液体固定相亦称为固定液，其应用远比固体固定相广泛。采用液体固定相有如下优点：溶质在气液两相间的分布等温线呈线性，可获得较对称的色谱峰，保留值重现性好；有众多的固定液可供选择，适用范围广；可通过改变固定液的用量调节固定液膜的厚度，控制k值，改善传质，获得高柱效。

一 固定液的基本要求

固定液是一类高沸点有机物，涂在载体表面，操作温度下呈液态。它应具备：

(1)对组分有良好的分离选择性，即组分与固定液之间具有一定的作用力，使被分离组分间分配系数显示出足够的差别，同时，固定液对试样的各组分还要有适当的溶解能力。

(2)热稳定性和化学稳定性好，在使用条件下不会发生热分解、氧化及与分离组分不会发生不可逆的化学反应。

(3)在操作温度下，有较低的蒸气压，保证固定液的最高使用温度高，防止固定液流失。

(4）润湿性好，固定液能均匀地涂渍在载体表面或毛细管柱内壁。

二 固定液与试样分子间的相互作用

在气液色谱分离中，试样组分溶解在固定液中，构成以固定液为溶剂，以试样组分为溶质的稀溶液。可根据溶液理论来考察组分在气相中的行为、组分与固定液形成溶液的性质及溶质和溶剂的相互作用。

根据Raoult定律，在一密闭容器内，理想溶液中任意组分的蒸气分压p等于它在液相中的摩尔分数x与它在纯态时的蒸气压p*的乘积：

p=xp*

由于溶液中分子间存在一定的作用力，两种液体很难形成理想溶液，这时需要用Henry定律描述溶液中溶质的性质：

p=Yxp*

式中修正系数γ称为活度系数。对于理想溶液，γ=1；对于非理想溶液,γ是一个常数，在气液色谱中，则是组分和固定液分子间作用力的度量。

气液色谱分离采用永久性气体作流动相，组分在气相中溶解度很低，相互之间的作用力可以忽略，故气相接近于理想气体。根据理想气体分压定律，溶质在气相中分压p，等于气相中总气压pg与气相中溶质的摩尔分数y的乘积：

p=ypg

则ypg=γxp*

得x/y=pg/γxp*                                               （1-1）

溶质在气相和液相中的摩尔分数之比，与分配系数有关：

K=组分在固定液中浓度/组分在气相中浓度=cg/cm=x/y×ns/nm                        （1-2）

nm,ns分别为单位体积内气体与固定液的物质的量。将式（1-1)代入式（(1-2)，得

K＝x/y×ns/nm=pg/γp*×ns/nm                                   (1-3)

根据气体定律：

pgV=nmRT                                                      (1-4)

nm是单位体积内气体的物质的量，即V=1，将式（1-4)代入式（1-3)，得

K=nsRT/γp*(19-27)

此式说明气液色谱过程中，组分分配系数决定于组分与固定液的相互作用力（γ)，组分的蒸气压（(p*）以及固定液的量（ns),K亦与温度有关。

欲分离分配系数为K1和K2的两组分，则它们的相对保留值等于两组分的分配系数之比：

a=K2/K1=γp*1/γ2p*2

该式说明混合物各组分分离决定于组分的蒸气压和它在固定液相中的活度系数γ。γ反映了溶质与溶剂分子间的作用力，因而组分与固定液之间的作用力对分离起很大作用，这与蒸馏分离有本质上的区别。当p*1=p*2，即两组分沸点相等，只要选择合适固定液也可将两组分分开。这时

a=γ1/γ2

色谱分离选择性主要决定于组分与固定液的分子结构及相互作用力的差异。

分子间的作用力，是分子间一种较弱的吸引力，它是决定物质的沸点、熔点、溶解度、汽化热、表面张力和豁度等物理化学性质的主要因素，分子间的作用力主要包括色散力、诱导力、定向力（静电力）、氢键作用力以及其他特殊作用力。

三 固定液的分类

固定液品种繁多，曾有数百种的物质被用作气液色谱固定液。它们具有不同的组成、性质和用途。为了研究固定液的色谱特性，便于按试样的性质选择相应的固定液，不少专家、学者通过对固定液的分子结构、极性、特征常数等研究，提出多种评价和分类方法。

1．按固定液相对极性分类

最早根据固定液的相对极性分类的是Rohrschneider(1959年）。一他规定非极性固定液角鳖烷的相对极性为0，β，β一氧二丙睛固定液的相对极性为100，选择苯一环己烷或正丁烷一丁二烯作为测定的“物质对”，分别测得它们在上述两种固定液及欲测固定液上的相对保留值。被测固定液的相对极性px由下式求出：

px=100-100(q1一qx)/q1一q2

式中px为固定液的相对极性，q1为苯一环己烷在β，β-氧二丙腈柱上的相对保留值对数，即

q1=lgt’R苯/t’R环己烷

q2为苯一环己烷在角鳖烷柱上的相对保留值对数，qx为苯一环己烷在待测固定液柱上的相对保留值对数。

测定的结果表示：各种固定液的相对极性px均在0-100之间。以每20个相对极性单位为一级，用“＋”表示，共分为五级。相对极性在0与＋1间的叫非极性固定液，+1-+2为弱极性固定液，+3为中等极性固定液，+4-+5为强极性固定液。表19-3常用固定液的相对极这种按相对极性分类的方法，由于苯一环己烷或丁烷一丁二烯“物质对”，主要反映的是分子间的色散力和诱导力，未能反映出固定液与组分分子间的全部作用力，在表达固定液性质上还不够完善。

2．固定液的选择性常数

大量实验事实表明，固定液极性的大小不仅仅决定于固定液本身，同时也取决于所测定组分的性质。1966年Rohrschneider对相对极性分类体系做了两个方面的改进：

(1)选用五种不同性质的化合物作为评价、表征固定液选择性的标准物质：苯（电子给予体），代表易极化物质；乙醇（质子给予体），代表氢键型化合物；甲乙酮（质子接收体），代表接收氢键能力强的化合物；硝基甲烷（质子接收体），代表特殊氢键化合物；吡啶（质子接收体），代表氮杂环上可形成大π键的物质，也是易极化物质。

(2)用保留指数差值△I表示相对极性的大小，即在柱温100℃下检测以上五种标准物质，在被测固定液保留指数（Ip）与参比固定液角鳖烷上保留指数(Is）的差值。其表示通式为：△I=Ip一Is，如苯就是：△I1=Ip一Is=aX，其他四种物质同样可写出四个类似方程。于是，乙醇：△I2=bY；甲乙酮:△I3=cZ；硝基甲烷：△I4=dU;吡啶：△I5=eS。式中的a,b,c,d,e为组分的作用常数（通常为100);X,Y,Z,U,S则是固定液各种作用力的极性因子，被称为固定液选择性常数，也被称作Rohrschneider常数。

由于分子间的作用力具有相加性，因此，任一固定液的总极性就可用分子间各种作用力的总和来表示：

△I=aX+bY十cZ+dU+eS

固定液的总极性越大，表示该固定液的极性越强。为了提高保留指数的准确性，McReynolds于1970年提出以丁醇,2一戊酮、硝基丙烷代替乙醇、甲乙酮、硝基甲烷，保留苯和吡啶，在柱温为120℃下测定了200多种固定液的常数，分别用X',Y',Z',U',S'表示相应的McReynolds固定液常数，并将数值分别乘以100:X'=△I(苯）,Y'=△I(丁醇),Z'=△I(2一戊酮),U'=△I(硝基丙烷),S'=△I吡啶）。此后，McReynolds固定液常数便被广泛用于固定液的性质比较以及固定液的选择。表19-4为比较常见的固定液McReynolds常数。

常数表可用于按组分和固定液之间的作用来选择合适的固定液；亦可发现固定液性能相似性，如SE-30和OV-1的常数基本一致，说明其色谱性能相同，可以互相代用；还可用于测定新合成的固定液的性能与适用范围。根据固定液测定的Rohrschneider和McReynolds常数，预测其分离选择性。

3．按固定液的化学结构分类

这种分类方法是按固定液官能团的类型分类。便于按分离试样和固定液的化学结构，按“相似相溶”的原则选择固定液。

(1)烃类包括烷烃、芳烃及其聚合物，都属于非极性和弱极性固定液，典型代表为角鳖烷，它是极性最小的固定液。

(2)醇和聚醇它们是能形成氢键的强极性固定液，其中广泛应用的是聚乙二醇及其衍生物。它们是分离各种极性化合物的重要固定液，其中尤以相对分子质量为2000左右，商品名为PEG-20M或Carbowax20M用得最广泛。具有弱酸性的FFAP固定液，就是在PEG-20M的末端经基以邻硝基对苯二甲酸衍生化的醋，热稳定性可提高到250℃以上，而且适合分离中性和偏酸性化合物。

(3)酯和聚酯聚酯由多元酸和多元醇反应而成。对醚、酯、酮、硫醇、硫醚等有较强的保留能力。例如酯类，邻苯二甲酸二壬酯(DNP),聚二乙二醇丁二醇聚酯(DEGS）等。

(4)聚硅氧烷类聚二甲基硅氧烷是在气相色谱中应用最广的一类固定液。它具有很高的热稳定性和很宽的液态温度范围，在-60℃至350℃下均为稳定的液体状态，相当多的化合物均可在该类固定液上得到很好的分离。硅氧烷的烷基可被各种基团，如苯基和氰基取代，形成具有不同极性和选择性的固定液系列，并有良好的热稳定性。如将硅硼烷引入或共聚则可形成高温固定液，柱温可高达450℃。

(5)特殊选择性固定液有机皂土：它由二甲基双十八烷基氯化铵与皂土进行离子交换制备，商品名为Bentone34，对芳香族化合物异构体具有特殊的分离选择性。液晶：是一种按分子形状分离组分的固定液，分子形状不同的位置异构体尤其是空间异构体能够得到良好的分离。手性固定液：目前在气相色谱中使用的手性固定液可分为三类：第一类，基于氢键作用的手性固定液，主要包括氨基酸衍生物、二钛及多钛、碳酰双氨基酸酯、二酰胺和单酰胺等。其中分离氨基酸衍生物对映体的典型代表为以L-缬氨酸为手性基团的聚硅氧烷固定液；Chirasil-Val。第二类，基于配位作用的手性固定液，即手性金属络合物固定相、手性选择体是由过渡金属离子和有机配体构成的金属络合物。第三类，基于包结络合作用的手性固定液。主要指a一,β一和γ一环糊精的烷基化或酰基化衍生物。是目前发展最快、选择性最高、应用面最广的一类手性固定液。

四 填充柱制备

1．固定液涂渍

将固定液涂渍到载体表面以形成均匀溶膜，首先选择能溶解固定液和适当挥发性的溶剂，如氯仿、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、苯、甲苯等。根据试样性质确定固定液与载体质量比，制备固定液溶液。

常用固定液涂溃方法有蒸发法与过滤法。前者，将载体缓慢倒入固定液溶液中，使载体全部浸没，轻轻搅拌，让溶剂在红外灯照射下慢慢蒸发。也可使用旋转蒸发器蒸发溶剂；后者，将载体在固定液溶液中浸渍、过滤，让过滤后载体中的溶剂慢慢挥发。测定过滤前、后的溶液体积，则可计算出载体中固定液含量。

2．柱填充、老化

一般将色谱柱与真空泵连接，在泵抽吸、振动或轻轻敲击条件下将涂渍固定液载体紧密填入色谱柱，然后将柱接入色谱柱箱内，在一定载气流下加热进行色谱柱老化，以除去残余溶剂、挥发性杂质，促进固定液膜更趋均匀。