亲水作用色谱（Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography，简称HILIC）的机理主要基于极性分子与固定相之间的亲水相互作用。以下是关于亲水作用色谱机理的详细解释：
### 一、固定相与流动相
1. **固定相**：在HILIC中，固定相通常是一种极性材料，如亲水性多孔硅胶或聚合物。这些材料具有丰富的极性官能团，如氨基、羧基、氰基、二醇基、酰胺基等，能够与极性分子形成较强的相互作用。常见的亲水作用色谱柱包括硅胶柱、氨基柱、氰基柱、二醇基柱、酰胺基柱和两性离子柱等。
2. **流动相**：流动相在HILIC中通常由水和有机溶剂（如乙腈或甲醇）组成，形成一种相对非极性的环境。在这种环境中，极性较强的分子更倾向于与固定相的亲水官能团相互作用，而非极性分子则更容易被流动相中的有机溶剂带走。通过调节流动相中水和有机溶剂的比例，可以有效地控制极性化合物的保留时间和分离效果。
### 二、分离原理
HILIC的分离原理主要基于分配和静电相互作用：
1. **分配作用**：分析物在富含有机溶剂的流动相和吸附在固定相表面的水层之间进行分配。极性较强的分子更倾向于与水层相互作用，因此保留在固定相上的时间更长。随着流动相中水相比例的逐渐增加，样品组分逐渐从色谱柱上被洗脱下来。
2. **静电相互作用**：固定相表面的离子基团（如解离的硅醇基）与极性分子之间的静电相互作用也可能在分离过程中起作用。这些静电相互作用可以增强或减弱分析物与固定相之间的结合力，从而影响其保留时间和分离效果。
### 三、分离过程
1. **样品加载**：在HILIC中，极性样品被注入到色谱柱中。通常，样品需要溶解在一种含有高比例有机溶剂的溶剂中，以减少样品在柱上的初始保留。
2. **亲水相互作用**：样品组分根据其亲水性与色谱柱的亲水性固定相发生相互作用。这些固定相具有极性，能够吸引极性样品分子。
3. **分离**：由于样品组分与固定相之间的亲水作用强度不同，它们在色谱柱中的移动速度也不同。极性较强的分子在柱中保留时间更长，而极性较弱的分子则较快通过色谱柱。
4. **洗脱**：随着流动相中水相比例的逐渐增加，样品组分逐渐从色谱柱上被洗脱下来。洗脱通常采用梯度洗脱方式，即流动相的组成随时间变化，从而实现不同极性化合物的逐步洗脱和分离。
综上所述，亲水作用色谱的机理是基于极性分子与固定相之间的亲水相互作用以及分配和静电相互作用共同实现的。这种色谱技术特别适用于分离极性化合物，如糖类、氨基酸、核苷酸和其他小分子极性物质。
