比最高者（如緩衝液：甲醇＝1：5）滯留時間最短；緩衝液占比高者（如 5：1）滯留最長。 苄胺（C6H5CH2NH2）、timolol 等含胺基、可離子化的分析物，其滯留也可能受到 pH、離子化程度及與殘留矽醇基交互作用影響。但在僅改變水相與甲醇比例的比較中，仍依有機相比例判斷：甲醇比例越高，滯留越短，不能只憑藥物含有胺基就認定比例不影響滯留。 四、不同有機溶劑的比較 逆相層析常使用甲醇（methanol）、乙腈（acetonitrile）及四氫呋喃（tetrahydrofuran，THF）作為有機修飾劑。逆相中的溶劑強度大致為： 溶劑逆相沖提力 水最弱 甲醇較弱的有機修飾劑 乙腈較甲醇強 THF最強 同體積比例下，乙腈通常比甲醇具有較強的逆相沖提力；但溶劑種類也會改變選擇性，因此不同溶劑間的比較仍須連同組成比例一起判斷。 以類固醇如 betamethasone 為例，比較甲醇／水 20：80、甲醇／水 30：70、乙腈／水 30：70、乙腈／水 70：30 四種移動相：同為甲醇時，30：70 比 20：80 有機相多，滯留較短；同為 30：70 時，乙腈比甲醇沖提力強；而乙腈／水 70：30 同時具備「較強的溶劑種類」與「最高的有機相比例」，滯留時間最短。滯留由短到長大致為：乙腈 70：30 ＜ 乙腈 30：70 ＜ 甲醇 30：70 ＜ 甲醇 20：80。 若原本使用水／乙腈＝80：20 沖提 prednisolone，要增加滯留時間，應加入水，使有機相比例降低、沖提力減弱。加入乙腈會提高有機相比例而縮短滯留；甲醇與 THF 也是有機修飾劑，加入後會增加總有機相含量（THF 沖提力更強），都不能達到確定延長滯留的效果。 五、縮短分析時間的操作 操作主要作用能否縮短分析時間 增加移動相流速加快分析物通過管柱的速度可以 增加有機溶劑比例提高逆相沖提力、降低滯留可以 加快梯度變化速度（斜率）使有機相更快上升到較強沖提條件可以，較晚沖出的成分會提前離開管柱 增加水相比例降低逆相沖提力、增加滯留不行，反而延長 此處的「梯度加快」是指有機相比例隨時間上升得更快。提高流速則是改變通過管柱的速度，不等於增加溶劑沖提力。縮短分析時間也不保證分離更好；有機相過高或梯度過陡，可能使成分過早沖出、分離度不足。 常考陷阱 「水越多，越容易把分析物沖出」：逆相層析中，水是弱沖提溶劑；增加水相比例會延長滯留，因此不能用來縮短分析時間。 「比例右邊數字越大，滯留一定越短」：必須先確認右邊是不是有機溶劑。若寫的是甲醇：水，右側數字增加反而代表水相占比提高。 「最長與最短使用相同排序」：求最短，找有機相最多、沖提力最強者；求最長，找水相最多、沖提力最弱者。先圈定問句方向，再比較組成。 「緩衝溶液不能當水相計算」：磷酸緩衝溶液仍是水相；I、II 或 A、B 只是代號，要還原成實際溶劑。 「只看溶劑種類、不看比例」：乙腈／水 30：70 與 70：30 差很多；選最短時要找溶劑較強且有機比例最高者。 「想延長滯留就加入較弱的有機溶劑（甲醇）」：加入任何有機溶劑都會提高總有機相含量；要延長滯留，正確做法是加水。 「提高流速就是提高沖提力」：兩者都能縮短滯留時間，但作用不同；流速控制通過速度，溶媒組成控制沖提強弱。 記憶口訣 「逆相水多留得久，有機增加快快走；比例先看誰在前，最長最短再判選。」 「水＜甲醇＜乙腈＜THF，越右越強沖越快。」 「流速加、有機升、梯度陡，時間都縮短；唯獨加水，越等越久。」