知識(shí)補(bǔ)充高效液相色譜法詳解演示文稿

知識(shí)補(bǔ)充高效液相色譜法詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共87頁。1（優(yōu)選）知識(shí)補(bǔ)充高效液相色譜法當(dāng)前2頁，總共87頁。2HPLC的發(fā)展歷史1952James和Martin發(fā)展了氣相色譜；1967Kirkland等研制高效液相色譜法；吸附柱色譜1906GC1950年代GC-MS1950年代末HPLC1960年代毛細(xì)管電泳和毛細(xì)管電動(dòng)色譜等一系列新的色譜法1980年代中期當(dāng)前3頁，總共87頁。3HP1100型高效液相色譜儀當(dāng)前4頁，總共87頁。417.1.2HPLC與GC的比較氣相色譜（GC）適合分析在操作溫度下能氣化而不分解的有機(jī)化合物，僅占15%，衍生后也只有不到20%。

GC不適合高沸點(diǎn)、難揮發(fā)及熱不穩(wěn)定化合物、離子性化合物、高聚物等。當(dāng)前5頁，總共87頁。5補(bǔ)充高效液相色譜法

保留值塔板數(shù)塔板高度分離度選擇性氣相色譜﹦液相色譜塔板理論速率方程液相色譜所用基本概念：當(dāng)前6頁，總共87頁。617.1.2HPLC與經(jīng)典LC的比較當(dāng)前7頁，總共87頁。7HPLC：高效色譜柱、高壓泵、高靈敏檢測器經(jīng)典LC：粒徑150-200m，流速0.xml/min，分離時(shí)間數(shù)小時(shí)（依重力流動(dòng)）tS當(dāng)前8頁，總共87頁。8

用高壓輸液泵將具有不同極性的單一溶劑或不同比例的混合溶劑、緩沖液等流動(dòng)相泵入裝有固定相的色譜柱，經(jīng)進(jìn)樣閥注入待測樣品，由流動(dòng)相帶入柱內(nèi)，在柱內(nèi)各成分被分離后，依次進(jìn)入檢測器進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣的分析的方法稱為高效液相色譜法（highperformanceliquidchromatography,HPLC)。17.1.3HPLC定義當(dāng)前9頁，總共87頁。917.1.4現(xiàn)代高效液相色譜法的特點(diǎn)：(1)高效：(2)高壓：HPLC工作壓力高達(dá)20MPa-30MPa。(3)高速：分離一個(gè)樣品只需幾分鐘至幾十分鐘。(4)高靈敏度：紫外檢測器的檢測限可達(dá)10－9g，熒光檢測器的檢測限可達(dá)10－12g。一般GC的填充色譜柱是數(shù)千塔板／米，高效液相色譜法的塔板數(shù)可達(dá)約8萬塔板/米，使分離效率大大提高。當(dāng)前10頁，總共87頁。10高效液相色譜法的優(yōu)點(diǎn)是：

其缺點(diǎn)是：價(jià)格昂貴，要用各種填料柱，容量小，流動(dòng)相消耗大且有毒性的居多。17.1.5高效液相色譜法的優(yōu)、缺點(diǎn)檢測的分辨率和靈敏度高，分析速度快，重復(fù)性好，定量精度高，應(yīng)用范圍廣。適用于分析高沸點(diǎn)、大分子、強(qiáng)極性、具有生物活性、熱穩(wěn)定性差的化合物。當(dāng)前11頁，總共87頁。11色譜分離的過程當(dāng)前12頁，總共87頁。1217.1.6樣品分子在色譜柱中的分離過程當(dāng)前13頁，總共87頁。1317.1.6樣品分子在色譜柱中的分離過程當(dāng)前14頁，總共87頁。14

色譜分離的實(shí)質(zhì)是樣品分子（即溶質(zhì)）與溶劑（即流動(dòng)相或洗脫液）以及固定相分子間的作用，作用力的大小，決定色譜過程的保留行為。17.1.7色譜分離的實(shí)質(zhì)當(dāng)前15頁，總共87頁。1517.2高效液相色譜儀當(dāng)前16頁，總共87頁。1617.2高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)輸液系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)當(dāng)前17頁，總共87頁。1717.2高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)示意圖輸液系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)當(dāng)前18頁，總共87頁。1817.2高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)進(jìn)樣器貯液器高壓泵色譜柱餾分收集器檢測器記錄儀輸液系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)當(dāng)前19頁，總共87頁。1917.2高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)進(jìn)樣器貯液器高壓泵梯度洗脫裝置色譜柱餾分收集器檢測器記錄儀高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)示意圖輸液系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)當(dāng)前20頁，總共87頁。2017.2高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)17.2.1輸液系統(tǒng)17.2.2進(jìn)樣系統(tǒng)

分離系統(tǒng)17.2.4

檢測系統(tǒng)當(dāng)前21頁，總共87頁。2117.2高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)17.2.1輸液系統(tǒng)高壓輸液泵在線脫氣裝置梯度洗脫裝置當(dāng)前22頁，總共87頁。2217.2.1高壓輸液泵作用：將流動(dòng)相以穩(wěn)定的流速或壓力輸送到色譜系統(tǒng)。輸液泵的穩(wěn)定性直接關(guān)系到分析結(jié)果的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。當(dāng)前23頁，總共87頁。2317.2.1高壓輸液泵性能：⑴足夠的輸出壓力⑵輸出恒定的流量⑶輸出流動(dòng)相的流量范圍可調(diào)節(jié)

⑷壓力平穩(wěn),脈動(dòng)小

當(dāng)前24頁，總共87頁。2417.2.1高壓輸液泵注意事項(xiàng)：⑴防止任何固體顆粒進(jìn)入泵體⑵流動(dòng)相不應(yīng)含有任何腐蝕性物質(zhì)⑶泵工作時(shí)防止溶劑瓶流動(dòng)相用完

⑷不要超過最高壓力⑸流動(dòng)相應(yīng)先脫氣當(dāng)前25頁，總共87頁。25在線脫氣、超聲脫氣、真空脫氣等作用：脫去流動(dòng)相中的溶解氣體。流動(dòng)相先經(jīng)過脫氣裝置再輸送到色譜柱。脫氣不好時(shí)有氣泡，導(dǎo)致流動(dòng)相流速不穩(wěn)定，造成基線飄移，噪音增加。O2,N2,CO2…17.2.1在線脫氣裝置當(dāng)前26頁，總共87頁。2617.2.1梯度洗脫裝置Isocraticelution恒定組成的單一溶劑體系Gradientelution以一定速度改變多種溶劑的配比淋洗，目的是分離多組容量因子相差較大的組分。High-PressureMixing作用:縮短分析時(shí)間,提高分離度,改善峰形,提高監(jiān)測靈敏度當(dāng)前27頁，總共87頁。27補(bǔ)充、液相色譜中的柱外譜帶展寬色譜柱本身以外區(qū)域的譜帶展寬，稱為柱外譜帶展寬。樣品注入色譜柱后，在色譜柱以外的任何死空間（如進(jìn)樣器、柱接頭、連接管和檢測器）中，樣品分子的擴(kuò)散和滯留，都會(huì)引起色譜峰的擴(kuò)展，而使柱效降低，所以柱外死體積影響是不能忽略的。當(dāng)前28頁，總共87頁。28進(jìn)樣系統(tǒng):密封性好，死體積小，重復(fù)性好1注射器進(jìn)樣裝置優(yōu)點(diǎn)：可以任意改變進(jìn)樣體積，注射快速,不易造成峰擴(kuò)張。缺點(diǎn)：重現(xiàn)性較差，試液容易滲漏當(dāng)前29頁，總共87頁。2917.2.2進(jìn)樣系統(tǒng)2高壓定量進(jìn)樣閥(六通閥)優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)樣量的可變范圍大，耐高壓，易于自動(dòng)化缺點(diǎn)：容易造成色譜峰擴(kuò)張當(dāng)前30頁，總共87頁。3017.2.2進(jìn)樣系統(tǒng)當(dāng)前31頁，總共87頁。31色譜柱

色譜柱是實(shí)現(xiàn)分離的核心部件。要求柱效高、柱容量大和性能穩(wěn)定。柱性能與柱結(jié)構(gòu)、填料特性、填充質(zhì)量和使用條件有關(guān)。

17.2.3分離系統(tǒng)：色譜柱當(dāng)前32頁，總共87頁。32常用內(nèi)壁拋光過的不銹鋼制成顆粒直徑早期大（20~75μm），柱管徑一般為2mm，柱長為50~100cm.近年來，用高效微型填料（3~10μm）管徑為4~5mm，長為10cm~50cm的直形不銹鋼柱。每米柱效可達(dá)8萬塔板數(shù)當(dāng)前33頁，總共87頁。33sphericalandirregularsilicaparticles

Macroporoussphericalsilicaparticle.[K.K.Unger,Poroussilica,Elsevier,1979]

基質(zhì)：載體或擔(dān)體。數(shù)m~數(shù)十m，球形。硅膠或有機(jī)高分子聚合物17.2.3分離系統(tǒng)：色譜柱填料當(dāng)前34頁，總共87頁。34柱性能指標(biāo):柱壓理論塔板高度H理論塔板數(shù)n對(duì)稱因子f容量因子k選擇性因子α分離度R當(dāng)前35頁，總共87頁。3517.2.4檢測系統(tǒng)檢測器應(yīng)具有：溶質(zhì)性檢測器有：紫外、熒光、電化學(xué)檢測器等總體檢測器有：示差折光、介電常數(shù)檢測器等靈敏度高、噪音低、線性范圍寬、響應(yīng)快，死體積小、定量準(zhǔn)確、適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)該對(duì)溫度和載液流速的變化不敏感。當(dāng)前36頁，總共87頁。36

紫外-可見檢測器光源檢測室光柵二極管陣列檢測UVdetectorcell內(nèi)容積：1-10l光路長：2-10mm當(dāng)前37頁，總共87頁。3717.2.4熒光檢測器特點(diǎn)：有非常高的靈敏度和良好的選擇性，靈敏度要比紫外檢測法高23個(gè)數(shù)量級(jí)，特別適合于藥物和生物化學(xué)樣品的分析。當(dāng)前38頁，總共87頁。3817.2.4熒光檢測器當(dāng)前39頁，總共87頁。3917.2.4質(zhì)譜檢測器HPLC-ESI/MS當(dāng)前40頁，總共87頁。4017.2.4數(shù)據(jù)處理

計(jì)算機(jī)進(jìn)行峰面積的積分、分析結(jié)果的計(jì)算、誤差的分析或色譜圖的輸出，記錄的信號(hào)進(jìn)行程序化、自動(dòng)化處理。當(dāng)前41頁，總共87頁。41復(fù)習(xí):高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)進(jìn)樣器貯液器高壓泵色譜柱餾分收集器檢測器記錄儀輸液系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)分離系統(tǒng)檢測系統(tǒng)當(dāng)前42頁，總共87頁。4217.2MainstagesofHPLCanalysisPrepareSampleinjectintocolumnelutewithmobilephasedetectsamplecomponentsidentifyandquantify當(dāng)前43頁，總共87頁。4317.2高效液相色譜儀的工作流程進(jìn)樣器貯液器高壓泵梯度洗脫裝置色譜柱餾分收集器檢測器記錄儀高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)前44頁，總共87頁。4417.2高效液相色譜儀的工作流程進(jìn)樣器貯液器高壓泵梯度洗脫裝置色譜柱餾分收集器檢測器記錄儀高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)前45頁，總共87頁。4517.2高效液相色譜儀的工作流程進(jìn)樣器貯液器高壓泵梯度洗脫裝置色譜柱餾分收集器檢測器記錄儀高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)前46頁，總共87頁。4617.2高效液相色譜儀的工作流程進(jìn)樣器貯液器高壓泵梯度洗脫裝置色譜柱餾分收集器檢測器記錄儀高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)示意圖tS當(dāng)前47頁，總共87頁。47當(dāng)前48頁，總共87頁。48高效液相色譜的應(yīng)用：

醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、

人體化學(xué)成分、各類合成藥物成分、各種天然植物和動(dòng)物藥物化學(xué)成分。17.3高效液相色譜法的應(yīng)用當(dāng)前49頁，總共87頁。49高效液相色譜的應(yīng)用：

醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、環(huán)保

等各個(gè)領(lǐng)域最為重要的分離分析技術(shù)。17.3高效液相色譜法的應(yīng)用

有機(jī)酸、氨基酸、糖、維生素、脂肪酸、香料、甜味劑、防腐劑、人工色素、病原微生物、霉菌毒素等。當(dāng)前50頁，總共87頁。50南京市兒童醫(yī)院，徐進(jìn)，兒科藥學(xué)雜，1999年第5卷第2期色譜條件色譜條件:島津LC—10AD高效液相色譜儀；RF一l0AxL熒光檢測器，熒光激發(fā)波長360nm，發(fā)射波長430nm;LD一I0A泵，分析柱為SpherisorbODS5μm,200x4.6mm,預(yù)柱為WatersODS柱，室溫;流動(dòng)相為0.05mol/L磷酸鹽緩沖液(pH=4.0):乙睛(78:22v/v)，內(nèi)含0.05mol/L戊磺酸鈉，流速為1ml/min17.3HPLC法測定人血漿中氨芐青霉素濃度當(dāng)前51頁，總共87頁。51樣品分離良好，保留時(shí)間為7.3分鐘

當(dāng)前52頁，總共87頁。52取含有氨芐青霉素的血漿0.2m1.加人10%三氯醋酸0.2m1，渦旋振蕩混勻，12000r/min離心10min，取上清液0.2m1于安瓿中，再加人0.5mol/L鹽酸0.2m1，密封安瓿后置100℃水浴90min，冷卻后再加人蒸餾水0.2m1,渦旋振蕩混勻后，進(jìn)樣20微升測定。以外標(biāo)法峰面積定量。

血樣處理方法當(dāng)前53頁，總共87頁。53HP1100型高效液相色譜儀色譜柱：Hypersil-ODS2-C18，4.6mmX250mm柱檢測波長215nm，進(jìn)樣量20μL，流動(dòng)相為甲醇+0.02mol/L乙酸銨(35+65)，流量0.50mL/min17.3HPLC法快速測定食品中糖精鈉、苯甲酸、山梨酸

當(dāng)前54頁，總共87頁。54當(dāng)前55頁，總共87頁。55色譜圖2:高良姜色譜圖1diarylheptanoidA

2高良姜素3diarylheptanoidB當(dāng)前56頁，總共87頁。56一、液相色譜的速率理論二、影響分離的因素補(bǔ)充高效液相色譜法當(dāng)前57頁，總共87頁。57n為色譜柱的理論塔板數(shù)。因?yàn)閠R是熱力學(xué)常數(shù)，當(dāng)色譜柱的長度一定，理論板數(shù)目n越大，色譜峰越窄。一、液相色譜的速率理論當(dāng)前58頁，總共87頁。58液相色譜的速率方程為：D為擴(kuò)散系數(shù)，Cd、

C’為有關(guān)項(xiàng)的板高系數(shù)，dp和df

為填充粒子直徑和固定液膜的厚度一、液相色譜的速率理論當(dāng)前59頁，總共87頁。59一、液相色譜的速率理論H∝d2p當(dāng)粒度從45μm降至6μm時(shí),板高要降低10倍。當(dāng)前60頁，總共87頁。60二、影響分離的因素

速率方程：H=A+Cu故液相色譜H-u曲線與氣相色譜的形狀不同，如圖

影響分離的主要因素有流動(dòng)相的流量、性質(zhì)和極性。當(dāng)前61頁，總共87頁。611.影響分離的因素——流速流速大于0.5cm/s時(shí),H～u曲線是一段斜率不大的直線。降低流速，柱效提高不是很大。但在實(shí)際操作中，流量仍是一個(gè)調(diào)整分離度和出峰時(shí)間的重要可選擇參數(shù)。當(dāng)前62頁，總共87頁。622.固定相及分離柱選擇短柱、細(xì)內(nèi)徑提高分析速度；研制高效柱填料是一活躍領(lǐng)域。當(dāng)前63頁，總共87頁。633.流動(dòng)相組成流動(dòng)相按組成不同可分為單組分和多組分；按極性可分為極性、弱極性、非極性；按使用方式有等度洗脫和梯度洗脫。當(dāng)前64頁，總共87頁。643.流動(dòng)相組成常用溶劑:己烷、四氯化碳、甲苯、乙酸乙酯、乙醇、乙腈、水。采用二元或多元組合溶劑作為流動(dòng)相可以靈活調(diào)節(jié)流動(dòng)相的極性或增加選擇性，以改進(jìn)分離或調(diào)整出峰時(shí)間。當(dāng)前65頁，總共87頁。654.選擇流動(dòng)相時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題：（1）盡量使用高純度試劑作流動(dòng)相。（2）避免流動(dòng)相與固定相發(fā)生作用而使柱效下降或損壞柱子。（3）試樣在流動(dòng)相中應(yīng)有適宜的溶解度。（4）流動(dòng)相同時(shí)還應(yīng)滿足檢測器的要求。當(dāng)前66頁，總共87頁。66提高柱效的方法(降低板高)：①固定相填料要均一，顆粒細(xì)，裝填均勻。②流動(dòng)相粘度低。③低流速。④適當(dāng)升高柱溫。一、液相色譜的速率理論當(dāng)前67頁，總共87頁。6717.4高效液相色譜法的主要類型17.4.1分配色譜17.4.2液固（吸附）色譜17.4.3離子交換色譜17.4.4尺寸排阻色譜當(dāng)前68頁，總共87頁。6817.4高效液相色譜法的分離機(jī)理及分類

液相色譜的固定相可以是吸附劑、化學(xué)鍵合固定相（或在惰性載體表面涂上一層液膜）、離子交換樹脂或多孔性凝膠；流動(dòng)相是各種溶劑。被分離混合物由流動(dòng)相液體推動(dòng)進(jìn)入色譜柱。根據(jù)各組分在固定相及流動(dòng)相中的吸附能力、分配系數(shù)、離子交換作用或分子尺寸大小的差異進(jìn)行分離。

當(dāng)前69頁，總共87頁。6917.4高效液相色譜法的分離機(jī)理及分類吸附色譜分配色譜尺寸排斥色譜離子交換色譜吸附能，氫鍵疏水分配作用溶質(zhì)分子大小庫侖力

類型

主要分離機(jī)理當(dāng)前70頁，總共87頁。701.吸附色譜（液-固吸附色譜）以固體吸附劑為固定相，如硅膠、氧化鋁等，較常使用的是5～10μm的硅膠吸附劑。流動(dòng)相可以是各種不同極性的一元或多元溶劑。2.分配色譜（液-液分配色譜）早期通過在擔(dān)體上涂漬一薄層固定液制備固定相,現(xiàn)多為化學(xué)鍵合固定相，即用化學(xué)反應(yīng)的方法通過化學(xué)鍵將固定液結(jié)合在擔(dān)體表面。當(dāng)前71頁，總共87頁。713.離子交換色譜固定相為離子交換樹脂，流動(dòng)相為無機(jī)酸或無機(jī)堿的水溶液。各種離子根據(jù)它們與樹脂上的交換基團(tuán)的交換能力的不同而得到分離。4.凝膠色譜（空間排阻色譜）

以凝膠為固定相。凝膠是一種經(jīng)過交聯(lián)的、具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和不同孔徑的多聚體的通稱。如葡聚糖凝膠、瓊脂糖等軟質(zhì)凝膠；多孔硅膠、聚苯乙烯凝膠等硬質(zhì)凝膠；當(dāng)前72頁，總共87頁。7217.4.1

分配色譜partitionchromatography

樣品分子在流動(dòng)相和固定相間的溶解度不同（分配作用）而實(shí)現(xiàn)分離的液相色譜分離模式優(yōu)點(diǎn)：1.均一性和穩(wěn)定性好2.不易流失3.柱效高4.重現(xiàn)性好5.流動(dòng)相和固定相選擇范圍廣6.分離性能好當(dāng)前73頁，總共87頁。7317.4.1

分配色譜partitionchromatography液-液分配色譜：固定液易流失（物理吸附）liquid-liquid鍵合相色譜：化學(xué)鍵bondedphase當(dāng)前74頁，總共87頁。7417.4.1

分配色譜partitionchromatography當(dāng)前75頁，總共87頁。75OHOHOHOOO+C18H37SiCl3SiC18H37

分配色譜一、化學(xué)鍵合固定相當(dāng)前76頁，總共87頁。76非極性鍵合固定相：鍵合在載體表面的功能分子是烷基（C8和C18）

、苯基等非極性有機(jī)分子。（極性很?。O性鍵合固定相：鍵合在載體表面的功能分子是具有丙氨基、二醇基、氰乙基、氨基等極性基團(tuán)的有機(jī)分子。

分配色譜一、化學(xué)鍵合固定相如最常用的ODS（Octa-decyltrichloroSilane）柱或C18柱就是最典型的代表，其極性很小。當(dāng)前77頁，總共87頁。77

分配色譜1.反相HPLC（reversedphaseHPLC）：非極性固定相：如ODS柱或C18柱等極性流動(dòng)相：如水、甲醇、乙腈等2.正相HPLC（normalphaseHPLC）：極性固定相：

如氰乙基、氨基等非極性（或弱極性）流動(dòng)相：如正己烷等當(dāng)前78頁，總共87頁。78一般地，正相色譜是固定液的極性大于流動(dòng)相的極性，而反相色譜是固定相的極性小于流動(dòng)相的極性。正相色譜適宜于分離極性化合物，反相色譜則適宜于分離非極性或弱極性化合物。

分配色譜當(dāng)前79頁，總共87頁。79二、固定相和流動(dòng)相的選擇各種分析物質(zhì)功能基的極性按下列順序增加：烷烴＜醚＜酯＜酮＜醛＜酰胺＜胺＜醇，水的極性最大。液相色譜中常用流動(dòng)相的性質(zhì)（表17-2）

分配色譜當(dāng)前80頁，總共87頁。80舉例：反相液相色譜法流動(dòng)相的選擇水甲醇或乙腈弱酸、弱堿或緩沖鹽（PH:2~8）當(dāng)前8